(DFG/NSF Spatial Cognition Workshop July2009,New Yorkのために書かれた反射エッセイから適応）
空間データから意味を抽出することは、多くの学生にとって簡単には来ません。 その表面には、地理空間表現は、ドット、波線、色のしみで構成されています。 科学的な説明にこれらの点、波線およびしみを回すプロセスは悲惨にunderconstrainedようである。 学生はどこから始めるのですか？ 熟練した空間思想家は、物体や現象の形状、大きさ、位置、向き、構成、または軌道の観測から因果過程について意味のある推論をどのように構築できるの 教育者は、神秘的な学生が単に答えを伝えることなく、空間データについて体系的かつ生産的に考え始めるのを助けるために、どのような足場を置くこ
私は、そのような学生に、特徴的で頻繁に観察される空間パターンに対応する一連の”仮説テンプレート”を装備することが可能で有用であることを示唆 少なくともいくつかの空間パターンについては、私は地球科学者が何度も何度も呼び出す解釈の種類の限られたセットがあることを示唆しています。
地球の表面上の宇宙にクラスタリングされている現象の四つの例。 画像ソース情報たとえば、いくつかのプロセスや現象、またはオブジェクトの種類が地球の表面上に空間的にクラスタ化されていることを観察する 図は、同じ空間パターン(クラスタリング)を持つが、四つの異なる説明を持つ現象の四つの例を示しています: （左上）カニは、その地域の食料源に引き寄せられているため、海底熱水噴出孔に群がっています。 （右上）金や重鉱物のナゲットは、その以前の輸送プロセスがその地域では効果がなかったため、河川の移動が遅い部分に集まっています。 （左下）熱水噴出孔は、その地域の海底の近くで高温のマグマが発生するため、海洋中の尾根に沿ってクラスターします。 （右下）北アメリカの北半分に湖が集まっているのは、その地域では更新世の氷河によって排水パターンが混乱していたためです。
これらの説明はそれぞれ、Xが地球の表面上の空間に集まっているという観測のためのより広範なクラスの説明の特別な例と見ることができます。 私たちは、これらの説明のそれぞれを一般化し、このように、もう一つ追加することができます:
この概念は、Ruetschi and Timpf(2005)によって”人々が認識と行動を理解するのを助ける反復的な精神パターン”として記述されている認知科学における”スキーマ”の考え方と密接に関連している。”科学教育で使用するために、私は（a）これは、学生が仮説や可能な解釈を作成するために使用できるツールであり、（b）可能な出発点として提供されたパター 仮説テンプレートの外部足場の使用は、空間データから意味を抽出するプロセスがよりほぼ自動化され、紙のテンプレートが不要になるまで、学生の精神的なスキーマを開発することを目的としています。
研究アイデア:このような”仮説テンプレート”を学生に提供することは、実際に彼らが明示的に研究していない現象の観測から