(tilpasset fra reflekterende essay skrevet til DFG / NSF rumlig kognition værksted juli 2009, Ny York)
udtrækning af mening fra rumlige data kommer ikke let for mange studerende. På overfladen omfatter en geospatial repræsentation prikker, krøller og pletter af farve. Processen med at omdanne disse prikker, krøller og pletter til en videnskabelig forklaring virker sørgeligt underbegrænset. Hvor skal en studerende starte? Hvordan er det, at dygtige rumlige tænkere kan konstruere meningsfulde slutninger om kausale processer fra observationer af form, størrelse, position, orientering, konfiguration eller bane af objekter eller fænomener? Hvilke stilladser kan en underviser indføre for at hjælpe en mystificeret studerende med at begynde at tænke metodisk og produktivt om rumlige data uden blot at fortælle dem svaret?
jeg foreslår, at det kan være muligt og nyttigt at udstyre sådanne studerende med en række “hypoteseskabeloner”, der svarer til karakteristiske, ofte observerede rumlige mønstre. I det mindste nogle rumlige mønstre foreslår jeg, at der er et begrænset sæt typer fortolkninger, som geovidenskabere kalder på igen og igen.
fire eksempler på fænomener, der er grupperet i rummet på jordens overflade. billedkildeinfo for eksempel er det ret almindeligt at observere, at en eller anden proces eller fænomener eller type objekt er rumligt grupperet på jordens overflade. Illustrationen viser fire eksempler på fænomener, der har det samme rumlige mønster (klyngedannelse), men fire forskellige forklaringer: (Øverst til venstre) krabber er grupperet på havbunden hydrotermiske ventilationskanaler, fordi de er tiltrukket af en fødekilde på denne lokalitet. (Øverst til højre) Nuggets af guld eller tunge mineraler er grupperet i langsomt bevægelige dele af floder, fordi deres tidligere transportproces blev ineffektiv på denne lokalitet. (Nederst til venstre) hydrotermiske ventilationskanaler klynger sig langs midterhavskanter, fordi varm magma forekommer tæt under havbunden på den lokalitet. (Nederst til højre) søer klynger sig i den nordlige halvdel af Nordamerika, fordi dræningsmønstrene i denne lokalitet blev forstyrret af Pleistocæn glaciation.
hver af disse forklaringer kan ses som en særlig forekomst af en bredere klasse af forklaringer til observationen om, at K ‘ er er grupperet i rummet på jordens overflade. Vi kan generalisere hver af disse forklaringer og tilføje en mere som denne:
denne forestilling er tæt knyttet til ideen om “skemaer” i kognitive videnskaber, beskrevet af Ruetschi og Timpf (2005) som “tilbagevendende mentale mønstre, der hjælper folk med at give mening om deres opfattelser og handlinger.”Til brug i videnskabsuddannelse foreslår jeg udtrykket “hypoteseskabelon” for at kommunikere til studerende og lærere, at (a) Dette er et værktøj, som studerende kan bruge til at skabe hypoteser eller mulige fortolkninger, og (b) det er elevernes job at afslutte fortolkningen ved hjælp af de leverede mønstre som mulige udgangspunkt. Brug af det eksterne stillads af hypoteseskabeloner er beregnet til at udvikle elevernes mentale skemaer, indtil processen med at udtrække mening fra rumlige data bliver mere næsten automatisk, og papirskabeloner ikke længere er nødvendige.
Research idea: hjælper det at give eleverne en sådan “hypoteseskabelon” dem til at generere kandidatfortolkninger fra observationer for fænomener, som de ikke eksplicit har studeret?