(Adapted from reflective essay written for the DFG / NSF Spatial Cognition Workshop July 2009, New York)
merkityksen irrottaminen paikkatietoaineistosta ei tule helposti monille opiskelijoille. Sen pinnalla geospatiaalinen esitys koostuu pisteistä, kiemuroista ja väriläiskistä. Näiden pisteiden, kiemuroiden ja laikkujen muuttaminen tieteelliseksi selitykseksi näyttää valitettavan vähäeleiseltä. Mistä oppilas aloittaa? Miten taitavat avaruudelliset ajattelijat voivat muodostaa merkityksellisiä päätelmiä kausaalisista prosesseista havaintojen perusteella, jotka koskevat esineiden tai ilmiöiden muotoa, kokoa, sijaintia, suuntaa, konfiguraatiota tai lentorataa? Millaiset rakennustelineet opettaja voi ottaa käyttöön auttaakseen mystifioitunutta opiskelijaa ajattelemaan järjestelmällisesti ja tuottavasti paikkatietoja kertomatta heille vain vastausta?
ehdotan, että voi olla mahdollista ja hyödyllistä varustaa tällaiset opiskelijat ”hypoteesimalleilla”, jotka vastaavat erottuvia, usein havaittuja tilamalleja. Ainakin joidenkin tilamallien osalta väitän, että on olemassa rajallinen joukko erilaisia tulkintoja, joita geotieteilijät vetoavat yhä uudelleen.
neljä esimerkkiä ilmiöistä, jotka ovat ryhmittyneet avaruudessa maan pinnalla. kuvan lähdeinfo esimerkiksi on melko tavallista havaita, että jokin prosessi tai ilmiö tai esinetyyppi on spatiaalisesti ryhmittynyt maan pinnalle. Havainnekuvassa on neljä esimerkkiä ilmiöistä, joilla on sama tilakuvio (ryhmittely), mutta neljä eri selitystä: (Ylhäällä vasemmalla) rapuja kerääntyy merenpohjan Hydrotermisiin tuuletusaukkoihin, koska ne ovat kiinnostuneita kyseisellä paikkakunnalla olevasta ravinnonlähteestä. (Ylhäällä oikealla) kulta-tai raskasmineraalinugetit kerääntyvät hitaasti liikkuviin jokien osiin, koska niiden aikaisempi kuljetusprosessi oli tehoton kyseisellä paikkakunnalla. (Alhaalla vasemmalla) hydrotermiset tuuletusaukot ryhmittyvät valtamerten keskiselänteitä pitkin, koska kuumaa magmaa esiintyy lähellä merenpohjaa kyseisellä alueella. (Alhaalla oikealla) järvet kerääntyvät Pohjois-Amerikan pohjoisosaan, koska Pleistoseenijäätikkö häiritsi tuolla alueella kuivatuskuvioita.
jokainen näistä selityksistä voidaan nähdä erikoisesimerkkinä laajemmasta selitysluokasta sille havainnolle, että X: t ryhmittyvät avaruudessa maan pinnalla. Voimme yleistää jokaisen näistä selityksistä, ja lisätä vielä yhden, näin:
tämä käsite liittyy läheisesti kognitiivisten tieteiden ajatukseen ”schemata”, jota Ruetschi ja Timpf (2005) kuvailevat ” toistuviksi henkisiksi kuvioiksi, jotka auttavat ihmisiä ymmärtämään havaintojaan ja tekojaan.”Tiedekasvatuksessa käytettäväksi ehdotan termiä ”hypoteesimalli” viestimään opiskelijoille ja opettajille, että (A) Tämä on työkalu, jolla opiskelijat voivat luoda hypoteeseja tai mahdollisia tulkintoja, ja (b) opiskelijoiden tehtävänä on täydentää tulkintaa käyttäen annettuja malleja mahdollisina lähtökohdina. Hypoteesimallien ulkoisen rakennustelineen avulla pyritään kehittämään oppilaiden henkistä skeematietoa, kunnes paikkatietojen merkityksen louhiminen muuttuu lähes automaattiseksi eikä paperipohjia enää tarvita.
Tutkimusidea: auttaako tällaisen ”hypoteesimallin” tarjoaminen opiskelijoille todella luomaan hakijatulkintoja havainnoista ilmiöille, joita he eivät ole eksplisiittisesti tutkineet?