Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu và giảng dạy lịch sử

Bài viết bước đầu nghiên cứu vai trò ứng dụng GIS trong nghiên cứu, giảng dạy lịch sử, bao gồm việc phát huy tư duy trừu tượng và tư duy thực tiễn cho người học thông qua chuyển kênh chữ thành kênh hình, tạo hứng thú cho người học thông qua kênh hình trực quan, phát huy tư duy logic thông qua bản đồ khung, bổ sung thêm phương tiện giảng dạy theo xu hướng đổi mới phương pháp dạy học, công cụ hỗ trợ đắc lực cho nghiên cứu lịch sử chuyên sâu. Bài viết cũng trình bày một số biện pháp nhằm tăng cường ứng dụng GIS trong nghiên cứu và giảng dạy lịch sử.

Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 2(33)-2017 ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY LỊCH SỬ Phan Văn Trung(1) Trường Đại học Thủ Dầu Một (1) Ngày nhận 22/02/2016; Chấp nhận đăng 20/10/2016; Email: phantrung77@gmail.com Tóm tắt Sự phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin tạo phương tiện hỗ trợ đắc lực cho nhiều lĩnh vực khoa học, có nghiên cứu giảng dạy lịch sử Trên sở tổng quan hệ thống thông tin địa lý (GIS), báo bước đầu nghiên cứu vai trò ứng dụng GIS nghiên cứu, giảng dạy lịch sử, bao gồm việc phát huy tư trừu tượng tư thực tiễn cho người học thơng qua chuyển kênh chữ thành kênh hình, tạo hứng thú cho người học thơng qua kênh hình trực quan, phát huy tư logic thông qua đồ khung, bổ sung thêm phương tiện giảng dạy theo xu hướng đổi phương pháp dạy học, công cụ hỗ trợ đắc lực cho nghiên cứu lịch sử chuyên sâu Bài viết trình bày số biện pháp nhằm tăng cường ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy lịch sử Từ khóa: hệ thống thơng tin địa lý, nghiên cứu, giảng dạy, lịch sử Abstract APPLICATION OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM IN RESEARCHING AND TEACHING HISTORY The strong development of information technology has created powerful support means for many fields of science, including history research and teaching Based on the overview of Geographic Information System (GIS), the article initially explores the role of GIS application in researching and teaching history, including the development of abstract thinking and practical thinking of the learners, by transforming the text channel into a visual imaging channel, creating interest to the learners through the visual channel, promoting logical thinking through the frame map, adding teaching means according to the innovation trend in teaching method, a powerful tool for intensive research in history This article also presents a number of measures to enhance the application of GIS in researching and teaching history Giới thiệu Những năm gần đây, đổi phương pháp, ứng dụng công nghệ thông tin giảng dạy, nghiên cứu đề cập thường xuyên ngành giáo dục nước ta Cùng với phát triển vũ bão cách mạng khoa học công nghệ, việc ứng dụng công nghệ thông tin dạy học xu phát triển tất yếu giáo dục đại, coi cú hích mạnh mẽ nhằm đem lại hiệu quả, nâng cao chất lượng dạy học hệ thống đào tạo Thực tế cho thấy, nhiều ngành khoa học ứng dụng mạnh mẽ GIS vào giảng dạy nghiên cứu, bước đầu đạt nhiều thành tựu bật ngành địa lý, nông - lâm nghiệp, tài 135 Phan Văn Trung Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ngun mơi trường, quản lí thị, quản lí đất đai, khảo cổ học, khí tượng, thủy văn, Tuy nhiên việc ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy Lịch sử trường đại học, cao đẳng, trường phổ thơng nước ta cịn hạn chế, giáo viên chủ yếu sử dụng đồ, lược đồ, sơ đồ có sẵn Thực trạng ảnh hưởng lớn đến việc phát triển tư trừu tượng, tư logic tư thực tiễn, tư sáng tạo tạo hứng thú cho người học mơn Lịch sử Vì vậy, đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục, việc ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy Lịch sử yêu cầu mang tính cấp thiết, nhằm bắt kịp với xu thời đại Bài viết tập trung làm rõ hiệu việc ứng dụng GIS vào nghiên cứu giảng dạy Lịch sử, từ cung cấp luận cho việc đổi phương pháp giảng dạy, nghiên cứu mơn khoa học xã hội nói chung ngành Lịch sử nói riêng cấp học thời gian tới Khái quát hệ thống thơng tin địa lý (GIS) Hiện nay, có nhiều định nghĩa GIS Theo nhà địa lý học Dana Tomlin, Hệ thống thông tin địa lý “một sở cho việc chuẩn bị, trình bày diễn giải kiện có liên quan đến bề mặt trái đất Đây định nghĩa rộng Tuy nhiên, định nghĩa hẹp sử dụng nhiều hơn, GIS cấu hình phần cứng máy tính phần mềm thiết kế đặc biệt cho việc sử dụng liệu đồ”[1] Jeffrey John Estes lại định nghĩa: “hệ thống thông tin địa lý hệ thống thông tin thiết kế để làm việc với liệu tham chiếu tọa độ khơng gian địa lý Nói cách khác, GIS hệ thống sở liệu với khả tham chiếu liệu không gian cụ thể, tập hợp hoạt động làm việc với liệu… GIS coi đồ bậc cao”[2] Ở Việt Nam, khái niệm Hệ thống thông tin địa lý tổ chức tổng thể bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý người điều hành thiết kế hoạt động cách có hiệu nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích hiển thị tồn dạng liệu địa lý GIS có mục tiêu xử lý hệ thống liệu môi trường không gian địa lý [4] Phần cứng: máy tính thiết bị ngoại vi (bàn số hố, máy quét, máy in, đĩa cứng, mềm, máy vẽ…); phần mềm: tập hợp câu lệnh, thị nhằm điều khiển phần cứng thực nhiệm vụ xác định, gồm: hệ điều hành, giao diện, không gian, hệ quản trị sở liệu; tư liệu địa lý: gồm có liệu khơng gian liệu phi khơng gian; người điều hành: người trực tiếp sử dụng GIS người quản lý sử dụng Hai nhóm tham gia vào việc thành lập, khai thác bảo trì hệ thống cách gián tiếp hay trực tiếp GIS công nghệ đồ dùng để kết nối thông tin vị trí địa lý đối tượng với tất dạng thơng tin khác có liên quan đến thơng tin thuộc tính đối tượng Đặc trưng bật khả GIS mà hệ thống thơng tin khác khơng có khả thao tác không gian kết nối liệu Có thể nói rằng, GIS có khả biến liệu thuộc tính (chữ, số, bảng số liệu…) thành liệu không gian - liệu vị trí đối tượng mặt đất theo hệ qui chiếu đó, thể thơng qua sản phẩm cụ thể đồ, lược đồ, sơ đồ, biểu đồ, mơ hình… làm tăng tính khoa học, trực quan giảng, đề tài nghiên cứu Những thông tin địa lý chiếm tỷ lệ lớn nhu cầu thông tin sống hàng ngày Nhà khu vực học Roert Williams khẳng định: “ước tính 80% nhu cầu thơng tin nhà hoạch định sách quyền địa phương có liên quan đến vị trí địa lý” [7] GIS cung cấp công cụ mạnh mẽ để giải vấn đề địa lý Sử dụng GIS giúp có thơng tin việc phân tích khu vực địa lý định tập hợp đồ hiển thị Từ giúp cho nhà quản lí định đắn 136 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 2(33)-2017 Các lĩnh vực nghiên cứu khác tìm thấy GIS công cụ hỗ trợ đắc lực Đối với lĩnh vực nông nghiệp, GIS xây dựng hệ thống đồ trồng trọt, canh tác xác với loại đất khác Đối với Khảo cổ học, GIS giúp khám phá văn minh cổ đại với mẫu trầm tích Đối với kiến trúc thiết kế đô thị, GIS công cụ giúp quy hoạch đất đai Đối với lĩnh vực kinh doanh, GIS giúp lựa chọn địa điểm, phân tích vị trí địa lý chuỗi cung ứng Đối với kỹ thuật, GIS giúp cho trình bảo trì liệu sở hạ tầng Đối với mơi trường, tìm thấy GIS thơng tin giúp đánh giá mơi trường, phân tích biến đổi khí hậu, nhiễm nước ngầm Đối với y học an tồn cơng cộng, GIS giúp lập đồ dịch bệnh, ứng phó thảm họa Đối với khoa học qn sự, GIS giúp phân tích thơng tin tình báo địa điểm, quản lý hậu cần, vệ tinh thám Đối với hành cơng, GIS giúp tạo liệu truyền thông công cộng, đô thị quy hoạch vùng…Đặc biệt, giáo dục, GIS công cụ đắc lực cho việc nghiên cứu giảng dạy, có ngành Lịch sử GIS có nhiều phần mềm khác nhau, MapInfo phần mềm hữu hiệu để tạo quản lý sở liệu địa lý vừa nhỏ máy tính cá nhân Đây phần mềm tương đối gọn nhẹ, dễ sử dụng, dùng để xây dựng thông tin điạ lý thể qua đồ máy thực số phép truy vấn, phân tích Vì vậy, dự án, quản lý hành chánh, giảng dạy, nghiên cứu người ta thường sử dụng MapInfo Chính lẽ đó, ví dụ báo minh họa dựa phần mềm MapInfo Ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy lịch sử 3.1 Phát huy tư trừu tượng tư thực tiễn cho người học thông qua chuyển kênh chữ thành kênh hình Trong cách giảng dạy truyền thống giáo viên thường phụ thuộc phần lớn vào kênh chữ, nội dung kênh chữ nhiều tiết học làm cho người học nhàm chán, thụ động, mang nặng lối truyền thụ chiều Với việc ứng dụng GIS biến đổi kênh chữ thành kênh hình thông qua xây dựng lược đồ, đồ gắn với không gian cụ thể Với cách chuyển kênh giúp người học phát huy khả tư trừu tượng tư thực tiễn từ thuộc tính khơng gian đối tượng Trong nhiều học phần lịch sử, đề cập đến địa điểm, lãnh thổ khơng phải lúc có sẵn lược đồ, đồ Vì vậy, người dạy thường truyền đạt nội dung thông qua kênh chữ, làm cho người học khó tiếp nhận thơng tin Ứng dụng GIS (cụ thể sử dụng phần mềm MapInfo), khắc phục hạn chế Trong phần mềm MapInfo, sau cài đặt xong copy liệu gốc vào máy tính có lớp thơng tin (các quốc gia, khu vực giới, thủ đơ, dân số, diện tích, giao thơng, sơng ngịi,…) Đối với Việt Nam, phần mềm có liệu đầy đủ (cả liệu thuộc tính liệu không gian) từ cấp tỉnh đến cấp xã (phường), giúp người dạy thuận tiện để xây dựng lược đồ, đồ môn học theo ý tưởng cách nhanh chóng Ví dụ, học phần: Cơ sở văn hóa Việt Nam, phần giới hạn vùng địa lý – văn hóa, thay người dạy kể tên liệt kê vùng văn hóa với tỉnh cụ thể, sử dụng phần mềm MapInfo, chuyển kênh chữ thành kênh hình Các bước thực sau: mở phần mềm MapInfo máy tính, sau chọn thư mục hành Việt Nam, ta lược đồ hình Với hỗ trợ phần mềm giáo viên giảng dạy trực tiếp phần mềm, giáo viên giảng đến tỉnh click chuột vào tỉnh đó, màu tỉnh chọn khác so tỉnh khác, giúp 137 Phan Văn Trung Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý học sinh dễ dàng nhận diện đối tượng đồ Ngoài ra, phần mềm cho phép xuất sang dạng file ảnh thuận tiện cho việc bảo quản, lưu trữ, sử dụng tài liệu Không giới hạn học phần này, trình bày phần mềm MapInfo chứa đựng đầy đủ thơng tin thuộc tính thơng tin khơng gian tất lãnh thổ giới Vì vậy, liên quan đến không gian lãnh thổ xây dựng thành lược đồ, đồ để giảng dạy hay nghiên cứu khu vực Hình Lược đồ hành cấp tỉnh phần mềm MapInfo 3.2 Tạo hứng thú cho người học thông qua kênh hình trực quan Sử dụng MapInfo giảng dạy nhiều nội học phần lịch sử phần mềm Kênh hình sử dụng không dừng lại mức độ minh họa, mà để khai thác tri thức Người dạy người học khai thác kênh hình để tìm tri thức Ví dụ, dạy đến phần nước Đông Nam Á, sử dụng MapInfo mở file WORLD, chọn khu vực Đông Nam Á Tiếp theo, chọn quốc gia khu vực Đông Nam Á, chọn màu cho khu vực Đông Nam Á để khác với khu vực khác, cho thị thủ quốc gia hình Với cách giảng dạy học sinh hứng thú, tập trung cho học Hình Lược đồ khu vực Đông Nam Á xây dựng phần mềm MapInfo Ngoài nội dung đề cập, kênh hình cịn chứa đựng nhiều thơng tin thuộc tính khác, như: diện tích, dân số, giới tính, GDP/người, cấu dân số… quốc gia Chúng ta muốn biết thơng tin quốc gia dùng cơng cụ có biểu tượng chữ i Main click chuột vào quốc gia Ví dụ, click chuột vào Việt Nam, bảng thông tin thị tất liệu thuộc tính đối tượng lựa chọn hình Thơng qua kênh hình MapInfo, vừa khai thác kiến thức liên quan đến thơng tin khơng gian thuộc tính, phục vụ tốt mục tiêu giảng 138 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 2(33)-2017 3.3 Phát huy tư logic thông qua đồ khung Bản đồ khung là: đồ có số yếu tố sở đường bờ biển, ranh giới khu vực, sơng chính, hệ thống kinh vĩ tuyến… nhằm đáp ứng yêu cầu phương pháp truyền thủ Khi sử dụng, giáo viên vừa giảng, vừa xây dựng thêm lên đồ khung làm cho học sinh tập trung ý, học thêm sinh động, sinh viên tiếp thu có logic dễ nhớ [5] Trong MapInfo tất lãnh thổ giới có đồ khung, yếu tố giúp cho người dạy vận dụng xây dựng giảng cách hiệu Kênh hình khơng dừng lại mức độ minh họa mà giúp người học phát mối liện hệ đối tượng từ thuộc tính khơng gian Với cách tiếp cận này, tư logic người học phát huy tối đa Ví dụ, xây dựng lược đồ nước thuộc liên minh châu Âu năm 2013 (sách giáo khoa lịch sử 12 cập nhật đến năm 2007), vào MapInfo mở file EUROPE Tiếp theo chọn nước gia nhập EU theo giao đoạn: trước năm 1995; nước gia nhập năm 2004; 2007; nước gia nhập EU sau năm 2007 Trong trình chọn lựa nước, người học lúc liên hệ đến nhiều vấn đề: thời gian nước gia nhập EU, vị trí nước, tổng số nước xu hướng mở rộng EU hay thời gian nước rời khỏi EU tương lai Hình Lược đồ nước thuộc Liên minh châu Âu (4 - 2014) xây dựng phần mềm MapInfo dựa đồ khung 3.4 Bổ sung thêm phương tiện dạy theo xu hướng đổi phương pháp dạy học Với mô hình xây dựng đại học nghiên cứu nay, yêu cầu giảng viên khơng ngừng hồn thiện phương pháp giảng dạy nghiên cứu khoa học Vì vậy, cần hỗ trợ công cụ tạo phương tiện giảng dạy mới, có phần mềm tin học GIS sử dụng hiệu giảng dạy nội dung phù hợp, kiến thức trình phát triển kiện, tượng lịch sử Ví dụ, giảng dạy đến Sự đời phát triển tổ chức ASEAN, xây dựng lược đồ thể thời gian tham gia nước, phát triển tổ chức ASEAN [3] Mở file WORLD phần mềm MapInfo, chọn khu vực Đông Nam Á Sau đó, chọn nước gia nhập thời gian, chọn màu để phân biệt thời gian gia nhập ASEAN nước, xây dựng giải Hình Lược đồ nước Đông Nam Á phát triển tổ chức ASEAN 139 Phan Văn Trung Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Như vậy, với hỗ trợ phần mềm MapInfo thời gian ngắn xây dựng lược đồ: nước Đông Nam Á phát triển tổ chức ASEAN, hình 3.5 Cơng cụ hỗ trợ đắc lực cho nghiên cứu lịch sử chuyên sâu Trong nghiên cứu lịch sử lĩnh vực khác, khơng phải lúc có đầy đủ đồ, lược đồ thuộc lĩnh vực nghiên cứu Vì vậy, người nghiên cứu phải tự xây dựng đồ, lược đồ khu vực nghiên cứu với nội dung tương ứng Ví dụ nghiên cứu văn hóa khảo cổ Việt Nam, sau nhà nghiên cứu khai quật để tìm di tích văn hóa cổ, địa điểm phát di tích văn hóa xây dựng thành đồ, lược đồ Cụ thể, nghiên cứu văn hóa Sa Huỳnh, nhà nghiên cứu tiến hành khai quật số địa điểm huyện Nam Giang Tam Kỳ, tỉnh Quảng Nam phát di tích Sa Huỳnh Cà Đăng (107,780; 15,630), Za Ra (107,670; 15,620),, Pa Xua (107,680; 15,680), B’Rang (107,480; 15,730) Sử dụng MapInfo, thể điểm đồ cách xác: Hình Lược đồ di tích Sa Huỳnh huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam Qua lược đồ này, giúp cho nhà nghiên cứu có nhìn tổng quan di tích Sa Huỳnh địa bàn nghiên cứu, từ đưa kết luận cần thiết Ngồi ra, có lĩnh vực nghiên cứu có đồ, lược đồ khơng đáp ứng u cầu, cần phải số hóa lại liệu Với hỗ trợ GIS khơi phục lược đồ, đồ cũ bị mờ hư hỏng có giá trị lớn Một số biện pháp tăng cường ứng dụng GIS nghiên cứu, giảng dạy lịch sử Đối với quan nghiên cứu: GIS cơng cụ hỗ trợ đắc lực, có hiệu cho nghiên cứu chuyên sâu Các quan nghiên cứu cần tăng cường ứng dụng GIS, đầu tư trang thiết bị, hệ thống phần mềm, góp phần nâng cao lực nghiên cứu Tổ chức hội thảo khoa học, báo cáo chuyên đề làm rõ vai trò ứng dụng GIS nghiên cứu lịch sử Giới thiệu sản phẩm tạo từ ứng dụng GIS nhằm làm bật vị trí GIS nghiên cứu lịch sử Tổ chức lớp tập huấn GIS cho quan nghiên cứu lịch sử nhằm tăng cường khả ứng dụng GIS Đối với trường đại học: Các trường đại học cần bồi dưỡng nâng cao trình độ cơng nghệ thơng tin, tạo điều kiện cho giảng viên tích cực tìm hiểu vai trị, tầm quan trọng, xu tất yếu ứng dụng GIS nghiên cứu, giảng dạy Mở lớp tập huấn cho giảng 140 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 2(33)-2017 viên việc ứng dụng GIS nghiên cứu, giảng dạy lịch sử Đẩy mạnh hoạt động ứng dụng GIS buổi sinh hoạt chuyên môn, hội thảo chuyên đề, tổ chức thi có ứng dụng GIS giảng dạy, nghiên cứu Đối với sinh viên, việc đào tạo kiến thức liên quan trực tiếp đến ngành học, cần phải đào tạo kĩ mềm giúp sinh viên trường có khả dạy học sinh phổ thông nghiên cứu trực tiếp tham gia vào quan nghiên cứu Đây hướng nhiều trường đại học hướng tới Do đó, trang bị cho sinh viên kỹ ứng dụng công nghệ thông tin nghiên cứu lịch sử, có GIS cần thiết Bởi vậy, cấu trúc chương trình đào tạo cần bổ sung thêm tăng cường học phần liên quan đến GIS Việc đẩy mạnh áp dụng GIS dạy học, nghiên cứu phải tiến hành đồng Bên cạnh nhân tố giảng viên, sinh viên, nội dung chương trình đào tạo, cần phải trọng đến việc đầu tư sở vật chất, trang thiết bị, cách kiểm tra, đánh giá đảm bảo tính hiệu trình ứng dụng GIS giảng dạy nghiên cứu lịch sử Cần đẩy mạnh hoạt động nghiên cứu khoa học phát triển ứng dụng công nghệ thông tin nói chung, GIS nói riêng trường đại học Những nghiên cứu cần có tính thực tiễn ứng dụng qui mơ trường để giáo viên, sinh viên trường tiếp cận ứng dụng tiến công nghệ thông tin hoạt động dạy học, nghiên cứu Đối với trường phổ thơng: Cần bồi dưỡng, nâng cao trình độ tin học kỹ ứng dụng GIS giảng dạy lịch sử, tập trung vào bồi dưỡng kỹ sử dụng sản phẩm GIS trình giảng dạy Một số đối tượng am hiểu GIS cần khuyến khích sử dụng GIS để tạo sản phẩm phục vụ cho giảng dạy hay tạo sáng kiến kinh nghiệm Đầu tư thêm sở vật chất máy tính, hệ thống phần mềm trang thiết bị cần thiết phục vụ nhu cầu ứng dụng GIS giảng dạy lịch sử Có thể lồng ghép giới thiệu vai trò GIS hoạt động dạy học môn Sử buổi sinh hoạt ngoại khóa nhằm tạo hứng thú cho học sinh môn học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dana Tomlin (1990), Geographical Information Systems and Cartographich Modeling, Englewood Clifs, NJ: Prentice-Hall, page xi [2] Jeffrey, John Estes (1990): Geographich Information Systems: An introduction, Englewood Clifs, NJ: Prentice-Hall [3] Phan Ngọc Liên (2012), Lịch sử 12, NXB Giáo dục Việt Nam [4] Nguyễn Ngọc Thạch (2013), Địa thông tin – nguyên lí ứng dụng, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ [5] Lê Văn Tin (2005), Bản đồ giáo khoa địa lý, Đại học Huế [6] Trung tâm nghiên cứu ứng dụng viễn thám GIS (2000), Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mapinfo 6.0, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) [7] Robert Williams (1987), Selling a geographical information system to government policy makers Papers from the 1987 Annual Conference of the Urban and Regional Information Systems Association 141 ... dục, việc ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy Lịch sử yêu cầu mang tính cấp thiết, nhằm bắt kịp với xu thời đại Bài viết tập trung làm rõ hiệu việc ứng dụng GIS vào nghiên cứu giảng dạy Lịch sử, từ... Văn Trung Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý ngun mơi trường, quản lí thị, quản lí đất đai, khảo cổ học, khí tượng, thủy văn, Tuy nhiên việc ứng dụng GIS nghiên cứu giảng dạy Lịch sử trường... tăng cường ứng dụng GIS nghiên cứu, giảng dạy lịch sử Đối với quan nghiên cứu: GIS cơng cụ hỗ trợ đắc lực, có hiệu cho nghiên cứu chuyên sâu Các quan nghiên cứu cần tăng cường ứng dụng GIS, đầu