Naturgeografi - metoder

Fagenes metoder - naturgeografi

Metoder i naturgeografi

Hvordan arbejder naturgeografi?

Ofte arbejder vi i naturgeografi med problemstillinger, hvor vi i undervisningen kun kan indsamle og analysere empiri for en lille del af undersøgelsesspørgsmålet. Når vi arbejder med problemstillinger, forsøger vi at finde en forklaring på noget konkret og specifikt; et landskab, en guldåre, en oversvømmelse, en masseuddøen osv. Man kan sige, at vi forsøger at finde den bedst mulige forklaring i den givne kontekst. Man kan sammenligne det med et detektivarbejde. Denne slutningsform kaldes abduktion og er den mest anvendte i naturgeografi.

Undersøgelsesdesign

Ofte vil ens konklusioner basere sig på både egne og andres undersøgelser og ofte har I selv designet hvordan – det kan vi kalde undersøgelsesdesign. Metodeovervejelser over undersøgelsesdesign sker således ved at overveje spørgsmål af typen:

· Har vi opstillet en god problemstilling? – er den relevant og kan den overhovedet besvares?

· Har vi lavet den rigtige afgrænsning?

· Har vi udført de rigtige undersøgelser til at besvare problemstillingen?

· Har vi trukket på relevante og troværdige kilder?

Arbejdsformer

Herunder kan du læse om en række af forskellige typer af metoder til at indsamle og analysere empiri.

· Analyse af rumlige mønstre - især brug og analyse af billeder, analoge kort og digitale kort

· Feltarbejde – iagttagelser og observationer, målinger, interviews

· Laboratorieundersøgelser af indsamlede prøver fra feltarbejde

· Klassifikation af prøver

· Analyse af data f.eks. over tid

· Det kvalitative eksperiment - resultatet er en begrebsmodel, hvor man beskriver

· Det kvantitative eksperiment - resultater kommer ud i tal og der laves typisk grafer

· hvordan forskellige processer fungerer

· Modeller

Analyse af rumlige mønstre

Dette er den vigtigste metode i naturgeografi, og gør ud på at finde mønstre og bagefter forsøge at forklare dem. Det kunne f.eks. være analyse af kort (tematiske og topografiske), foto af et landskab, et geologisk profil, en by el. lign.

I en rumlig analyse leder vi efter tegn på processer ved at se på rumlige mønstre. Analysen kobler empiri med kendt teori som så anvendes til at forklare det stedsspecifikke. Et eksempel kan være en tolkning af et tematisk kort f.eks. et verdenskort over temperaturstigning de sidst 100 år. Vi identificerer en særlig temperaturstigning i det arktiske område - et mønster. Hvad kan forklare dette mønster? Kan det være is-albedo tilbagekobling?

Feltarbejde

Feltarbejde består i at indsamle informationer om et givet sted på et givent tidspunkt. Det er derfor vigtigt at beskrive konteksten. Der findes overordnet tre typer af feltarbejde: iagttagelser og observationer, målinger samt interviews. Ved iagttagelser og observationer indsamles empiri uden at anvende måleinstrumenter, i stedet i iagttages mønstre som bagefter tolkes. Mønstrene skal dokumenteres med billeder, skitser evt. prøver. Det kunne f.eks. være tolkning af et geologisk profil, et landskab eller et byrum. Ved målinger anvendes et måleinstrument til at måle på en parameter f.eks. luftfugtighed for at estimere højden til dugpunktet eller måling af strålingsbalancen. Her er konteksten (f.eks. årstid, tidspunkt på døgnet, breddegrad, vejr, mm) vigtig for resultatet og skal derfor beskrives nøje. Interviews kan være en væsentlig kilde i forståelse af problemstillinger med mennesker og naturgrundlag. Karakteren af empiri er anderledes end for andre naturgeografiske metoder, da der her skal udarbejdes åbne spørgsmål og analyseres udsagn med fokus på fortolkning.

Laboratorieundersøgelser af indsamlede prøver fra feltarbejde

Her analyseres prøver indsamlet i felten inde i klassen. Det kunne være en sigteanalyse, glødeprøve eller porøsitetsbestemmelse af en bestemt jordtype. Den fremkomne viden er på en gang reproducerbar og kontekstuel, da undersøgelsesproceduren er helt fastlagt og kan reproduceres hvorimod indsamling af prøven som stammer fra et specifikt sted, er kontekstuel.

Klassifikation af prøver

Klassifikation handler om at sortere empiri efter forskellige egenskaber. Det kunne være farve, form, størrelse mm. Klassifikation er vigtig for at kunne kæde empiri sammen med teori. Kriterierne for inddelingen skal selvfølgelig beskrives. Eksempler kunne være en klassificering af vulkaner efter form: kegle- og skjoldvulkan. Eller bjergarter efter hovedgruppe: sedimentær, metamorfisk og magmatisk.

Analyse af grafer (data over tid)

Ofte vises tabeldata i tid på en graf der kan skabe et tidsligt overblik over en udvikling for i sidste ende at kunne komme med en forklaring. I analysen af sådanne grafer er det en hjælp at tænke i en tredeling:

1. Beskriv grafen og den udvikling som du hæfter dig ved. Herunder grafens type, opbygning, variable, enheder, tidsintervaller osv., samt udvikling: tendenser, cykliske svingninger, ændrede tendenser mv.

2. Forklar udviklingen ud fra den teori eller viden du mener er relevant

3. Vurder betydningen af grafen for din undersøgelse

Det kvalitative forsøg – den mest benyttede forsøgstype i naturgeografi

Her er målet at anskueliggøre en proces, som foregår i naturen. Eksperimentet er kendetegnet ved en simplificering af virkeligheden. Målet er en begrebsmodel der kan hjælpe til en større forståelse af processen. Her er man interesseret i en kvalitativ beskrivelse og ikke konkrete tal. Her vil det være relevant at kommentere forholdet mellem den simplificerede forsøgsopstilling og virkeligheden – viser forsøget hvad vi gerne vil have det til at vise? Det kvalitative eksperiment er det mest benyttede i naturgeografi. Eksempel: undersøgelse af om havvandet vil udvide sig ved global opvarmning. Her er det nok at vise at det udvider sig ved opvarmning.

Det kvantitative forsøg

Her er målet er at opstille eller undersøge en matematisk model mellem årsag og virkning. Kompleksiteten er reduceret så vi kan ændre på en variabel ad gangen (variabelkontrol). Resultatet er kvantitative data der kan fremstilles i en graf med den uafhængige variabel på x-aksen og den afhængige variabel på y-aksen.

Eksempel: undersøgelse af hvor meget havet vil stige ved global opvarmning. Forsøg hvor volumen af havvand måles som funktion af vandets temperatur. Man er interesseret i hvor meget vandet stiger.

Begrebsmodeller og datamodeller

Noget af det særlige ved naturgeografi er formidlingen af rumlige data gennem f.eks. kort, billeder og modeller. I naturgeografi møder man mange forskellige figurer, herunder kort og teoretiske modeller. For at forstå hvad modellerne i naturgeografi kan bruges til og hvilken forklaringskraft de har, kan de med fordel inddeles i datamodeller og begrebsmodeller.

Datamodeller er typisk kort med geodata på (f.eks. målepunkter), som skal illustrere virkeligheden

Begrebsmodeller er ’teorien’ og viser de generaliserede fysiske sammenhænge. Se foto nederst på siden.

Og hvad kan man så bruges det til?

Begrebsmodellen viser ikke selv virkeligheden, men kan hjælpe os til at forstå data i datamodellen. På den anden side er begrebsmodellerne jo blevet dannet på baggrund af netop målinger og data, og kan derfor også løbende korrigeres af data/målinger. Man kan også sige, at fortolkningen af data giver bevis for, at begrebsmodellen er god til at generalisere virkeligheden.

Relevante spørgsmål kan i den sammenhæng derfor være:

Er det en begrebsmodel eller en datamodel?

Datamodel:

· Hvilken data indeholder modellen?

· Hvordan er data indsamlet?

· Hvordan påvirker den teoretiske viden vores fortolkning af datamodellen?

Begrebsmodel:

· Hvordan er begrebsmodellen en simplificering af virkeligheden? Er det en problematisk simplificering af virkeligheden?

· Hvilken data er indsamlet og hvilket arbejde er der gået forud for at den teoretiske begrebsmodel kunne laves?

Se også denne video på 4 min, hvor begrebsmodeller og datamodeller bliver forklaret: https://www.youtube.com/watch?v=CjA6NNuAGHw

Skal du skrive SRP i naturgeografi? Så læs her

Metode omhandler måden man gør noget på og det du skal gøre i SRP er at indsamle viden, som derefter skal videreformidles. Spørgsmålet er så hvilken viden du har brug for og hvor sikker du kan være på den viden du får fra litteratur samt egne og andres undersøgelser. I naturgeografi arbejdes der med komplekse fænomener og det kan være svært at vælge de bedste metoder til at undersøge fænomenerne, samt anvende metoderne præcist. Derfor skal man forholde sig kritisk til de måder man selv og andre har opnået viden om naturen på – dvs. de arbejdsformer der er blevet anvendt. Naturgeografisk viden opstår således ud fra en bred vifte af arbejdsformer, som alle, på hver sin måde, kan styrke en forståelse af det givne fænomen eller en proces i naturen. Mange af disse arbejdsformer findes også i andre naturvidenskabelige fag, især biologi. Analyse af rumlige mønstre er den mest kendetegnende metode i naturgeografi.

Metoder til indsamling og analyse af empiri

Uanset om man arbejder med egen eller andres empiri, må man tage stilling til hvordan empirien er indsamlet og analyseret. Her er det vigtigt at være opmærksom på de generelle krav til naturvidenskab: systematik, præcision, reproducerbarhed, variabelkontrol, fejlkilder osv.

I denne sammenhæng vil metodeovervejelser omhandle spørgsmål af typen:

· Hvad er troværdigheden af det enkelte eksperiment, feltarbejde eller analyse af empiri?

· Er der problemer med metoden, kvaliteten eller mængden af empiri?

· Kan vi lave en sikker konklusion på baggrund af den enkelte analyse?

Når du arbejder med empiri indsamlet af andre, bør du altid overveje kvaliteten af det indsamlede materiale og stille dig selv en række spørgsmål såsom:

· Er undersøgelserne foretaget af eksperter?

· Hvem har udgivet materialet?

· Hvilke arbejdsformer er anvendt?

· Er der ulemper ved de anvendte arbejdsformer?

· Bør der anvendes andre arbejdsformer eller suppleres med flere arbejdsformer?

· Hvilke usikkerheder knytter sig til arbejdsformerne?

Kort om videnskabsteori og naturgeografi

Man kan opdele naturvidenskabelige spørgsmål i henholdsvis nomotetiske og ideografiske. Nomotetiske spørgsmål forsøger at opstille universelle lovmæssigheder, hvorimod ideografiske spørgsmål forsøger at forklare det særlige og stedsspecifikke. Pointen er, at de fleste undersøgelsesspørgsmål vi arbejder med i naturgeografi, er ideografiske og dermed lægger op til at finde en forklaring på noget konkret og specifikt; et landskab, en guldåre, en oversvømmelse, en masseuddøen osv. Man kan sige, at vi forsøger at finde den bedst mulige forklaring i den givne kontekst (det kalder vi abduktion).

Nomotetiske spørgsmål

Forsøger at opstille universelle lovmæssigheder. Undersøger fænomener der kan generaliseres. Undersøges ofte med en eksperimentel tilgang med variabelkontrol.

Eksempler:

- Hvordan opstår tsunamier?

- Hvorfor kan orkaner kun opstå i tropiske områder?

Ideografiske spørgsmål

Forsøger at forklare det særlige og stedsspecifikke. Undersøger fænomener der ikke kan generaliseres. Undersøges ofte gennem observationer i højere grad end eksperimenter.

Eksempler:

- Hvordan opstod tsunamien der ramte Fukushima?

- Hvorfor var netop orkanen Katarina i det sydlige USA så ødelæggende?

Slutningsformer

I den mundtlige del af SRP, bliver du bedt om at gøre dig basale videnskabsteoretiske overvejelser i forhold til dit projekt. Basal videnskabsteori præsenteres i tre moduler med en filosofilærer, men her følger nogle eksempler som er særligt relevante for naturgeografi. Her fokuseres på slutningsformer, som er mere generelle veje til viden. Det drejer sig om at forholde sig til, hvad man kan slutte (konkludere) ud fra en bestemt arbejdsform.

Hypotetisk deduktiv

Baggrunden for undersøgelsen er en begrundet hypotese. Hypotesen er en forventning til forsøgets resultat og denne forventning begrundes med teori. Denne slutningsform har således til formå at bekræfte en teori eller forkaste en teori, afhængigt af om forsøget hhv. understøtter eller modbeviser teorien. Hvis resultatet ikke stemmer overens med teorien, vil det dog ofte skyldes fejl i undersøgelsen/metoden, hvorfor fejlkilder og måleusikkerheder altid er vigtige at forholde sig til.

Induktiv

Når man arbejder induktiv, ligger der ikke en begrundet hypotese og teori til grund for en undersøgelse. Hvis man f.eks. vil undersøge hvilke større byer i Danmark der oplever flest skybrud, kan man give sig til at registrere skybrud og indsætte dem på et Danmarkskort. Herfra kan der udvikles en teori om, hvor der oftest kommer skybrud. Dvs. at empirien går forud for teorien, som herefter kan danne baggrund for en hypotetisk deduktiv undersøgelse, hvor teorien kan be- eller afkræftes. Bekræftes teorien er denne blevet forstærket – den er ikke blevet ophævet til en naturlov. Teorien kan også modbevises af flere observationer, som modbeviser den teori man først var kommet frem til.

Abduktivt

Er den mest anvendte slutningsform i naturgeografi: Der arbejdes med komplekse spørgsmål i naturgeografi, som ikke er mulige at besvare ud fra enkelte undersøgelser ud fra enkelte teorier. Skal man forsøget at forklare, hvorfor tsunamien i Det Indiske Ocean i 2004 skabte så store problemer, bliver man nødt til at se på en lang række forskelligartede undersøgelser. Svarene fra alle disse undersøgelser skal så samles til den bedst mulige forklaring på, hvad der var de største problemer under lige præcis den tsunamiulykke. Der kan være nogle helt andre faktorer i spil under andre tsunamiulykker, så teorien om hvad der forårsager ulykkerne kan ikke overføres til nye situationer. Ved denne slutningsform kommer man således frem til den bedst mulige forklaring i den givne situation, som når en kriminalbetjent skal finde frem til en forbryder.

Note: Meget indhold er taget fra Philip Kruse Jakobsens artikler om metode, se f.eks. ’Metoder i Naturgeografi’, GeoNyt 97, 2019, s. 11-19