148 Trờng đại học s phạm hà nội tạp chí khoa học số 6 năm 2006 Trao đổi các nguyên tắc Xây dựng atlas giáo khoa điện tử trong dạy học địa lý ở trờng phổ thông Kiều văn hoan Khoa Địa lý - Trờng ĐHSP Hà Nội I. Đặt vấn đề Atlas là phơng tiện trực quan, là nguồn tri thức không thể thiếu trong dạy và học địa lý. Trong nhiều năm qua với sự nỗ lực không ngừng của tập thể tác giả các nhà giáo, nhà bản đồ học đã xây dựng đợc những tập atlas đáp ứng yêu cầu ngày càng tốt hơn trong việc giảng dạy ở nhà trờng phổ thông. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự bùng nổ thông tin một cách nhanh chóng đòi hỏi phải có cách tiếp cận mới trong dạy và học. Nhiều nớc trên thế giới đã xây dựng và sử dụng các atlas điện tử trong dạy học (các atlas đợc đóng gói trên các đĩa CD - Rom thậm chí đa lên mạng Internet) đã phát huy đợc hiệu quả và góp phần nâng cao chất lợng trong dạy và học địa lý, giúp học sinh say mê môn học, tính tích cực, chủ động lĩnh hội kiến thức. ở Việt Nam trong những năm gần đây việc giảng dạy các bộ môn nói chung và bộ môn địa lý nói riêng đã đẩy mạnh việc ứng dụng phơng tiện hiện đại, phơng pháp tiên tiến trong dạy học. Tuy nhiên trong quá trình giảng dạy giáo viên còn gặp nhiều khó khăn vì còn thiếu nguồn t liệu hỗ trợ, các phần mềm dạy học, đặc biệt là các atlas giáo khoa điện tử hỗ trợ dạy học địa lý. Để góp phần khắc phục những khó khăn trên, bài báo này trình bày những nguyên tắc cơ bản trong việc xây dựng atlas giáo khoa điện tử hỗ trợ việc tổ chức hoạt động học tập nhằm góp phần nâng cao chất lợng và cải tiến phơng thức dạy học địa lý ở trờng phổ thông. II. Nội dung nghiên cứu Đ 1. Một số khái niệm về atlas 1. a tlas Atlas không phải là một tập hợp đơn giản các bản đồ khác nhau mà bao gồm hệ thống các bản đồ có quan hệ hữu cơ với nhau, bổ sung cho nhau, đợc quy định bởi mục đích sử dụng và đặc điểm lãnh thổ. Atlas đợc coi là đầy đủ khi ta có thể tìm thấy trong đó có tất cả các vấn đề và chủ đề đặc trng cho lãnh thổ và mục đích sử dụng cho atlas, trong khuôn khổ và giới hạn và số lợng trang nhất định. Thiết kế, thành lập và xuất bản atlas là một công việc rất phức tạp cần phải có sự hiểu biết sâu sắc các đối tợng và hiện tợng của lãnh thổ và những thành tựu phát triển khoa học có liên quan, phải ứng dụng lý luận bản đồ học và trình độ kỹ thuật hiện đại mới có thể thành lập đợc atlas có chất lợng cao. Atlas có thể đợc thành lập theo phạm vi lãnh thổ (thế giới, châu lục, quốc gia, tỉnh) theo nội dung (Địa lý chung, chuyên đề, tổng hợp) hoặc mục đích sử dụng (tra cứu, giáo dục, du lịch ) 2. Atlas điện tử Atlas điện tử là sản phẩm kế tiếp của bản đồ điện tử. Dựa trên cơ sở định nghĩa về atlas và bản đồ điện tử, ta có thể coi: Atlas điện tử là một tập hợp các bản đồ điện tử, đợc tổ chức một cách có hệ thống để tạo thành một tác phẩm thống nhất. Hai đặc trựng cơ bản 149 của atlas điện tử là sự đầy đủ về chủ đề và sự thống nhất nội tại nh bất kỳ thể loại atlas truyền thống nào. 3. Atlas giáo khoa điện tử Atlas giáo khoa điện tử dùng để dạy học địa lý là một tập hợp các bản đồ điện tử, đợc tổ chức một cách có hệ thống để tạo thành một sản phẩm thống nhất phục vụ cho mục đích dạy và học. Atlas giáo khoa điện tử đảm bảo đầy đủ về chủ đề và sự thống nhất nội tại nh bất kỳ thể loại atlas truyền thống nào. Đồng thời atlas giáo khoa điện tử phải có các tính năng của GIS và sử dụng rộng rãi các kỹ thuật đa phơng tiện. Khi xây dựng atlas giáo khoa điện tử phải đảm bảo đợc các nguyên tắc: Tính khoa học, tính vừa sức ( đảm bảo đợc nội dung chơng trình sách giáo khoa, khả năng lĩnh hội của học sinh), tính trực quan, tính mỹ thuật. 4. Những điểm giống và khác nhau của atlas truyền thống và atlas giáo khoa điện tử Do atlas giáo khoa điện tử đợc xây dựng trên cơ sở các trang bản đồ điện tử nên nó mang đầy đủ các đặc tính của bản đồ số. Ngoài những sự giống và khác nhau giữa các trang bản đồ đơn lẻ thì giữa chúng có những đặc điểm khác biệt: Vì kích thớc của atlas trên giấy chỉ đợc giới hạn trong một phạm vi nhất định (về lý thuyết có thể rất rộng, nhng lại không thể sử dụng đợc), do đó đối với atlas quốc gia, nó chỉ thể hiện đợc lãnh thổ ở tỷ lệ nhỏ và chỉ biểu thị đợc những nét đặc trng nhất của lãnh thổ. Trong khi đó, atlas giáo khoa điện tử có thể đợc lập cho những vùng rộng lớn, với mức độ tra cứu khác nhau, từ tổng quát đến chi tiết. Có thể chỉ trên một đĩa CD-ROM, atlas giáo khoa điện tử cho chúng ta tra cứu đợc các tỉnh, thành phố, các huyện và thậm chí đến từng xã với nhiều thông tin đa dạng ở cả dạng thông tin không gian lẫn thuộc tính. Hệ thống nội dung của các bản đồ trong atlas giáo khoa điện tử có thể dùng chung một cơ sở dữ liệu duy nhất, chỉ khác nhau ở số liệu thể hiện. Điều này có thể thấy rất rõ khi các bản đồ đợc thành lập trên công nghệ GIS. Các dữ liệu của đối tợng đợc lu trữ trong các trờng khác nhau và đợc chúng thể hiện theo nội dung của bản đồ cần xây dựng. Do đó, đối với các bản đồ khác chỉ cần thể hiện theo các trờng dữ liệu khác nhau sẽ cho ra những kết quả đảm bảo theo yêu cầu sử dụng. Trờng hợp khác, các yếu tố nền cơ sở cho tất cả các bản đồ trong cùng một chơng cũng chỉ cần một file dữ liệu duy nhất. Điều này làm tăng tính thống nhất của bản đồ và khi có thay đổi thì tất cả các trang đều đợc sửa thống nhất. Việc thành lập atlas trên giấy thờng mất rất nhiều thời gian, mặt khác rất khó thay đổi, bổ sung cập nhật thông tin mới, nh vậy tính hiện thời của atlas sẽ bị giảm đi. Thế nhng đối với atlas điện tử sẽ khắc phục đợc những yếu điểm đó. Chính vì thế hãng Microsoft hàng năm đều đa ra phiên bản mới của Encarta 1999, 2000 đến nay là 2006. Thậm chí, những atlas điện tử phát hành qua mạng Internet, trên các đĩa CD ROM điều này làm cho việc cập nhật dữ liệu một cách thuận tiện. So với atlas trên giấy, việc tra cứu atlas giáo khoa điện tử nhanh hơn rất nhiều do các phần mềm cho phép thiết kế rất rõ danh mục các trang bản đồ, các menu tìm kiếm. Atlas giáo khoa điện tử có thể đợc phát hành theo nhiều lĩnh vực: CD -ROM, mạng Internet với thời gian rất nhanh và rẻ hơn nhiều so với atlas in trên giấy. Khi đợc thành lập trong môi trờng đa phơng tiện thì các atlas giáo khoa trở nên rất đa dạng và sinh động, ngoài hệ thống bản đồ, atlas giáo khoa điện tử còn hỗ trợ rất nhiều kênh thông tin nh video, âm thanh, thuyết minh do đó hiệu quả sử dụng cũng cao hơn nhiều. 2. Các nguyên tắc xây dựng atlas giáo khoa điện tử dùng trong dạy học địa lý ở trờng phổ thông Atlas giáo khoa điện tử và atlas truyền thống xét về nội dung vẫn mang những tính 150 chất, đặc điểm chung nh sau: tính khoa học, tính trực quan và vừa sức, tính hoàn chỉnh của nội dung, tính thống nhất, tính hiện thời và tính thẩm mỹ. 1. Tính khoa học: Đây là một trong những nội dung quan trọng để đánh giá chất lợng của atlas. Điều này thể hiện quan điểm của lãnh thổ thành lập bản đồ trong việc nhìn nhận, đánh giá các sự kiện lịch sử, các vấn đề về lãnh thổ trong atlas phải có sự tơng hỗ và bổ sung lẫn nhau, có thể dễ dàng đối chiếu so sánh bản đồ này với các bản đồ khác, có nh vậy mới đảm bảo sự phản ánh đúng đắn những mối quan hệ tơng hỗ giữa các hiện tợng và những quy luật phân bố của chúng. Để đảm bảo tính thống nhất, khi xây dựng atlas phải chú ý đến các vấn đề sau: Lựa chọn hợp lý và có giới hạn số lợng các phép chiếu và tỷ lệ bản đồ, phải chọn ra hệ thống tỷ lệ đơn giản và dễ so sánh.Phải sử dụng cơ sở địa lý thống nhất cho các trang bản đồ hoặc của từng nhóm chuyên đề. Các bản chú giải bản đồ phải phù hợp với các quan điểm phân loại khoa học, mức độ chi tiết và chỉ tiêu phản ánh. Thống nhất về khái quát hóa các đối tợng và số liệu biểu thị. Cần phải sử dụng các phơng pháp trình bày thống nhất; phơng pháp thể hiện, màu sắc, chữ viết, ký hiệu + Phải thống nhất về mốc thời gian của các đối tợng phản ánh. + Chỉnh hợp nội dung dựa trên quan hệ tơng hỗ giữa các hiện tợng. 5. Tính hiện thời : Đây cũng là một tiêu chuẩn để đánh giá chất lợng của atlas. Phải có các t liệu mới nhất và có độ chính xác cao thì mới có thể đảm bảo cho giá trị khoa học và ý nghĩa thực tiễn của atlas. 6. Tính thẩm mỹ : Atlas phải có giao diện đẹp, phù hợp với khả năng nhận thức, tâm sinh lý của học sinh. Đ 3. Quy trình xây dựng atlas giáo khoa điện tử Thiết kế phần bản đồ trong atlas giáo khoa điện tử về cơ bản không khác với việc thiết kế các atlas truyền thống trên giấy. Các nguyên tắc của việc thiết kế và biên tập các nội dung của atlas giáo khoa điện tử cũng tơng tự nh thiết kế atlas truyền thống trên giấy. Tuy nhiên, do ứng dụng công nghệ bản đồ số nên quy trình sẽ dài và phức tạp hơn. Các bớc công nghệ chính trong công tác xây dựng atlas nh sau: Bản đồ Chữ ( Text) Biểu - bảng ( Graph - Table) âm thanh ( Sound ) Thuyết minh ( Voice ) Chú giải (Legend ) ảnh (Image) ảnh động ( Animation ) Phim ( Video) Sơ đồ các yếu tố xây dựng atlas giáo khoa điện tử Các thành phần chính tạo nên môi trờng đa phơng tiện của bản đồ trong atlas giáo khoa điện tử gồm có: âm thanh, kênh chữ, hình ảnh động, ảnh tĩnh, video, thuyết minh, biểu đồ - bảng dữ liệu, chú giải bản đồ. 2. Tính trực quan và tính vừa sức của atlas: atlas sử dụng trong dạy và học phải đảm bảo đợc việc lựa chọn đúng các phơng pháp bản đồ, kết cấu logic của atlas, các mối liên hệ lẫn nhau của các yếu tố nội dung chơng trình với nội dung của atlas phải đợc rõ ràng. Sử dụng hệ thống tranh ảnh, hình ảnh động (video), biểu đồ, giải thích vừa đủ nhằm đảm bảo tính vừa sức giúp học sinh dễ tiếp thu, dễ sử dụng. 3. Tính hoàn chỉnh của nội dung : Các bản đồ trong atlas phải làm sáng tỏ đợc các vấn đề do đề tài, mục đích sử dụng và nhiệm vụ đặt ra khi thiết kế, xây dựng atlas. 4. Tính thống nhất : Các bản đồ 151 1. Thiết kế và viết kế hoạch biên tập bản đồ Trên cơ sở biên tập khoa học của atlas, tiến hành biên tập các trang bản đồ sẽ thể hiện. Một trong những điểm quan trọng trong việc thiết kế atlas giáo khoa điện tử là ngay trong phần kế hoạch biên tập phải quy định rõ ràng việc sử dụng các phần mềm cho các công việc cụ thể của từng giai đoạn. Tuỳ theo nguồn t liệu thu thập đợc mà đa ra các phơng án xử lý để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả nhất. Phải xây dựng đợc chuẩn dữ liệu để làm cơ sở lựa chọn những phần mềm phù hợp cho việc số hóa và biên tập nội dung bản đồ cũng nh nhập và biên tập dữ liệu thông tin thuộc tính. Khi biên tập các bản đồ, các công việc nh lựa chọn cơ sở toán học, tổng hợp các yếu tố nội dung phải tuân theo các nguyên tắc cuả bản đồ truyền thống đồng thời phải phân biệt đợc sự giống và khác nhau giữa hai thể loại atlas để đa ra đợc phơng án thiết kế phù hợp. Đặc điểm các yếu tố thể hiện trên bản đồ là khác với bản đồ truyền thống đợc in trên giấy, mức độ chi tiết của bản đồ in phụ thuộc vào chất lợng in. Còn trên bản đồ số việc hiển thị hình ảnh trên màn hình phụ thuộc vào chất lợng và kích thớc của màn hình máy tính. Chính vì thế, khi xây dựng bản đồ phải đảm bảo đợc khi ngời sử dụng thu phóng đợc ở tỷ lệ nhất định trên màn hình mà bản đồ không bị biến dạng. 2. Thu thập, phân tích và đánh giá tài liệu Nội dung công việc của bớc này tơng tự nh khi thành lập atlas trên giấy. Tuy nhiên, ngoài các t liệu trên giấy còn có các dạng t liệu khác nh: bản đồ đã đợc số hóa, cơ sở dữ liệu ở dạng word, các file cơ sở dữ liệu thuộc tính ở Excel, hệ thống kênh hình nh video, hình ảnh từ các đĩa VCD, DVD hoặc băng video, đĩa CD âm thanh. T liệu cũng có thể đợc khai thác ở nhiều nguồn khác nhau, việc thu thập tài liệu đợc tiến hành càng kỹ càng có hiệu quả, tránh phải lặp những nội dung công việc không cần thiết rất và góp phần rất quan trọng trong sự thành công của atlas. Hiện nay, việc thu thập và xử lý dữ liệu ở dạng số đã giúp cho ngời làm bản đồ tiết kiệm đợc thời gian và độ chính xác cao hơn. Những t liệu thu thập đợc đánh giá và sắp xếp theo bản kế hoạch đã biên tập, đối với những t liệu ở dạng video thập chí sẽ phải sử dụng những phần mềm chuyên dụng để xử lý cắt ghép các hình ảnh, lồng tiếng sao cho phù hợp với nội dung trong bài bài học. 3. Thiết kế màu sắc So với bản đồ truyền thống thì việc thiết kế màu cho bản đồ điện tử mang tính chất khác hẳn. Đó là do màu sắc nền trên màn hình xuất hiện từ ánh sáng phát ra từ bóng màn hình, trong khi đó màu sắc bản đồ trên giấy lại do sự phản xạ của ánh sáng từ bề mặt bản đồ. Mặc dù có những hệ thống đã đợc tạo ra cho việc thiết kế màu sắc trên màn hình nhng thực tế thì màu bản đồ in ra trên giấy không thể giống hệt màu đợc thiết kế trên màn hình. Độ sáng của màu phụ thuộc vào số bít tạo nên màu. Mặt khác màu của bản đồ trên máy tính còn phụ thuộc vào cấu tạo và chất lợng màn hình. Nếu màn hình hiển thị có số bit màu ít hơn số bit màu đợc thiết kế trên bản đồ số thì kết quả sẽ rất khác nhau. Nếu ta thiết kế màu sắc cả bản đồ là 24 bit màu nhng lại đọc trên máy tính có 256 màu thì hầu hết các đối tợng trên bản đồ sẽ có màu rất khác nhau (nhất là các đối tợng màu nền). Chính vì vậy, đối với mỗi bản đồ điện tử bất kỳ nào cũng đều phải có tài liệu hớng dẫn chỉ ra những yêu cầu đối với màn hình khi sử dụng những bản đồ đó để đảm bảo thể hiện màu sắc đã đợc thiết kế. 4. Thiết kế ký hiệu và chữ viết Hệ thống ký hiệu của atlas điện tử phải có hình dạng đơn giản, không nên thiết kế ký hiệu quá lớn sẽ làm giảm tính trực quan của bản đồ. Cũng có những phơng pháp để có thể đọc chi tiết hơn bằng kỹ thuật siêu ký hiệu (MetaSymbol). Khi đó mỗi ký hiệu sẽ đợc thiết kế ở hai kích thớc khác nhau, bình 152 thờng sẽ nhìn thấy ở dạng kích thớc nhỏ, nhng khi di chuyển chuột đến vị trí ký hiệu thì dạng kích thớc lớn sẽ xuất hiện và ta có thể thấy rõ hơn cấu trúc của ký hiệu. Khi thiết kế chữ phải đảm bảo không che lấp các đối tợng trên bản đồ, sử dụng các kiểu chữ khác nhau cho từng đối tợng khác nhau để đảm bảo tính trực quan của bản đồ. Bên cạnh đó còn có cánh khác cho phép hiển thị chữ trên bản đồ đó là thiết kế ở những tỷ lệ khác nhau thì mức độ chi tiết của bản đồ sẽ khác nhau, giúp cho ngời sử dụng có thể tìm đợc tất cả những thông tin trên bản đồ thông qua nút phóng to, thu nhỏ. Khi xây dựng atlas điện tử, công tác biên tập thông tin thuộc tính là một phần hết sức quan trọng. Những thông tin này phải đợc thiết kế để đảm bảo kết nối chính xác với đối tợng đợc thể hiện trên bản đồ. Hiện nay, mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ thờng hay đợc áp dụng cho các bản đồ điện tử. Theo mô hình này, thông tin thuộc tính của mỗi đối tợng đợc liên kết với dữ liệu đồ hoạ thông qua một chỉ số chung gọi là khóa:. Khóa này có thể là một hay một số trờng. III. Kết luận Việc thành lập atlas giáo khoa điện tử đang là vấn đề rất cần thiết để phù hợp sự phát triển của công nghệ thông tin và góp phần to lớn trong việc nâng cao chất lợng dạy và học ở trơng phổ thông. Atlas giáo khoa điện tử phải đợc xây dựng theo những nguyên tắc cơ bản của atlas truyền thống trên cơ sở dựa vào những thế mạnh trong môi trờng đa phơng tiện điện tử. Nhờ atlas điện tử giúp cho giáo viên và học sinh có đợc những nguồn t liệu cập nhật, những hình ảnh sinh động trong sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nớc, giáo viên có thể sử dụng atlas giáo khoa điện tử nh một tài liệu học tập để tổ chức hoạt động theo nhóm nhỏ ở trên lớp giúp cho học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức và hiểu bài một cách vững chắc. Atlas cũng là một kho t liệu vô cùng quý giá, giúp cho giáo viên sử dụng trong việc thiết kế bài giảng của mình trên các chơng trình khác nh: Microsoft Powerpoint, Word, Excel, Mapinfo.v.v Tài liệu tham khảo [1]. Lâm Quang Dốc, Bản đồ giáo khoa , Nxb Đại học S phạm, Hà Nội, 2003. [2]. Lê Huỳnh , Lê Ngọc Nam (Chủ biên), Bản đồ học chuyên đề, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 2001. [3]. Vũ Bích Vân, Bản đồ học điện toán . Giáo trình giảng dạy cao học ngành bản đồ. H, 2002. [4]. BorDen D. Dent, Cartography Thematic Map Design. WCB/ Mc Graw - Hill ADivision of the McGraw Hill Companies,1999. [5]. David Lambert and David Baldestone. Learning to teach geography in the Secondary school . London, 2000. [6]. Macmillian Education Australia Pty LTD - Global atlas, Second edition, 2003. [7]. O xford International Student Atlas. Endorsed by University of Combridge. International Examination. Summary Some principles in establishing electronic school - atlas for the teaching of Geography in general schools Kieu van hoan This article exposes some principles and characteristics in establishing electronic school- atlas for use in teaching geography in general schools. It analyzes the components of an electronic school-atlas and the procedure of establishing an electronic school atlas . . cứu, giáo dục, du lịch ) 2. Atlas điện tử Atlas điện tử là sản phẩm kế tiếp của bản đồ điện tử. Dựa trên cơ sở định nghĩa về atlas và bản đồ điện tử, ta có thể coi: Atlas điện tử là một tập hợp. đặc trựng cơ bản 149 của atlas điện tử là sự đầy đủ về chủ đề và sự thống nhất nội tại nh bất kỳ thể loại atlas truyền thống nào. 3. Atlas giáo khoa điện tử Atlas giáo khoa điện tử dùng. phục vụ cho mục đích dạy và học. Atlas giáo khoa điện tử đảm bảo đầy đủ về chủ đề và sự thống nhất nội tại nh bất kỳ thể loại atlas truyền thống nào. Đồng thời atlas giáo khoa điện tử phải có