Visualizing the abyss of time. Students’ interpretation of visualized deep evolutionary time

Abstrakt

De väldiga tidsskalor som omfattas av djup evolutionär tid (DET) betraktas som ett tröskelbegrepp inom biologi, och undervisning om DET har visat sig vara utmanande. DET kommuniceras vanligen genom olika typer av visualiseringar, från statiska två-dimensionella representationer, via animationer med viss interaktionsmöjlighet, till användargränssnitt med hög interaktivitet. Givet den stora betydelsen av DET, inte bara inom biologi, är forskning om visuell kommunikation av DET viktig.

Den här avhandling undersöker hur studenter tolkar olika typer av visualiserad DET längs ett kontinuum från icke-interaktiva statiska bilder till visualiseringar som erbjuder hög grad av interaktivitet. I avhandlingen undersöks hur studenter och elever tolkar visualiseringar av DET med avseende på olika tidsmässiga aspekter, kommunicerade evolutionära begrepp, grad av interaktivitet hos visualiseringen och i vad mån visualiseringen ger upphov till känslomässiga reaktioner.

Avhandlingen består av fyra delstudier som tillsammans baseras på ett flertal olika metoder. Totalt deltog 505 elever, och studenter. Data insamlades i enkätform, uppgiftsbaserade frågor och semi-strukturerade intervjuer. Dataanalyserna var både av kvalitativ och kvantitativ karaktär. Vid analysen av studenters tolkningar av statiska två-dimensionella visualiseringar av DET utvecklades ett instrument för att mäta kunskap om visuellt kommunicerad DET. Resultatet av valideringen indikerade en underliggande en-dimensionell dimension som representerar kunskap om visuellt kommunicerad DET.

På skalan av ökande interaktivitet analyserades en visualisering med begränsade möjligheter till interaktion, i form av en animation rörande homininers evolution. I studien undersöktes hur fem olika aspekter av tid tolkades beroende på hur tidsförloppet gestaltades: specifika tidpunkter, ordning, samtidighet, varaktigheten samt jämförelse av tidsintervall.

Ytterligare ett steg längre på skalan av interaktivitet analyserades elevers tolkningar av en visualisering av DET i form av ett interaktivt tredimensionellt släktträd. Interaktivitet i form av zoomning i trädet via hand och fingerrörelser uppfattades på två sätt, dels som en rörelse i trädet, dels som en rörelse i tiden. I studien framkom också felaktiga tolkningar. Analysen visade dessutom att det trädet gav upphov till så kallade epistemiska känslomässiga reaktioner, framförallt förundran, förvåning, överraskning och förvirring. Dessa reaktioner uttrycktes i relation till fem evolutionära begrepp; biologiskt släktskap, evolutionär tid, biologisk mångfald, gemensamt ursprung samt biologisk struktur och terminologi.

Resultaten av avhandling har implikationer för undervisning, design av visualiseringar och framtida forskning. Genom att i undervisning erbjuda elever och studenter visualisering med varierande interaktionsmöjligheter kan kommunikation om DET stärkas. Vid utnyttjande av visualiseringar bör den visuella kommunikationen av olika tidsaspekter av DET övervägas noggrant. Framtida forskning om sambanden mellan känslomässiga reaktioner, visualiseringar med höga interaktionsmöjligheter och evolutionära begrepp kan bidra till ytterligare insikter för att stärka undervisning om DET.