Ο Ρόλος του Χάρτη στην Αξιολόγηση της Χωρικής Σκέψης

ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΛΛΑΔΑΣ Η Χαρτογραφία σε έναν κόσμο που αλλάζει (Πρακτικά 14ου Εθνικού Συνεδρίου Χαρτογραφίας Θεσσαλονίκη, 2-4 Νοεμβρίου 2016) Ο Ρόλος του Χάρτη στην Αξιολόγηση της Χωρικής Σκέψης Χρήστος ΧΑΡΧΑΡΟΣ 1, Μαρίνος ΚΑΒΟΥΡΑΣ 1, Μαργαρίτα ΚΟΚΛΑ 1, Ελένη ΤΟΜΑΗ 1 (1) Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ηρώων Πολυτεχνείου 9, 15780, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου chchar@central.ntua.gr, {mkav, mkokla}@survey.ntua.gr, etomai@mail.ntua.gr Λέξεις κλειδιά: χάρτης, ερωτηματολόγια, χωρική σκέψη. Περίληψη Κατά καιρούς έχουν προταθεί διάφοροι τρόποι αξιολόγησης της χωρικής σκέψης, κυρίως μέσω της χρήσης ερωτηματολογίων. Ωστόσο, η συμβολή του χάρτη στην εκτίμηση των χωρικών δεξιοτήτων δεν έχει τεκμηριωθεί επαρκώς. Επομένως, σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να διερευνηθεί ο βαθμός στον οποίο οι χάρτες αξιοποιούνται σε αυτά τα ερωτηματολόγια αξιολόγησης της χωρικής σκέψης. Για το λόγο αυτό, διερευνώνται οι μέθοδοι αξιολόγησης της χωρικής σκέψης δίνοντας έμφαση στις κατηγορίες χαρτών που χρησιμοποιούνται. Κατόπιν, αναλύεται η συνεισφορά των χαρτών στις δεξιότητες αυτές καθώς επίσης και ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιούνται για την επίλυση διαφορετικών προβλημάτων, δίνοντας έτσι απάντηση σε διάφορα ερωτήματα, όπως κατά πόσο οι χάρτες βοηθούν σε καλύτερη παρουσίαση ενός προβλήματος χωρικού και μη και ίσως συνεπακόλουθα στην καλύτερη και ταχύτερη επίλυσή του. Abstract Several methods have been proposed not only to evaluate but also to enhance spatial thinking skills. However, the role of maps in these processes has not been thoroughly studied. The aim of the present paper is to investigate the extent to which maps are involved in such evaluation and assessment methods. Firstly, existing methods of evaluating and enhancing spatial thinking skills are examined putting emphasis on the categories of maps used. Then, the role of maps in these skills as well as their contribution to solve successfully various problems is explored to give an insight into questions such as whether maps help a problem to be presented in a more efficient way leading to a better and faster solution. 1. Εισαγωγή Η χωρική σκέψη (spatial thinking) πρόσφατα αναγνωρίστηκε ως ικανότητα με σημαντική επίδραση σε πολλές πτυχές της καθημερινής ζωής και της επιστήμης, καθώς θεωρείται κρίσιμη για εργασίες, όπως η παροχή και η λήψη οδηγιών, η πλοήγηση σε γνωστούς και άγνωστους χώρους, και η ερμηνεία εικόνων, γραφημάτων, και

διαγραμμάτων. Η χρησιμότητά της δεν περιορίζεται μόνο σε κλάδους των επιστημών STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) αλλά εκτείνεται και στις κοινωνικές και ανθρωπιστικές επιστήμες (Goodchild & Janelle, 2010). Ωστόσο, τα περισσότερα εκπαιδευτικά συστήματα έχουν παραμελήσει την καλλιέργεια αυτής της σημαντικής μορφής σκέψης καθώς διδάσκεται συνήθως με στατικό τρόπο και ανεξάρτητα από άλλες γνώσεις δυσχεραίνοντας έτσι την κριτική σκέψη και την κατανόηση των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ οντοτήτων, γεγονότων και φαινομένων που συμβαίνουν στον χώρο. Ως χωρική σκέψη ορίζεται η δυνατότητα απεικόνισης και ερμηνείας της θέσης, της απόστασης, της κατεύθυνσης, των σχέσεων, των αλλαγών και μετακινήσεων στον χώρο (Sinton, 2011). Αναλυτικότερα, σχετίζεται με την κατανόηση χωρικών εννοιών και σχέσεων, τους τρόπους αναπαράστασης αυτών των εννοιών και σχέσεων και την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη χωρική πληροφορία και το γεωχώρο. Αποτελεί επομένως, εποικοδομητική σύνθεση τριών συστατικών στοιχείων (NRC, 2006): έννοιες του χώρου (concepts of space), εργαλεία αναπαράστασης (tools of representation) και συλλογιστικές διεργασίες (reasoning processes). Για παράδειγμα, για τον εντοπισμό κατάλληλων περιοχών για την οικοδόμηση ενός οινοποιείου βάσει ορισμένων κριτηρίων (υψόμετρο, απόσταση από πόλεις και ποτάμια), είναι απαραίτητη η κατανόηση των χωρικών εννοιών της θέσης, της απόστασης, της εγγύτητας, της περιοχής επιρροής και του υψομέτρου, η χρήση εργαλείων αναπαράστασης όπως οι χάρτες και τα ψηφιακά μοντέλα εδάφους, και η εκτέλεση συλλογιστικών διεργασιών, όπως ο συνδυασμός χαρτών, η αξιολόγηση πολλαπλών κριτηρίων και η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις περιβαλλοντικές συνέπειες. Η χωρική σκέψη χρησιμοποιεί τις ιδιότητες του χώρου προκειμένου να δομηθούν προβλήματα, να αναζητηθούν απαντήσεις και να διατυπωθούν πιθανές λύσεις που σχετίζονται με αυτόν στην επιστήμη, στον εργασιακό χώρο και στην καθημερινή ζωή (NRC, 2006). Επίσης, συμπεριλαμβάνει την κριτική αντιμετώπιση και ανάλυση του χώρου, που αποτελούν βασικές παρακαταθήκες στην «πνευματική εργαλειοθήκη» ενός μορφωμένου πολίτη για τη διαχείριση του χώρου και τη λήψη αποφάσεων. Επομένως, αποτελεί μια σημαντική δεξιότητα, η οποία μπορεί να επιτρέπει την επίλυση προβλημάτων είτε πρόκειται για απλές καθημερινές δραστηριότητες είτε για πολύπλοκες δραστηριότητες. Οι διάφορες έννοιες που σχετίζονται με τον χώρο, αποκτούν νόημα και ουσία μόνο όταν αναφέρονται σε ένα συγκεκριμένο χωρικό πλαίσιο. Οι χωρικές οντότητες μπορούν να ποικίλουν σε διαστάσεις, οι οποίες κυμαίνονται από σωματίδια έως και γαλαξίες. Προκειμένου, να μοντελοποιηθεί ο τρισδιάστατος χώρος και κατ επέκταση να κατανοηθεί η διάκριση μεταξύ της χωρικής και γεωχωρικής σκέψης (geospatial thinking), έχουν αναπτυχθεί διάφορα μοντέλα χωρικών κλιμάκων (δηλαδή κατηγορίες στις οποίες μπορεί να διαιρεθεί ο γεωγραφικός χώρος) από γεωγράφους αλλά και από γνωσιακούς ψυχολόγους (Lynch, 1960; Ittelson, 1973; Mandler, 1983; Golledge & Garling, 1987; Montello, 1993).

Το μοντέλο που αναπτύχθηκε από τον Montello διαιρεί τον χώρο σε τέσσερεις τάξεις, ανάλογα με το προβολικό μέγεθος του χώρου σε σχέση με το ανθρώπινο σώμα και την κινητικότητα που απαιτείται προκειμένου να κατανοηθούν πλήρως οι διαστάσεις του. Συγκεκριμένα ο Μοntello διακρίνει τον σχηματικό χώρο (figural space), τον χώρο θέασης (vista space), τον περιβαλλοντικό χώρο (environmental space) και τον γεωγραφικό χώρο (geographical space). Οι δυο πρώτοι χώροι είναι μικρότεροι ή ίσοι με το ανθρώπινο σώμα και γίνονται αντιληπτοί με μηδενική ή ελάχιστη κινητικότητα (παράδειγμα αποτελεί ένα δωμάτιο ή μια πλατεία). Ο περιβαλλοντικός χώρος είναι μεγαλύτερος του ανθρωπίνου σώματος και απαιτεί κίνηση για να κατανοηθεί (παραδείγματος χάρη μια πόλη). Ο γεωγραφικός γίνεται αντιληπτός μόνο μέσω συμβολικών αναπαραστάσεων όπως είναι οι χάρτες και τα σχηματικά μοντέλα. Ο όρος χωρική σκέψη αναφέρεται στους δυο πρώτους και οι δεξιότητες που σχετίζονται με αυτούς καλούνται μικρής κλίμακας, ενώ ο όρος γεωχωρική σκέψη στους δυο τελευταίους και οι αντίστοιχες δεξιότητες καλούνται μεγάλης κλίμακας (Golledge κ.ά. 2008). 2. Σχετική Έρευνα Η αξιολόγηση των δεξιοτήτων της χωρικής σκέψης κατά κανόνα πραγματοποιείται μέσω της συμπλήρωσης γραπτών μέσων, κυρίως ερωτηματολογίων. Στη διεθνή βιβλιογραφία εντοπίζονται διάφορα τέτοια ερωτηματολόγια που αξιολογούν μεμονωμένες δεξιότητες μικρής κλίμακας (Εικόνα 1), ενώ οι δεξιότητες μεγάλης κλίμακας συνήθως παραμελούνται. Για παράδειγμα υπάρχει το Card Rotation Test, το Hidden Image Test, το Paper FormBoard Test και το Surface Development Test που αξιολογεί το δισδιάστατο προσανατολισμό ή τη νοητή περιστροφή αντικειμένων, την ευελιξία κλεισίματος, τη δισδιάστατη χωρική οπτικοποίηση και την τρισδιάστατη νοητή περιστροφή και σύνδεση επιφανειών αντίστοιχα (Ekstrom, 1976). Εικόνα 1. Αξιολόγηση δεξιοτήτων χωρικής σκέψης μικρής κλίμακας (Khaing, 2012). Υπάρχουν βέβαια και ερωτηματολόγια που αξιολογούν περισσότερων των μια ικανοτήτων, όπως το «Spatial Ability Test» (Khaing, 2012), το Geospatial Thinking Scale

GTS (Huynh & Sharpe, 2013) και το Spatial Thinking Ability Test STAT (Lee & Bedrnaz, 2012). Το STAT δημιουργήθηκε προκειμένου να αξιολογηθεί η εξέλιξη της χωρικής σκέψης των μαθητών, με την προϋπόθεση οι εκπαιδευτικοί να έχουν χρησιμοποιήσει τον οδηγό Teacher s Guide to Modern Geography TGMG (AAG, 2005), o οποίος τους βοηθά να προσαρμόσουν δεξιότητες της χωρικής σκέψης στην εκπαίδευση (Lee & Bedrnaz, 2012). Το STAT είναι διαθέσιμο σε δυο μορφές οι οποίες είναι ελαφρώς παραλλαγμένες χωρίς να μεταβάλλεται ωστόσο η ουσία του και περιλαμβάνει 20 ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής. Έχει χρησιμοποιηθεί περαιτέρω και από πληθώρα ερευνητών για την εκπόνηση διαφόρων ερευνητικών εργασιών και επομένως έχουν προκύψει παραλλαγές, οι οποίες συνηθώς αξιοποιούν όλες τις ερωτήσεις του ερωτηματολογίου και μπορεί να προσθέτουν κάποιες καινούριες. Η ανάλυση που πραγματοποιήθηκε αφορά στην αρχική εκδοχή του ερωτηματολογίου. Το GTS δημιουργήθηκε προκειμένου να αξιολογηθεί η γεωχωρική σκέψη μαθητών δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης και ειδικότερα εάν μπορούν οι μαθητές να αντιληφθούν τις διάφορες χωρικές σχέσεις εντός ενός γεωγραφικού πλαισίου. Το ερωτηματολόγιο αποτελείται από 30 ερωτήσεις που αξιολογούν ένα ευρύ φάσμα γνώσεων, ικανοτήτων σκέψης και χαρακτηριστικών δεξιοτήτων που απαιτούνται σε διάφορα επίπεδα εξειδίκευσης (Huynh & Sharpe, 2013). Συγκεκριμένα, μέσω του ερωτηματολογίου αυτού αξιολογούνται δεξιότητες που σχετίζονται με την ανάλυση, κατανόηση, αναπαράσταση, εφαρμογή, κλίμακα και χωρικές σχέσεις. Η υψηλή επίδοση στο ερωτηματολόγιο αυτό συνδέεται και με γενικές ικανότητες επίλυσης προβλημάτων σχετικά με θέματα ανάλυσης, κατανόησης και εφαρμογής. Για την ανάλυση του ερωτηματολογίου χρησιμοποιήθηκε μια τροποποιημένη εκδοχή του, κατόπιν προσωπικής επικοινωνίας με τους δημιουργούς του. Τα παραπάνω μέσα αξιολόγησης της χωρικής σκέψης θα αποτελέσουν το αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας για να διερευνηθεί κατά πόσο οι χάρτες υπεισέρχονται σε αυτά και να εξακριβωθεί η συνεισφορά τους στην επίλυση των διαφορετικών προβλημάτων. 3. Μεθοδολογία Στην ενότητα αυτή αναφέρονται τα ερωτηματολόγια χωρικής σκέψης που εξετάστηκαν στην παρούσα ανάλυση, δίνοντας έμφαση στον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιήθηκαν οι χάρτες, σε τι είδους ερωτήσεις έδωσαν απάντηση και εάν πληρούσαν τις ελάχιστες απαιτούμενες προδιαγραφές (υπόμνημα, κλίμακα, κλπ.). 3.1. Χάρτες και Χωρική Σκέψη Για την αξιολόγηση της χωρικής σκέψης και ειδικότερα των δεξιοτήτων μικρής κλίμακας τα ερωτηματολόγια που έχουν αναπτυχθεί δεν αξιοποιούν καθόλου τους χάρτες, όπως φαίνεται και από την Εικόνα 1. Επομένως, αυτά τα ερωτηματολόγια εξαιρέθηκαν από την παρούσα εργασία. Επιπλέον, το Spatial Ability Test που αναπτύχθηκε στην Ασία προκειμένου να αξιολογηθούν οι τέσσερις βασικές δεξιότητες της χωρικής σκέψης (χωρικός προσανατολισμός, χωρική οπτικοποίηση, χωρική αντίληψη και νοητή

περιστροφή) χρησιμοποιούσε αποκλειστικά τέτοιου είδους ερωτηματολόγια (Khaing, 2012), ως εκ τούτου δεν αποτέλεσε αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας. 3.1.1. Spatial Thinking Ability Test Στο ερωτηματολόγιο αυτό χρησιμοποιήθηκαν τόσο χάρτες γενικής αναφοράς όσο και θεματικοί χάρτες. Αναλυτικότερα, η αξιολόγηση των δεξιοτήτων προσανατολισμού και κατεύθυνσης πραγματοποιήθηκε μέσω μιας απλοποιημένης αναπαράστασης δρόμων και οικοδομικών τετραγώνων (Εικόνα 2). Εικόνα 2. Απλοποιημένη αναπαράσταση της πραγματικότητας (Lee & Bedrnaz, 2012). Οι μαθητές, στηριζόμενοι στην αναπαράσταση αυτή, καλούνται να απαντήσουν σε δυο ερωτήσεις του ερωτηματολογίου. Σε κάθε ερώτηση ξεκινούσαν από ένα συγκεκριμένο σημείο εκκίνησης (π.χ. σημείο 1) και ακολουθώντας κάποιες λεκτικές οδηγίες έπρεπε να προσδιορίσουν το πλησιέστερο σε αυτούς σημείο. Οι δυο αυτές ερωτήσεις διαφοροποιούνταν ως προς τις οδηγίες που παρείχαν στους μαθητές καθώς στη μία χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά τα σημεία του ορίζοντα (βόρεια, νότια, ανατολικά, δυτικά) ενώ στην άλλη χρησιμοποιήθηκαν επιπροσθέτως και εκφράσεις σχετικού προσανατολισμού (δεξιά, αριστερά, πάνω, κάτω). Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν χάρτες γενικής αναφοράς και συγκεκριμένα τοπογραφικοί χάρτες προκειμένου να αξιολογηθεί η δυνατότητα κατανόησης του προφίλ της κλίσης μιας περιοχής. Συγκεκριμένα, σε δυο ερωτήσεις του ερωτηματολογίου οι μαθητές έχοντας ως υπόβαθρο τον τοπογραφικό χάρτη της Εικόνας 3, έπρεπε να επιλέξουν τη φυσική μορφολογική τομή (προφίλ) που αντιστοιχεί στη διεύθυνση Α Β. Εικόνα 3. Εντοπισμός μορφολογικής τομής διεύθυνσης Α Β (Lee & Bedrnaz, 2012).

Σε δυο άλλες ερωτήσεις του ερωτηματολογίου οι τοπογραφικοί χάρτες συνδυάστηκαν με το αντίστοιχο ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής (Εικόνα 4) προκειμένου να αξιολογηθεί η δυνατότητα της νοητής οπτικοποίησης τρισδιάστατων εικόνων που βασίζονται σε δισδιάστατη πληροφορία. Οι μαθητές καλούνται είτε να εντοπίσουν το ίδιο σημείο στον τοπογραφικό χάρτη και στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους είτε να επιλέξουν τη μορφή του ψηφιακού μοντέλου εδάφους κοιτάζοντας προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση που τους υποδεικνυόταν. Εικόνα 4. Παραδείγματα τοπογραφικών χαρτών συνδυασμένα με ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Lee & Bedrnaz, 2012). Στο ερωτηματολόγιο εντοπίζονται επίσης και δυο ερωτήσεις χωρικής ανάλυσης που σχετίζονται με τη χωροθέτηση διαφόρων υπηρεσιών καθώς και με τις διαδικασίες επίθεσης χαρτών. Προκειμένου λοιπόν να εντοπιστεί η βέλτιστη θέση μιας καινούριας καφετέριας και ενός κέντρου διαχείρισης πλημμυρών οι μαθητές έπρεπε να συνδυάσουν διάφορα χωρικά κριτήρια. Εικόνα 5. Χάρτης κουκίδων (αριστερά), ισοπληθής χάρτης (στο κέντρο), χάρτης περιοχής επιρροής δικτύου ηλεκτροδότησης (δεξιά) (Lee & Bedrnaz, 2012). Παραδείγματος χάρη, η καφετέρια θα πρέπει να απέχει τουλάχιστον ένα μίλι από τις ήδη υπάρχουσες καφετέριες και να βρίσκεται σε περιοχή με αυξημένη εμπορική δραστηριότητα, ενώ το κέντρο διαχείρισης πλημμυρών θα πρέπει να απέχει το πολύ 60 πόδια από το δίκτυο ηλεκτροδότησης και η υψομετρική του θέση να μην υπερβαίνει τα 220

μέτρα. Οι μαθητές είχαν στην διάθεσή τους διάφορους ποιοτικούς θεματικούς χάρτες που απεικόνιζαν τις χρήσεις γης ή τις περιοχές επιρροής ορισμένων οντοτήτων, ποσοτικούς θεματικούς χάρτες, όπως χάρτες κουκίδων καθώς και έναν απλοποιημένο τοπογραφικό χάρτη (ενδεικτικά παραδείγματα παρατίθενται στην Εικόνα 5). Πραγματοποιώντας λοιπόν νοητή επίθεση (overlay) των χαρτών που διέθεταν έπρεπε να επιλέξουν μια εκ των έξι πιθανών τοποθεσιών που απεικονίζονταν σε έναν χάρτη της περιοχής μελέτης. Σε τέσσερις ερωτήσεις χρησιμοποιήθηκαν ποσοτικοί θεματικοί χάρτες και ειδικότερα χωροπληθείς και ισοπληθείς. Πιο συγκεκριμένα, προκειμένου να αξιολογηθεί η δυνατότητα σύγκρισης της χαρτογραφικής πληροφορίας με γραφική πληροφορία, οι μαθητές έπρεπε να μελετήσουν έναν χωροπληθή χάρτη ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων και κατόπιν να επιλέξουν το καταλληλότερο γράφημα που απεικόνιζε τη ποσότητα των κατακρημνίσεων στη διεύθυνση Α Β (Εικόνα 6). Εικόνα 6. Ισοπληθής χάρτης κατακρημνίσεων (Lee & Bedrnaz, 2012). Για την αξιολόγηση της δυνατότητας συσχέτισης χωρικά κατανεμημένων φαινομένων, οι μαθητές σε τρεις ερωτήσεις καλούνται να μελετήσουν χωροπληθείς χάρτες προκειμένου να εντοπίσουν χωρικά μοτίβα τα οποία παρουσιάζουν θετική ή αρνητική συσχέτιση (Εικόνα 7). Συγκεκριμένα, οι μαθητές κοιτώντας τον χάρτη στα αριστερά πρέπει να επιλέξουν από τους χάρτες στα δεξιά ποιος παρουσιάζει θετική συσχέτιση, δηλαδή ποιος από τους χάρτες απεικονίζει παρόμοια θετική μεταβολή της υπό εξέτασης μεταβλητής. Εικόνα 7. Χωροπληθείς χάρτες (Lee & Bedrnaz, 2012).

3.1.2. Geospatial Thinking Scale Στο ερωτηματολόγιο αυτό χρησιμοποιήθηκαν τόσο χάρτες γενικής αναφοράς όσο και θεματικοί χάρτες. Αναλυτικότερα, προκειμένου να εκτιμηθούν δεξιότητες που σχετίζονται με την κλίμακα χρησιμοποιήθηκαν χάρτες γενικής αναφοράς. Για παράδειγμα, οι μαθητές χρησιμοποιώντας τον χάρτη της Εικόνας 8 και γνωρίζοντας ότι η κλίμακα του χάρτη είναι 1:20.000.000 καλούνται να προσδιορίσουν την κλίμακα ενός άλλου χάρτη. Εναλλακτικά, καλούνται να επιλέξουν μεταξύ τεσσάρων πιθανών απαντήσεων, τον χάρτη με τη μεγαλύτερη κλίμακα. Εικόνα 8. Χάρτες γενικής αναφοράς (Huynh & Sharpe, 2013). Επιπροσθέτως, χρησιμοποιήθηκε και ένας τοπογραφικός χάρτης (Εικόνα 9), προκειμένου να αξιολογηθούν οι δεξιότητες που σχετίζονται με τον προσανατολισμό καθώς και την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη μορφολογία της απεικονιζόμενης περιοχής. Συγκεκριμένα οι μαθητές καλούνται να επιλέξουν ποιος από τους τέσσερις λόφους έχει μεγαλύτερη κλίση, να ονοματίσουν όλους τους λόφους που βλέπουν από ένα συγκεκριμένο σημείο κοιτάζοντας νότια και ακολουθώντας δεξιόστροφη φορά και τέλος να επιλέξουν από μια λίστα με 44 έννοιες ποιες σχετίζονται με τον τοπογραφικό χάρτη. Ενδεικτικά αναφέρονται οι έννοιες εγγύς (proximal), ομαδοποιημένος (clustered), μακριά (far), πίσω (behind) που σχετίζονται με τον τοπογραφικό χάρτη και οι έννοιες ζώνη επιρροής (buffer), δίκτυο (network), απομονωμένος (isolated), διάταξη (arrangement), πάνω (up) που δεν σχετίζονται με τον χάρτη. Εικόνα 9. Τοπογραφικός χάρτης (Huynh & Sharpe, 2013).

Στο ερωτηματολόγιο αυτό χρησιμοποιήθηκαν ως επί το πλείστον ποιοτικοί θεματικοί χάρτες. Συγκεκριμένα, για την αξιολόγηση της οπτικο-χωρικής μνήμης οι μαθητές έπρεπε να απομνημονεύσουν διάφορα σημεία ενδιαφέροντος (νεκροταφεία, ξενοδοχεία και δημόσιες υπηρεσίες) σε ένα θεματικό χάρτη κοιτάζοντάς τα για 20 δευτερόλεπτα και κατόπιν σε έναν άλλο παρόμοιο χάρτη να εντοπίσουν τα σημεία ενδιαφέροντος που είχαν τοποθετηθεί σε λανθασμένη θέση. Επίσης, ποιοτικοί θεματικοί χάρτες χρησιμοποιήθηκαν για να αξιολογηθεί η δυνατότητα εντοπισμού της βέλτιστης τοποθεσίας βάσει ορισμένων κριτηρίων. Στην ερώτηση αυτή οι μαθητές έπρεπε να επιλέξουν μεταξύ πιθανών τοποθεσιών που θα τοποθετήσουν τη σκηνή τους, λαμβάνοντας υπόψη ότι πρέπει να είναι κοντά σε δρόμο και σε λίμνη και μακριά από αστικές περιοχές. Παραδείγματα χαρτών παρατίθενται στην Εικόνα 10. Εικόνα 10. Ποιοτικοί θεματικοί χάρτες (Huynh & Sharpe, 2013). Ποιοτικοί θεματικοί χάρτες που απεικονίζουν διάφορες οντότητες, χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να κατανοηθούν χωρικές έννοιες (όπως της συνδεσιμότητας, της εγγύτητας, της κατανομής και της ζώνης επιρροής) καθώς και χωρικές σχέσεις μεταξύ των οντοτήτων. Συγκεκριμένα, οι μαθητές χρησιμοποιώντας έναν χάρτη που απεικονίζει κατοικημένες περιοχές της πολιτείας του Τέξας, πρέπει να προσδιορίσουν τις περιοχές που θα επηρεαστούν (σε απόσταση ενός μιλίου) από το σημείο εκδήλωσης μιας μεταδοτικής μολυσματικής ασθένειας. Με αυτόν τον τρόπο οι μαθητές κατανοούν την έννοια της ζώνης επιρροής καθώς και άλλες έννοιες, όπως αυτή της «απομείωσης της απόστασης» (distance decay). Σε μια άλλη ερώτηση οι μαθητές κοιτώντας την κατανομή των γειτονιών μιας περιοχής (Εικόνα 11α) καλούνται να επιλέξουν από μια λίστα με 44 έννοιες αυτές που πιστεύουν ότι περιγράφουν καλύτερα τις χωρικές σχέσεις του χάρτη. Οι έννοιες είναι ίδιες με αυτές που χρησιμοποιήθηκαν στην ερώτηση με τον τοπογραφικό χάρτη. Επίσης, παρουσιάζονται χάρτες στους μαθητές χωρίς ωστόσο να τους δοθεί καμία επεξήγηση για τον χάρτη και τους ζητείται να επιλέξουν το είδος της οντότητας που πιστεύουν ότι απεικονίζεται. Για παράδειγμα στον χάρτη της Εικόνας 11β οι μαθητές πρέπει να επιλέξουν εάν ο χάρτης απεικονίζει σπίτια, δρόμους, γειτονίες ή λίμνες.

Εικόνα 11. Ποιοτικοί θεματικοί χάρτες (Huynh & Sharpe, 2013). Η αξιολόγηση των δεξιοτήτων προσανατολισμού και κατεύθυνσης πραγματοποιήθηκε μέσω του χάρτη της Εικόνας 12α. Οι μαθητές ξεκινώντας από το σημείο 8 έπρεπε να ακολουθήσουν λεκτικές οδηγίες που συνδύαζαν τα σημεία του ορίζοντα και εκφράσεις σχετικού προσανατολισμού και εφόσον τις εκτελούσαν έπρεπε να επιλέξουν το κοντινότερο σε αυτούς σημείο. Στο ερωτηματολόγιο εντοπίζονται επίσης και ερωτήσεις χωρικής ανάλυσης που σχετίζονται με διαδικασίες επίθεσης χαρτών και εντοπισμό της βέλτιστης θέσης. Αρχικά, οι μαθητές καλούνται να συνδυάσουν τα διαγράμματα που τους δίνονται ώστε να βρουν τα δέντρα που έχουν προσβληθεί από ένα είδος παράσιτου. Κατόπιν, πρέπει να εντοπίσουν τη βέλτιστη θέση για να κατασκηνώσουν, η οποία όμως πρέπει να πληροί κάποια κριτήρια, όπως για παράδειγμα να απέχει το πολύ ένα μίλι από το ποτάμι και τρία μίλια από το δρόμο και τουλάχιστον πέντε μίλια από τις προσβεβλημένες περιοχές. Ενδεικτικά παραδείγματα χαρτών παρατίθενται στην Εικόνα 12β. Εικόνα 12. (α) Απεικόνιση δρόμων, (β) Διαγραμματική απεικόνιση διαφόρων στοιχείων (Huynh & Sharpe, 2013).

4. Συμπεράσματα Μέσω της εργασίας αυτής επιχειρήθηκε να τεκμηριωθεί ο ρόλος του χάρτη στην αξιολόγηση της χωρικής σκέψης χρησιμοποιώντας δύο ερωτηματολόγια που απευθύνονταν κυρίως σε μαθητές δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Από τη χαρτογραφική ανάλυση των ερωτηματολόγιων STAT και GTS, προέκυψε ότι παρουσιάζουν ίδια περίπου δομή, ωστόσο το χαρτογραφικό τους περιεχόμενο είναι ελαφρώς διαφορετικό. Αναλυτικότερα, στο STAT παρατηρείται πως από τις 20 ερωτήσεις του ερωτηματολογίου οι 12 διέθεταν χαρτογραφικό υπόβαθρο, αναλογία που εντοπίζεται και στο GTS καθώς από ένα σύνολο 30 ερωτήσεων οι 22 απαιτούσαν τη χρήση χαρτών προκειμένου να απαντηθούν. Είναι σημαντικό να τονισθεί ότι εφόσον το STAT αποτέλεσε τη βάση δημιουργίας διαφόρων άλλων ερωτηματολόγιών χωρικής σκέψης τότε και αυτά τα ερωτηματολόγια θα έχουν ισχυρό χαρτογραφικό υπόβαθρο. Για παράδειγμα το STAT χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της χωρικής σκέψης μαθητών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στην περιοχή της Ρουάντα στην ανατολική Αφρική (Tomaszewski κ.ά., 2014). Χάρτες γενικής αναφοράς καθώς και θεματικοί χάρτες (ποιοτικοί ή ποσοτικοί) χρησιμοποιήθηκαν και στα δυο ερωτηματολόγια. Στο STAT, η αναλογία των θεματικών χαρτών προς τους χάρτες γενικής αναφοράς ήταν 3/2 ενώ στο GTS ήταν 2/1, γεγονός που υποδηλώνει πως χρησιμοποιούνται περισσότερο οι θεματικοί χάρτες. Αυτό συνάδει εν μέρει και με τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής του Young (1994), ο οποίος διαπίστωσε πως η αναλογία θεματικών χαρτών και χαρτών γενικής αναφοράς σε σχολικά εγχειρίδια κοινωνικών επιστημών δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης (συμπεριλαμβανομένης και του μαθήματος της Γεωγραφίας) ήταν 3/1. Σύμφωνα με διάφορους ερευνητές, αρχικά οι μαθητές έρχονται σε επαφή με χάρτες γενικής αναφοράς, καθιστώντας ευκολότερο στον εκπαιδευτικό να διδάξει έννοιες που σχετίζονται με την κλίμακα, την απόσταση, τη κατεύθυνση και την πλοήγηση (Downs κ.ά., 1998; Leinhaardt κ.ά., 1998). Υπό αυτό το πρίσμα, οι χάρτες γενικής αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν στα δυο ερωτηματολόγια θεωρούνται ως οι πλέον κατάλληλοι για τέτοιου είδους διαδικασίες. Επιπλέον, οι τοπογραφικοί χάρτες χρησιμοποιήθηκαν και για πιο εξιδεικευμένες διεργασίες όπως η εξαγωγή του προφίλ της κλίσης μιας περιοχής. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί πως υπάρχει μια διαφορά στην αξιολόγηση των δεξιοτήτων προσανατολισμού και πλοήγησης στα δυο ερωτηματολόγια καθώς στο STAT χρησιμοποιείται μια πιο απλοποιημένη αναπαράσταση της πραγματικότητας (βλ. Εικόνα 3) σε αντίθεση με το GTS (βλ. Εικόνα 13α). Ο χάρτης που χρησιμοποιήθηκε στο STAT θεωρείται αρκετά εύκολος για τα παιδιά στα οποία απευθύνεται καθώς σύμφωνα με την μελέτη του Freundschuh (1990) τα παιδιά από την ηλικία των 5 6 ετών μπορούν να αναγνωρίσουν τα σύμβολα του χάρτη, να καταλάβουν ότι ο χάρτης που βλέπουν είναι στραμμένος σε σχέση με την πραγματικότητα και να τον χρησιμοποιήσουν για να πλοηγηθούν. Οι ποιοτικοί θεματικοί χάρτες απεικονίζουν διαφορές σχετικά με το είδος σε αντίθεση με τους ποσοτικούς θεματικούς χάρτες που απεικονίζουν διαφορές σχετικά με την ποσότητα. Στο STAT διαπιστώνεται πως χρησιμοποιούνται σε μεγαλύτερο βαθμό ποσοτικοί θεματικοί χάρτες και ιδιαίτερα χωροπληθείς και ισοπληθείς, σε αντίθεση με το

GTS όπου χρησιμοποιούνται μόνο ποιοτικοί θεματικοί χάρτες. Στο STAT οι ποιοτικοί θεματικοί χάρτες βοήθησαν κυρίως στη διαδικασία χωροθέτησης διαφόρων εγκαταστάσεων, ενώ στο GTS αξιολογούσαν την οπτικο-χωρική μνήμη καθώς σχετίζονταν επίσης και με διαδικασίες επίθεσης και αποδόμησης χαρτών. Μια σημαντική διαφορά στα δυο ερωτηματολόγια εντοπίζεται στον τρόπο που αξιολογούν τη δυνατότητα συσχέτισης χωρικά κατανεμημένων προτύπων καθώς στο GTS χρησιμοποιήθηκε ένας ποιοτικός θεματικός χάρτης και στο STAT ένας ποσοτικός (χωροπληθής). Για τέτοιου είδους διεργασίες συνίσταται η χρήση ποσοτικών θεματικών χαρτών καθώς είναι πιο εύκολοι στη διαχείρισή τους αφού εμπλέκουν μετρήσιμα μεγέθη (Young, 1994). Οι μαθητές δευτεροβάθμιας είναι σε θέση να κατανοούν ευκολότερα τα ποσοτικά σύμβολα και επομένως οι ποσοτικοί θεματικοί χάρτες θα πρέπει να χρησιμοποιούνται περισσότερο (Young, 1994). Επιπροσθέτως, πρέπει να σημειωθεί ότι παιδιά ηλικίας έως 15 ετών κατανοούν καλύτερα ποσοτικούς θεματικούς χάρτες με σημειακά ή επιφανειακά σύμβολα (χάρτες αναλογικών συμβόλων ή χωροπληθείς χάρτες) πάρα με γραμμικά σύμβολα (ισοπληθείς χάρτες) (Trifonoff, 1994; Young, 1994). Γι αυτό το λόγο συνίσταται η χρήση χωροπληθών χαρτών αντί για ισοπληθών. Οι μαθητές ηλικίας μεταξύ 11 και 12 ετών βρίσκονται στο μεταίχμιο του τρίτου (στάδιο της συγκεκριμένης λογικής σκέψης) και τέταρτου σταδίου (στάδιο της τυπικής λογικής σκέψης) της γνωστικής ανάπτυξης και αρχίζουν να κατανοούν αφηρημένες έννοιες (Piaget, 1970). Επομένως, αναπτύσσουν μια πιο αφηρημένη σκέψη, η οποία είναι απαραίτητη για την ερμηνεία των ποσοτικών θεματικών χαρτών (Piaget, 1970). Όπως είναι φυσικό, οι μαθητές της δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης έχουν πια αναπτύξει ένα σύστημα γνωστικών δομών που τους επιτρέπει να χειρίζονται δυνητικές ή υποθετικές καταστάσεις, να λειτουργούν με συστηματικό τρόπο και να παράγουν αφηρημένες σκέψεις. Επομένως, είναι ικανοί να διαχειριστούν εξίσου καλά ποιοτικούς και ποσοτικούς χάρτες όπως για παράδειγμα χωροπληθείς, ισοπληθείς, ισοχρονικούς, ισοθερμικούς, βαθυμετρικούς κλπ. Εστιάζοντας στο τεχνικό κομμάτι των χαρτών που χρησιμοποιήθηκαν, παρατηρείται πως στο σύνολο τους τόσο οι χάρτες γενικής αναφοράς όσο και οι θεματικοί (ποσοτικοί και ποιοτικοί) πληρούσαν τις ελάχιστες απαιτούμενες προδιαγραφές. Συγκεκριμένα οι χάρτες γενικής αναφοράς διαθέτουν κλίμακα (είτε αριθμητική είτε γραφική) και προσανατολισμό. Οι πλειοψηφία των θεματικών χαρτών διέθετε υπόμνημα το οποίο επεξηγούσε το τι απεικονίζει ο χάρτης. Σε όλους τους χάρτες και των δυο ερωτηματολογίων ο τίτλος του χάρτη παραλείπεται διότι συνήθως περιγράφεται στην εκφώνηση του ερωτήματος. Η μόνη παράλειψη που εντοπίστηκε, αφορούσε στον χάρτη πυκνότητας κουκίδων που χρησιμοποιήθηκε στο STAT για την απεικόνιση της πυκνότητας του πληθυσμού. Συγκεκριμένα δεν απεικονιζόταν στο υπόμνημα το μέγεθος του πληθυσμού που αντιστοιχούσε σε μια κουκίδα. Να σημειωθεί ότι αυτά τα δυο ερωτηματολόγια που εξετάσθηκαν εμπλέκουν και τα τρία βασικά συστατικά της χωρικής σκέψης, καθώς μέσω αυτών οι μαθητές κατανοούν βασικές χωρικές έννοιες χρησιμοποιώντας διάφορα εργαλεία αναπαράστασης (που κατά κύριο λόγο είναι οι χάρτες) και εκτελώντας συλλογιστικές διαδικασίες απαντούν στα ερωτήματα που τους τίθενται και επιλύουν τα αντίστοιχα προβλήματα. Οι χάρτες που

χρησιμοποιούνται εμπλέκονται φυσικά και με διάφορες δεξιότητες της χωρικής σκέψης. Για παράδειγμα οι τοπογραφικοί χάρτες, όπως χρησιμοποιήθηκαν στα ερωτηματολόγια, σχετίζονται με δεξιότητες χωρικού προσανατολισμού, χωρικής οπτικοποίησης και νοητής περιστροφής. Οι μαθητές θα πρέπει στην ουσία να δημιουργήσουν μια νοητή αναπαράσταση του περιβάλλοντος που απεικονίζεται, να μπορούν να το περιστρέφουν νοητά και να πλοηγούνται σε αυτό. Κλείνοντας, σαν μελλοντική εξέλιξη της παρούσας εργασίας προτείνεται η μελέτη της συμβολής των διαδικτυακών χαρτών στην αξιολόγηση της χωρικής σκέψης. Τελευταία όλο και περισσότερο χρησιμοποιούνται σύγχρονα τεχνολογικά μέσα για την αξιολόγηση των δεξιοτήτων και των γνώσεων των μαθητών. Ωστόσο, παρατηρείται πως υπάρχουν ελάχιστες προσεγγίσεις που εμπλέκουν τους χάρτες και οι οποίες δεν αξιοποιούν το διαθέσιμο εύρος των προσφερόμενων τεχνολογιών παρέχοντας στους εκπαιδευτικούς περιορισμένες δυνατότητες προσαρμογής στις ανάγκες του εκάστοτε μαθήματος (Ridgway & McCusker, 2003). Οι Klaus και Leonhard (2004) σχεδίασαν ένα σύστημα αξιολόγησης το οποίο αξιοποιούσε διαδραστικούς χάρτες και το οποίο ωστόσο διέθετε περιορισμένο αριθμό χαρτών. Ο Chang κ.ά. (2009) πρότειναν μια εφαρμογή αξιολόγησης που αξιοποιούσε τους χάρτες από την εταιρία Google (Google Maps) και περιλάμβανε διάφορους τύπους ερωτήσεων, όπως πολλαπλής επιλογής, ανάπτυξης κλπ. Παρόλα αυτά η εφαρμογή αυτή δεν προσέφερε στους χρήστες τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης με τους χάρτες προκειμένου να απαντήσουν στις ερωτήσεις. Τέλος, ο Navarette και οι συνεργάτες του (2011) ανέπτυξαν ένα μοντέλο που αξιοποιεί διαδικτυακούς χάρτες προκειμένου να αξιολογήσουν τις δεξιότητες που είχαν αποκτήσει οι μαθητές σχετικά με το μάθημα της Γεωγραφίας. Ευχαριστίες Η διδακτορική έρευνα του Χρήστου Χάρχαρου υποστηρίζεται από υποτροφία του Ιδρύματος Ευγενίδου. Bιβλιογραφία Association of American Geographers (AAG). 2005, Teachers' Guide to Modern Geography. Ανακτήθηκε στις 21/7/2016, από http://www.aag.org/cs/tgmg Chang W.-C., Chiu J.-Y., Chen S.-L., 2009, «A Map-based Assessment System Supporting History Education», In: Workshop Proceedings of the 17 th International Conference on Computers in Education (pp. 46-50). Hong Kong, China: APSCE. Downs R., Liben L., Daggs D., 1988, «On education and geographers: The role of cognitive developmental theory in geographic education», Annals of the Association of American Geographers, Vol. 78: 680-700. Ekstrom R., French J., Harman H., Dermen D., 1976, Manual for kit of factor referenced cognitive tests. Princeton, NJ: Educational Testing Services. Freundschuh S., 1990, «Can young children use maps to navigate?», Cartographica, Vol. 27, No. 1: 54-66.

Golledge R., Garling T., 1987, «Environmetal perception and cognition», Advances in Environment, Behavior and Design, Vol. 2: 203-236. Golledge R., Marsh M., Battersby S., 2008, «A Conceptual Framework for Facilitating Geospatial Thinking», Annals of the Association of American Geographers, Vol. 98, No. 2: 285-308. Goodchild M., Janelle D., 2010, «Toward critical spatial thinking in the social sciences and humanities», GeoJournal, Vol. 75, No. 1: 3-13. Huynh N., Sharpe B., 2013, «An Assessment Instrument to Measure Geospatial Thinking Expertise», Journal of Geography, Vol. 112: 3-17. Ittelson W., 1973, Environment perception and contemporary perceptual theory, In: Ittelson W., (Ed.), Environment and cognition, New York: Seminar, 1-19. Khaing N.-N., Yamada T., Ishii H., 2012, «Developing two equivalent spatial ability tests for Myanmar middle school students», Japanese Journal for Research on Testing, Vol. 8: 49-67. Klaus B., Leonhard D., 2004, «A Tool for Supporting Graphical Interactive Assessment», In: Cantoni L., McLoughlin C., (Eds.), Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications (pp. 881-888). Chesapeake, VA: AACE. Lee J., Bednarz R., 2012, «Components of spatial thinking: Evidence from a spatial thinking ability test», Journal of Geography, Vol. 111, No. 1: 15-26. Leinhaardt G., Staintoon C., Bausmith J., 1998, «Constructing maps collaboratively», Journal of Geography, Vol. 97: 19-30. Lovett M., 2008, Teaching Metacognition, Presentation to the Educause Learning Initiative Annual Meeting. Ανακτήθηκε στις 28/7/2016 από http://net.educause.edu/upload/presentations/eli081/fs03/metacognition ELI.pdf Lynch K., 1960, The Image of the City, The Technology Press and Harvard University Press, Cambridge. Mandler J., 1983, Representation, In: Mussen P., (Ed.), Handbook of Child Psychology, New York: John Wiley and Sons, Vol 3:420-494. Montello D., 1993, «Scale and multiple psychologies of space», In Frank A., Campari I., (Ed.), Spatial information theory: A theoritical basis for GIS, Proceedings of COSIT '93. 716, pp. 312-321. Berlin: Springer-Verlag, Lecture Notes in Computer Science. National Research Council (NRC), 2006, Learning to Think Spatially: GIS as a Support System in the K-12 Curriculum, Washington D.C.: The National Academies Press. Navarrete T., Santos P., Hernández-Leo D., Blat J., 2011, «QTIMaps: A Model to Enable Web Maps in Assessment», Educational Technology & Society, Vol. 14, No. 3: 203 217.

Piaget J., 1970, Piaget's theory, In: Mussen Ph., (Ed.), Carmichael's Manual of Child Psychology, New York: John Wiley & Sons. Ridgway J., McCusker S., 2003, «Using computers to assess new educational goals», Assessment in Education, Vol: 10, No. 3: 309-328. Sinton D., 2011, Spatial Thinking, In: Stoltman J, (Ed.). 21st Century Geography: A Reference Handbook, Thousand Oaks: SAGE Publications. Tomaszewski B., Vodacek A., Parody R., Holt N., 2014, «Spatial thinking ability assessment in Rwandan secondary schools: Baseline results», Journal of Geography, Vol. 114, No. 2: 1-10. Trifonoff K., 1994, «Using thematic maps in the early elementary grades», PhD dissertation: University of Kansas, Department of Geography. Williams J., Shuman B., Webb T., Bartlein P., Leduc P., 2004, «Late-quaternary vegetation dynamics in North America: scaling from taxa to biomes», Ecological Monographs, Vol. 74: 309-334. Young J., 1994, «Leaming from Thematic Maps: Children's Cognitive Processing and the Integration of Mapped Information», PhD dissertation: University of Minnesota, Department of Education.