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Andreas Heiken

• Seit etwa Mitte der 1960er Jahre werden Geographische Informationssysteme (GIS) für raumrelevante Fragestellungen verwendet; ein Anwendungsgebiet, das lange Zeit nur in der universitären Ausbildung Eingang fand. In diesem Zusammenhang verwundert es umso mehr, dass erst kurz vor der Jahrtausendwende Geographische Informationssysteme zum ersten Mal im Schulunterricht auf der Sekundarstufe zum Einsatz gekommen sind. Die vorliegende Arbeit stellt einen nachhaltigen Ansatz zur Entwicklung einer Geoinformations-Teachware vor. Eine Auseinandersetzung mit und über GIS und Geoinformatik in der Schule auf interaktiver Basis erleichtert das Verständnis der zuweilen komplexen Inhalte und Zusammenhänge. Mit der Geoinformations-Teachware SchulGIS können Schülern (ab der fünften Jahrgangsstufe) und Studierenden die theoretischen Grundlagen, die Funktionalitäten und Anwendungsmöglichkeiten einer GI-Software anhand von didaktisch aufbereiteten Beispielen und Modulen (mitSeit etwa Mitte der 1960er Jahre werden Geographische Informationssysteme (GIS) für raumrelevante Fragestellungen verwendet; ein Anwendungsgebiet, das lange Zeit nur in der universitären Ausbildung Eingang fand. In diesem Zusammenhang verwundert es umso mehr, dass erst kurz vor der Jahrtausendwende Geographische Informationssysteme zum ersten Mal im Schulunterricht auf der Sekundarstufe zum Einsatz gekommen sind. Die vorliegende Arbeit stellt einen nachhaltigen Ansatz zur Entwicklung einer Geoinformations-Teachware vor. Eine Auseinandersetzung mit und über GIS und Geoinformatik in der Schule auf interaktiver Basis erleichtert das Verständnis der zuweilen komplexen Inhalte und Zusammenhänge. Mit der Geoinformations-Teachware SchulGIS können Schülern (ab der fünften Jahrgangsstufe) und Studierenden die theoretischen Grundlagen, die Funktionalitäten und Anwendungsmöglichkeiten einer GI-Software anhand von didaktisch aufbereiteten Beispielen und Modulen (mit Schritt-für-Schritt-Anweisungen, Aufgabenstellungen, Musterlösungen etc.) vermittelt werden. So erfolgt zum ersten Mal eine interaktive Auseinandersetzung mit der komplexen Materie. Die Praxis orientierten und realitätsnahen Beispiele ermöglichen einen interdisziplinären als auch Fächer übergreifenden, skalierbaren und mehrstufigen Einsatz. Die Nutzungsmöglichkeiten reichen von Präsentationszwecken und Visualisierungen über 'Blended Learning' bis zum 'Learning by doing'. Diese vielfältigen Einsatzmöglichkeiten bei unterschiedlichen Altersstufen der Nutzer zu verschiedensten Themen und Inhalten ermöglichen eine nachhaltige Verwendung eines GIS in der Ausbildung. Der vorgestellte Ansatz wurde mit Hilfe verschiedener empirischer Methoden entwickelt und sukzessive evaluiert. Des Weiteren können aufgrund eines modularen Aufbaus der Teachware Ergebnisse aus zum Teil parallel durchgeführten, unabhängigen und nicht mit diesem Projekt in Zusammenhang stehenden Studien und Untersuchungen zum Medieneinsatz im Geographieunterricht berücksichtigt werden. Sie dienen auch als Grundlage für die Weiterentwicklung des Teachware-Projektes, welches dadurch einer ständigen Anpassung und Modifikation unterliegt. Der Aspekt der Nachhaltigkeit ist somit gegeben, d.h. es wird zwischen der didaktischen, fachwissenschaftlichen und technischen Komponente unterschieden und dennoch können die Komponenten einzeln oder kombiniert erweitert werden. Eine kritische Betrachtung im Schlussteil der Arbeit zu den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten rundet diese Betrachtung zu einer nachhaltigen Entwicklung einer GI-Teachware ab. Dabei wird auch auf die Problematik der Geodatenbeschaffung, speziell für Ausbildungszwecke, eingegangen und Lösungspotenziale, die Projekte wie z.B. OpenStreetMap ermöglichen, vorgestellt. Im Ausblick werden außerdem Einsatzmöglichkeiten auf Basis von 3D-Anwendungen und mobilen GI-Technologien andiskutiert.…
• Since the 1960s, Geographic Information Systems (GIS) were used with regard to spatial issues; while around this time academic training courses were implemented, it surprisingly took until 1999 for GIS to be used in secondary schools. This thesis presents a sustainable approach for developing a Geoinformation Teachware. Learning with and about GIS at school on an interactive basis is a good approach to understand sometimes complex contexts and interrelationships. The teachware SchulGIS (literally translated would be SchoolGIS) enables K-12 students and college/university students to learn on the basis of didactically prepared and pre-processed examples theoretical basics, functionalities and potential applications. In the process of learning the students are guided by step-by-step instructions, tasks, sample solutions etc. The implemented examples often are touching upon different subjects. Therefore an interdisciplinary use is possible and gives more opportunities to use the teachwareSince the 1960s, Geographic Information Systems (GIS) were used with regard to spatial issues; while around this time academic training courses were implemented, it surprisingly took until 1999 for GIS to be used in secondary schools. This thesis presents a sustainable approach for developing a Geoinformation Teachware. Learning with and about GIS at school on an interactive basis is a good approach to understand sometimes complex contexts and interrelationships. The teachware SchulGIS (literally translated would be SchoolGIS) enables K-12 students and college/university students to learn on the basis of didactically prepared and pre-processed examples theoretical basics, functionalities and potential applications. In the process of learning the students are guided by step-by-step instructions, tasks, sample solutions etc. The implemented examples often are touching upon different subjects. Therefore an interdisciplinary use is possible and gives more opportunities to use the teachware in classes. SchulGIS can be used for presentation, blended learning or learning by doing. A scalable, multistep usage is possible and therefore students of all ages can get access to this teachware. The approach presented in this thesis has been developed on basis of different empirical methods and was evaluated continuously. Due to the modular layout of the teachware new concepts about the use of GIS in education based on any research work can either be implemented or be the base for further development in the SchulGIS-Project which is continuously updated, enhanced and improved. In this project there is a distinction of sustainability in the aspect of didactical, subject-orientated (Geoinformatics) and technical issues. The final section of this thesis offers a critical reflection about a sustainable use of GIS in (K-12) education. There is a special emphasis on the acquisition and the supply of spatial data. Possible solutions as for example the OpenStreetMap-Project are discussed. The outlook then sketches some possible future uses on basis of 3D-applications and mobile GI-Technologies.…