(Tilpasset fra reflekterende essay skrevet FOR DFG / NSF Spatial Cognition Workshop juli 2009, New York)
Å Trekke ut mening fra romlige data kommer ikke lett for mange studenter. På overflaten består en geospatial representasjon av prikker, squiggles og flekker av farge. Prosessen med å snu disse prikkene, squiggles og flekker i en vitenskapelig forklaring virker sørgelig underconstrained. Hvor skal en student begynne? Hvordan er det at dyktige romlige tenkere kan konstruere meningsfulle slutninger om kausale prosesser fra observasjoner av form, størrelse, posisjon, orientering, konfigurasjon eller bane av objekter eller fenomener? Hvilke stillas kan en lærer sette på plass for å hjelpe en mystified student begynner å tenke metodisk og produktivt om romlige data, uten bare å fortelle dem svaret?
jeg foreslår at det kan være mulig og nyttig å utstyre slike studenter med en pakke med «hypotesemaler» som samsvarer med særegne, ofte observerte romlige mønstre. For minst noen romlige mønstre foreslår jeg at det er et begrenset sett med typer tolkninger som geoscientists kaller på igjen og igjen.
Fire eksempler på fenomener som er gruppert i rommet på Jordens overflate. image source info for eksempel er det ganske vanlig å observere at noen prosesser eller fenomener eller type objekt er romlig gruppert på Jordens overflate. Illustrasjonen viser fire eksempler på fenomener som har samme romlige mønster (clustering), men fire forskjellige forklaringer: (Øverst til venstre) Krabber er gruppert på havbunnen hydrotermiske vents fordi de er tiltrukket av en matkilde på at lokaliteten. (Øverst til høyre) Nuggets av gull eller tunge mineraler er gruppert i sakte bevegelige deler av elver fordi deres tidligere transportprosess ble ineffektiv på den lokaliteten. (Nede til venstre) Hydrotermiske ventiler klynger seg langs midthavsrygger fordi varm magma oppstår nær under havbunnen på den lokaliteten. (Nederst til høyre) Innsjøer klynge i den nordlige halvdelen av Nord-Amerika fordi i at lokaliteten drenering mønstre ble forstyrret Av Pleistocen istid.
Hver av disse forklaringene kan ses som en spesiell forekomst av en bredere klasse forklaringer for observasjonen At X er gruppert i rommet på Jordens overflate. Vi kan generalisere hver av disse forklaringene, og legge til en, slik:
denne oppfatningen er nært knyttet til ideen om «schemata» i kognitive vitenskaper, beskrevet Av Ruetschi and Timpf (2005) som «tilbakevendende mentale mønstre som hjelper folk til å forstå deres oppfatninger og handlinger.»For bruk i naturfag, foreslår jeg begrepet «hypotese mal» for å kommunisere til studenter og lærere at (a) dette er et verktøy som elevene kan bruke til å lage hypoteser eller mulige tolkninger, og (b) det er studentenes jobb å fullføre tolkningen ved hjelp av de angitte mønstre som mulige utgangspunkt. Bruk av det eksterne stillaset av hypotesemaler er ment å utvikle studentens mentale skjema til prosessen med å trekke ut mening fra romlige data blir nesten automatisk og papirmaler er ikke lenger nødvendig.
Forskningsidee: gir studentene en slik «hypotesemal» faktisk hjelp til å generere kandidatfortolkninger fra observasjoner for fenomener som de ikke har eksplisitt studert?