(adaptacja refleksyjnego eseju napisanego na DFG / NSF Spatial Cognition Workshop lipiec 2009, Nowy Jork)
wydobywanie znaczenia z danych przestrzennych nie jest łatwe dla wielu studentów. Na jego powierzchni reprezentacja geoprzestrzenna składa się z kropek, zawijasów i plam koloru. Proces przekształcania tych kropek, zawijasów i plam w naukowe wyjaśnienie wydaje się żałośnie niedociągnięty. Od czego zacząć? Jak to jest, że doświadczeni myśliciele przestrzenni mogą konstruować znaczące wnioski o procesach przyczynowych z obserwacji kształtu, wielkości, położenia, orientacji, konfiguracji lub trajektorii obiektów lub zjawisk? Jakie rusztowanie może wprowadzić pedagog, aby pomóc tajemniczemu uczniowi zacząć myśleć metodycznie i produktywnie o danych przestrzennych, nie mówiąc mu po prostu odpowiedzi?
sugeruję, że możliwe i użyteczne może być wyposażenie takich studentów w pakiet „szablonów hipotez”, które odpowiadają charakterystycznym, często obserwowanym wzorcom przestrzennym. W przypadku przynajmniej niektórych wzorców przestrzennych sugeruję, że istnieje ograniczony zestaw rodzajów interpretacji, na które geonauci ciągle się powołują.
cztery przykłady zjawisk skupionych w przestrzeni na powierzchni Ziemi. informacje o źródle obrazu na przykład dość często obserwuje się, że niektóre procesy lub zjawiska lub rodzaj obiektu są przestrzennie zgrupowane na powierzchni Ziemi. Ilustracja pokazuje cztery przykłady zjawisk, które mają ten sam układ przestrzenny (klastrowanie), ale cztery różne wyjaśnienia: (Górny lewy) kraby są skupione na dnie morza hydrotermalnych otworów wentylacyjnych, ponieważ są przyciągane do źródła pożywienia w tej miejscowości. (W prawym górnym rogu) bryłki złota lub minerałów ciężkich są gromadzone w wolno poruszających się częściach rzek, ponieważ ich wcześniejszy proces transportu stał się nieskuteczny w tej miejscowości. (Lower left) hydrotermal vents klastra wzdłuż grzbietów śródoceanicznych, ponieważ gorąca magma występuje w pobliżu dna morskiego w tej miejscowości. (Prawe dolne) skupisko jezior w północnej części Ameryki Północnej, ponieważ w tym miejscu wzorce melioracyjne zostały zakłócone przez zlodowacenie plejstoceńskie.
każde z tych wyjaśnień może być postrzegane jako szczególny przykład szerszej klasy wyjaśnień dla obserwacji, że X są skupione w przestrzeni na powierzchni Ziemi. Możemy uogólnić każde z tych wyjaśnień i dodać jeszcze jedno, w ten sposób:
pojęcie to jest ściśle związane z ideą „schemata” w kognitywistyce, opisane przez Ruetschi i Timpf (2005) jako „powtarzające się wzorce mentalne, które pomagają ludziom zrozumieć ich postrzeganie i działania.”Do użytku w edukacji naukowej proponuję termin „szablon hipotezy”, aby przekazać uczniom i nauczycielom, że (a) jest to narzędzie, którego uczniowie mogą użyć do tworzenia hipotez lub możliwych interpretacji, oraz (b) zadaniem uczniów jest ukończenie interpretacji przy użyciu dostarczonych wzorców jako możliwych punktów początkowych. Wykorzystanie zewnętrznego rusztowania szablonów hipotez ma na celu opracowanie schematów mentalnych uczniów, dopóki proces wydobywania znaczenia z danych przestrzennych nie stanie się prawie automatyczny i szablony papierowe nie będą już potrzebne.
pomysł badawczy: czy zapewnienie uczniom takiego „szablonu hipotezy” rzeczywiście pomaga im generować interpretacje kandydatów na podstawie obserwacji zjawisk, których nie zbadali wyraźnie?