GPS gebruik in de lessen

Uit Wikibooks

Deze pagina mag weg omdat de inhoud volledig opgenomen is in de pagina Onderwijstechnologie/Vakgerichte ICT. Gelieve niet hieronder updates aan te brengen, maar in Onderwijstechnologie/Vakgerichte ICT.

[bewerken] Inleiding tot de GPS

Wandelaars maken steeds meer gebruik van de GPS. Maar hoe werkt dit toestel en wat zijn de toepassingsdomeinen?

GPS staat voor Global Positioning System. Dit systeem, dat onderhouden wordt door het Amerikaans Ministerie van Defensie, bestaat uit 24 satellieten die elke dag 2 omwentelingen rond de aarde afleggen op 20.000 km boven het aardeoppervlak.

Elke GPS satelliet zendt zijn eigen satellietefemeriden uit, dit bevat een beschrijving van de baan van de satelliet. Uit deze satellietefemeriden en de gemeten tijdsinterval van het GPS signaal kunnen positie, snelheid en tijd door een GPS ontvangsttoestel bepaald worden. Als men het tijdsinterval met de lichtsnelheid vermenigvuldigt, verkrijgt men de afstand tot de satelliet.

Om de geografische positie van het ontvangsttoestel op zeeniveau te bepalen, heeft men signalen van minstens 3 satellieten nodig. De ontvangen gegevens worden omgezet tot drie bollen, met als middelpunt de positie van de GPS satelliet en als straal de afstand tot de satelliet. Het snijpunt van de 3 bollen geeft twee posities weer. Het toestel neemt aan dat het zich ongeveer op zeeniveau bevindt, op deze manier wordt het meest onwaarschijnlijke punt verworpen en krijgt men de positie van het GPS ontvangsttoestel. Het GPS ontvangsttoestel ontvangt meestal de gegevens van minstens 4 GPS satellieten. Een 4de satelliet kan eventuele fouten van de gemeten looptijden corrigeren. Indien men zich boven het zeeniveau bevindt, bijvoorbeeld in hoge bergen, heeft men de gegevens van de vierde satelliet ook nodig om een juiste plaatsbepaling te hebben.

Aantal satellieten waarvan de signalen ontvangen worden.

Men kan de GPS niet als een elektronisch kompas beschouwen. Als men ter plekke ronddraait, zal het noorden meedraaien. Dit komt omdat de gegevens die van de satellieten verkregen worden niet veranderen. De kompasfunctie is slechts betrouwbaar als men zich verplaatst.

Bij het gebruik van de GPS mag men niet vergeten dat slechts de richting van de eindpositie aangeduid wordt. De GPS houdt hierbij geen rekening met hindernissen als rivieren, weiden, bergen, … Het is duidelijk dat bij het gebruik van een GPS vaardigheden als kaartlezen nog van belang zijn.

Het GPS systeem heeft zeer veel toepassingsdomeinen zoals transport, tunnelaanleg en fietsen. Maar ook wetenschappelijke toepassingen, denk maar aan bijvoorbeeld cartografie, biologie en geologie.

[bewerken] Applicaties binnen het onderwijs

Als men naar alle toepassingsgebieden kijkt, is het niet verbijsterend dat GPS gebruik binnen het onderwijs geïntegreerd kan worden. Het kan immers helpen bij het vervullen van de vakgebonden en vakoverschrijdende eindtermen. Dit kan binnen projectweken, schoolklassen maar ook binnen een welbepaald vak.

Uitstappen met de GPS in de hand kunnen geïntegreerd worden binnen vakken als lichamelijke opvoeding, aardrijkskunde, informatica, biologie en geschiedenis. Ziehier enkele voorbeelden:

• LO:
  • Laat ze in groepjes van 3 van hetzelfde niveau een oriëntatieloop afleggen.
  • Dankzij het enthousiasme dat kinderen vertonen bij het gebruik van de GPS, zet men ze sneller aan tot stappen.

• Aardrijkskunde:
  • De eigen omgeving door middel van fiets- of wandeltochten zelfstandig verkennen. Op welbepaalde plaatsen worden dan opdrachten vervuld.
  • Op een actieve manier werken met:
    • lengte- en breedtegraad
    • hoogteprofiel
    • plaatsbepaling
    • kaarten: een welbepaalde plaats op de kaart vinden
    • afstand-, tijd-, omtrek- en oppervlaktemetingen
  • Begrippen leren als satellieten, signalen, kompas, waypoint en coördinaten
  • GPS toepassingsgebieden verkennen. Bvb:
    • geofysica
    • meteorologie: men onderzoekt de effecten van de atmosfeer op de GPS signalen om het weer te voorspellen

• Informatica:
  • Een gelopen route kan bewaard worden om op de computer te verwerken. Men leert hierbij zowel de computer als het internet te gebruiken. Het kaartlezen komt hierbij ook van pas.
  • GPS leren gebruiken.

GPS gebruik heeft heel wat voordelen:

• Enthousiasme: Leerlingen leren de omgeving op een moderne manier verkennen. Wat voor een groter enthousiasme zorgt.
• Controle: Aangezien de afgelegde route bewaard kan worden, kan de leerkracht nagaan of de leerlingen op het juiste pad gebleven zijn.
• Samenwerking: leerlingen verplaatsen zich in groep met 1 GPS. Samen verkennen ze een gebied en voeren ze opdrachten uit.
• Verschillende doelgroepen: elke route kan een ander thema zijn en voor een andere doelgroep bedoeld zijn.

Toch zijn er ook enkele nadelen:

• Men is afhankelijk van batterijen.
• Elektronica kan onverwachts stuk gaan.
• De hoogteweergave is een wiskundige benadering, er wordt dus niet altijd rekening gehouden met de werkelijke aardeoppervlak.
• Veel leerkrachten kennen de techniek en de toepassingsgebieden van de GPS niet en vertonen er weinig interesse naar.
• Bij grote groepen zijn er niet altijd voldoende GPS apparaten beschikbaar.

Er werden speciale GPS programma’s gemaakt voor het onderwijs. De KNBLO-wandelsport organisatie uit Nederland stemde een programma af voor leerlingen van het 5de leerjaar tot het 2de middelbaar. Via volgende link kunnen leerkrachten een power-point presentatie vinden dat het Global Positioning System op eenvoudige wijze uitlegt.

• http://www.gps.oma.be/pdf/pres_alg_nl.pdf
• http://www.gps.oma.be/pdf/pres_opendeur_nl.pdf

[bewerken] Bronnen

• http://www.gpsmoves.nl/
• http://www.scoutsengidsenvlaanderen.be/actie/technieken/orientatie/gps-praktijk
• http://www.wandel.nl/pagina/wandelsport/gps-wandelen
• http://wereldvak.blogspot.com/2009/01/gps-in-het-aardrijkskunde-onderwijs.html
• http://www.educatracks.nl/gpsenonderwijs.html
• http://www.cfa.harvard.edu/space_geodesy/ATLAS/
• http://www.gps.oma.be/nl/lbesch_nl_ok_css.htm#ruimtesegment
• http://www.go-gps.nl/pages/gps/gps_hoe_0.php