(anpassad från reflekterande uppsats skriven för DFG / NSF Spatial Cognition Workshop juli 2009, New York)
att extrahera mening från rumsliga data kommer inte lätt för många studenter. På dess yta innefattar en geospatial representation prickar, squiggles och fläckar av färg. Processen att vända dessa prickar, squiggles och fläckar till en vetenskaplig förklaring verkar bedrövligt underconstrained. Var ska en student börja? Hur kommer det sig att skickliga rumsliga tänkare kan konstruera meningsfulla slutsatser om kausala processer från observationer av form, storlek, position, orientering, konfiguration eller bana av objekt eller fenomen? Vilken byggnadsställning kan en lärare införa för att hjälpa en mystifierad student att börja tänka metodiskt och produktivt om rumsliga data utan att bara berätta för dem svaret?
jag föreslår att det kan vara möjligt och användbart att utrusta sådana studenter med en serie ”hypotesmallar” som motsvarar distinkta, ofta observerade rumsliga mönster. För åtminstone några rumsliga mönster föreslår jag att det finns en begränsad uppsättning typer av tolkningar som geovetenskapsmän uppmanar om och om igen.
fyra exempel på fenomen som är grupperade i rymden på jordens yta. bildkälla info det är till exempel ganska vanligt att observera att vissa processer eller fenomen eller typ av objekt är rumsligt grupperade på jordens yta. Illustrationen visar fyra exempel på fenomen som har samma rumsliga mönster (kluster) men fyra olika förklaringar: (Övre vänstra) krabbor är grupperade vid havsbotten hydrotermiska ventiler eftersom de lockas till en matkälla på den platsen. (Övre högra) Nuggets av guld eller tunga mineraler är grupperade i långsamma delar av floder eftersom deras tidigare transportprocess blev ineffektiv på den platsen. (Nedre vänster) hydrotermiska ventiler kluster längs mid-ocean åsar eftersom varm magma förekommer nära under havsbotten på den platsen. (Nedre högra) sjöar kluster i norra halvan av Nordamerika eftersom i den lokaliteten stördes dräneringsmönstren av Pleistocene-isbildning.
var och en av dessa förklaringar kan ses som en speciell instans av en bredare klass av förklaringar för observationen att X är grupperade i rymden på jordens yta. Vi kan generalisera var och en av dessa förklaringar och lägga till ytterligare en, så här:
denna uppfattning är nära relaterad till tanken på ”schemata” i kognitiva vetenskaper, beskriven av Ruetschi och Timpf (2005) som ”återkommande mentala mönster som hjälper människor att förstå sina uppfattningar och handlingar.”För användning i naturvetenskaplig utbildning föreslår jag termen” hypotesmall ” för att kommunicera med elever och lärare att (a) Detta är ett verktyg som eleverna kan använda för att skapa hypoteser eller möjliga tolkningar, och (b) det är elevernas jobb att slutföra tolkningen med hjälp av de angivna mönstren som möjliga utgångspunkter. Användningen av den externa ställningen av hypotesmallar är avsedd att utveckla elevernas mentala scheman tills processen att extrahera mening från rumsliga data blir mer nästan automatisk och pappersmallar inte längre behövs.
Research idea: ger eleverna en sådan ”hypotesmall” verkligen hjälp för att generera kandidattolkningar från observationer för fenomen som de inte uttryckligen har studerat?