Εισαγωγή

Η σχέση μεταξύ παιδιών και χαρτογραφίας αποτελεί ένα εξειδικευμένο αντικείμενο στο ευρύτερο πλαίσιο της ερευνητικής περιοχής που εξετάζει τους τρόπους με τους οποίους ο άνθρωπος διαβάζει και ερμηνεύει τους χάρτες. Τα παιδιά αποτελούν μιά ειδική περίπτωση χρηστών του χάρτη για δύο λόγους. Ο πρώτος αναφέρεται στην σχέση μεταξύ της ανάπτυξης της σύλληψης του χώρου από τα παιδιά καθώς και της χαρτογραφικής κατανόησης. Οι θεωρίες της ανάπτυξης της έννοιας χώρου, προερχόμενες κυρίως από ψυχολογικές έρευνες, προσφέρουν τη θεωρητική βάση για την προσέγγιση του τρόπου που τα παιδιά χρησιμοποιούν τους χάρτες. Ο δεύτερος λόγος αναφέρεται στην εκπαιδευτική συνεισφορά των σχολικών χαρτών και ατλάντων. Η πλειοψηφία των  σχολικών εγχειριδίων περιλαμβάνουν μεγάλο αριθμό χαρτών, ιδίως τα σχολικά βιβλία που σχετίζονται με το μάθημα της γεωγραφίας καθώς και τα μαθήματα των ανθρωπιστικών επιστημών.
Ανάμεσα στα διάφορα είδη χαρτών τα παιδιά εκτίθενται στους σχολικούς άτλαντες, που λειτουργούν ως παραδοσιακά εκπαιδευτικά μέσα, τα οποία βοηθούν τα παιδιά να αποκτήσουν χωρικές γνώσεις και χαρτογραφικές δεξιότητες. Οι ρίζες τους εντοπίζονται πίσω στο 1697, όπου ο πρώτος σχολικός άτλαντας αποτελούσε ένα τμήμα ενός άτλαντα που δημοσιεύθηκε από τον Louis de Courcillon Dangeau. Το 1753, ο μεγάλος μαθηματικός Leonard Euler έκδοσε έναν από τους πρώτους γερμανικούς άτλαντες που ρητά κατασκευάστηκε για να χρησιμοποιηθεί αποκλειστικά στα σχολεία. Από τις αρχές του δέκατου ένατου αιώνα, οι σχολικοί άτλαντες εκδίδονται συστηματικά σε Ευρώπη και Βόρεια Αμερική. Στη σύγχρονη εποχή, η μορφή των ατλάντων έχει αλλάξει και συντίθεται από πακέτα λογισμικού, υπό τη μορφή ηλεκτρονικών ατλάντων, όπου τόσο τα χωρικά δεδομένα όσο και το λογισμικό χαρακτηρίζονται από διάφορους βαθμούς διαδραστικότητας.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ξεκίνησε μιά επιστημονικού χαρακτήρα συζήτηση του τρόπου προσέγγισης των παιδιών με τους χάρτες. Ήταν η αρχή μιάς νέας οπτικής για τη χαρτογραφική έρευνα, προσεγγίζοντας την έννοια των χαρτών από την πλευρά του χρήστη. Οι επόμενες τρεις δεκαετίες ήταν παραγωγικές όσον αφορά τις θεωρητικές και πειραματικές εργασίες που πραγματοποιήθηκαν στον τομέα αυτόν. Η σχέση μεταξύ των παιδιών και της χαρτογραφίας αποτέλεσε ερευνητικό θέμα στους τομείς της ψυχολογίας, της γεωγραφίας, της εκπαίδευσης και της χαρτογραφίας. Η κατανόηση των χαρτών από τα παιδιά έχει προσεγγιστεί από διάφορες θεωρητικές οπτικές: των έμφυτων διαδικασιών, της θεωρίας του Piaget, της θεωρίας του Vygotsky, καθώς και τη γνωσιακή οπτική οδηγούμενη σε ανάλογες χαρτογραφικές πειραματικές μελέτες. Πολλές ψυχολογικές μελέτες έχουν εστιαστεί σε ζητήματα χωρικής αντίληψης και νοητικής αναπαράσταση του χώρου, κατά συνέπεια, οι χάρτες έχουν χρησιμοποιηθεί σε αυτές τις μελέτες ως μέσο πρόσληψης της χωρικής σκέψης των παιδιών. Η χαρτογραφική έρευνα ως προς το θέμα αυτό μπορεί να χαρακτηριστεί ως μη συστηματική. Έτσι, υπάρχουν πολλά ερευνητικά ερωτήματα που παραμένουν αδιερεύνητα όπως ζητήματα που αφορούν τη σχέση μεταξύ παιδιών προσχολικής ηλικίας και ανάπτυξης της χωρικής σκέψης, τη σχέση μεταξύ παιδιών της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης με χάρτες  μεγάλων κλιμάκων, την κατανόηση από τα παιδιά των χαρτογραφικών εννοιών, την ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης με τη βοήθεια χαρτών μικρών κλιμάκων, την αντιμετώπιση των χαρτών από παιδιά της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, του είδους των χαρτών που είναι περισσότερο αποτελεσματικοί για τα παιδιά, το είδος των χαρτών που τα παιδιά προτιμούν, καθώς και την πραγματική συμβολή της χαρτογραφίας στη γεωγραφική εκπαίδευση με τη βοήθεια του υπολογιστή.
Οι επόμενες παράγραφοι συνοψίζουν τις θεωρητικές προσεγγίσεις που αφορούν στους τρόπους κατανόησης των χαρτών από τα παιδιά και δίνουν συνοπτικά στοιχεία σχετικά με τις έρευνες της ανάπτυξης και κατανόησης των χωρικών αναπαραστάσεων, γίνεται αναφορά στα βασικά χαρακτηριστικά των χαρτών και στον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσουν τα παιδιά τις χωρικές έννοιες και, τέλος, επισημαίνεται η συμβολή του ηλεκτρονικού υπολογιστή στη σχέση μεταξύ παιδιών και χάρτη.

Ανάπτυξη της χαρτογραφικής κατανόησης

Η προσέγγιση των έμφυτων διαδικασιών
Η πρώτη θεωρητική οπτική, των έμφυτων διαδικασιών, προϋποθέτει ότι η κατανόηση των χαρτών είναι μια έμφυτη διαδικασία. Τρία είδη επιχειρημάτων υποστηρίζουν αυτήν τη θεωρητική προσέγγιση. Το πρώτο προέρχεται από μιά συγκεκριμένη άποψη σχετικά με την εξελικτική ανάπτυξη, σύμφωνα με την οποία ένα μεγάλο μέρος της δομής του ανθρώπινου νου ορίζεται ως έμφυτη, εξελίχθηκε μέσω της φυσικής επιλογής κατά την εξελικτική πορεία του είδους. Το δεύτερο επιχείρημα υπέρ της άποψης αυτής βασίζεται σε συμπεράσματα πειραματικών μελετών, οι οποίες ισχυρίζονται ότι τα παιδιά αναπτύσσουν τις χαρτογραφικές τους ικανότητες σε πολύ νεαρή ηλικία, πριν λάβουν την οποιαδήποτε χαρτογραφική εκπαίδευση, καθώς επίσης, ο άνθρωπος εξέφρασε τις χαρτογραφικές του δυνατότητες στα πρώτα στάδια της ανθρώπινης ιστορίας. Οι χάρτες, που δημιουργήθηκαν πριν από 5.000 χρόνια, δείχνουν ότι όλοι οι άνθρωποι αναπτύσσουν την κατανόηση του γεωγραφικού χώρου, καθώς και την ικανότητα της αναπαράστασης του μέσω των διαθέσιμων υλικών. Ένα τρίτο επιχείρημα που προέρχεται από μιά μελέτη που έγινε το 1986, αναφέρεται στις επιδόσεις ενός κοριτσιού 4 ετών, εκ γενετής τυφλού, το οποίο μπορούσε να αποκωδικοποιήσει ένα χάρτη αφής και να πλοηγηθεί μεταξύ διαφόρων αντικειμένων σε ένα δωμάτιο. Η κοπέλα έδειξε ότι διέθετε πλήρη κατανόηση της αντιστοιχίας μεταξύ του χάρτη και πραγματικού χώρου, ακόμα κι αν δεν είχε καμία προγενέστερη εμπειρία ούτε με το συγκεκριμένο χώρο ή με τους χάρτες. Όμως, έχει υποστηριχθεί ότι η έρευνα αυτή αφορά είναι σε μια μοναδική περίπτωση, ενώ άλλες μελέτες δείχνουν ότι τυφλά παιδιά παρουσιάζουν καθυστερήσεις στις χωρικές τους ικανότητες.
Σε συνηγορία αυτής της θεωρητικής προσέγγισης βρίσκονται παρόμοιες απόψεις που έχουν εκφραστεί σχετικά με τη γνώση της γλώσσας. Ο Darvine το 1871 ήταν ο πρώτος που υποστήριξε ότι η γλώσσα αποτελεί ένα ένστικτο. Σχεδόν 100 χρόνια αργότερα, το 1965, ο Noam Chomsky, με βάση τις γλωσσικές αναλύσεις, υποστήριξε ότι η ανθρώπινη γλώσσα είναι ένα βιολογικό αντικείμενο, στο εσωτερικό του ανθρώπινου νου/ εγκεφάλου, καθώς και ότι η γνώση της γλώσσας είναι ατομιστική. Οι ιδέες του Chomsky είχαν μεγάλη επιρροή στην γλωσσολογία και γνωσιακή επιστήμη. Μετά τις απόψεις του Chomsky, ο Steven Pinker υποστήριξε, επίσης, το 1994 ότι η γλώσσα είναι ένα ένστικτο. Μεταξύ άλλων επιστημόνων, οι ιδέες του Chomsky αμφισβητήθηκαν από τον George Lakoff, ο οποίος μαζί με τον Mark Johnson το 1980 υποστήριξαν ότι η ανθρώπινη γλώσσα δεν είναι εξ ολοκλήρου μιά γενετική καινοτομία, αλλά μάλλον οι κεντρικές πτυχές της γλώσσας προκύπτουν μέσα από την εξέλιξη των νευρικών συστημάτων Ένα κεντρικό σημείο των ιδεών του Lakoff εστιάζεται ότι ο νους έχει έμφυτα χαρακτηριστικά και η σκέψη είναι κατά κύριο λόγο ασυνείδητη. Το 1987, ο Lakoff εξέφρασε την πεποίθησή του ότι οι ικανότητες των ανθρώπων να αντιληφθούν τον κόσμο στηρίζονται στην αλληλεπίδραση ανθρώπου-περιβάλλοντος.  Έτσι, ο ίδιος ισχυρίζεται, ότι ο λόγος δεν είναι μια έννοια που διαχωρίζει τους ανθρώπους από τα ζώα, αλλά είναι μια έννοια που δίνει όλα σε μία συνέχεια.
Στην πορεία διαμορφώθηκαν πολλά αντεπιχειρήματα στη θεωρία των έμφυτων διαδικασιών της κατανόησης του χάρτη. Ένα από αυτά αναφέρεται στο ότι η θεωρία αυτή δεν μπορεί να εξηγήσει γιατί υπάρχουν πολλοί ενήλικες που έχουν δυσκολία στην ανάγνωση του χάρτη. Ένας άλλος λόγος αναφέρεται στο ότι πολλές έρευνες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η εμπλοκή με τους χάρτες σε μιά νεαρή ηλικία, δεν σημαίνει απαραίτητα ότι τα παιδιά μπορούν να καταλάβουν τις χαρτογραφικές έννοιες. Αντιθέτως, υπάρχουν ενδείξεις ότι η κατανόηση του χάρτη εξελίσσεται αργά και σταδιακά από εύκολες σε δύσκολες χαρτογραφικές δεξιότητες. Το παραγωγικό αποτέλεσμα από την προσέγγιση αυτή είναι η απόδειξη ότι τα παιδιά μπορούν να έχουν κάποια εμπλοκή με τους χάρτες σε μιά νεαρή ηλικία και ότι μπορούν να εισαχθούν σε χαρτογραφικές έννοιες, σταδιακά. Νευρολογικές μελέτες στα πρώτα χρόνια του εικοστού πρώτου αιώνα, δίνουν στοιχεία σχετικά με τη συνέχεια μεταξύ των νοητικών ικανοτήτων του ανθρώπου, όπως η προσοχή, η μνήμη και η μάθηση, όπως και οι αντίστοιχες  των άλλων ειδών των πρωτευόντων θηλαστικών, δίνοντας έτσι νέες δυνατότητες ανάπτυξης στη θεωρία των έμφυτων διαδικασιών.

Η θεωρία του Piaget
Η δεύτερη θεωρητική οπτική βασίζεται στο ότι η κατανόηση των χαρτών ακολουθεί τα στάδια της νοητικής εξέλιξης. Η θεωρία του Jean Piaget για την ψυχολογία της νοημοσύνης των παιδιών καθώς και η θεωρία των Jean Piaget και Barber Inhelder του τρόπου πρόσληψης του χώρου και της γεωμετρίας από τα παιδιά καθοδήγησαν την έρευνα σχετικά με τους χάρτες και τα παιδιά εδώ και σχεδόν τρεις δεκαετίες (από το 1970 και μετά).
Οι Piaget και Inhelder θεωρούν ότι η περιβαλλοντική προσαρμογή των παιδιών αναπτύσσεται σε μια σειρά συνεκτικών και ποιοτικά διαφορετικών σταδίων: το αισθησιοκινητικό, το προδιεργασιακό, των συνεκτικών διεργασιών, καθώς και το στάδιο των τυπικών διεργασιών. Στο αισθησιοκινητικό στάδιο, τα παιδιά (περίπου από τη γέννηση έως την ηλικία των 2 ετών) δεν έχουν καμία διανοητική λειτουργία, και μόνο στο τέλος αυτού του σταδίου αναπτύσσουν εσωτερικές αναπαραστάσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος. Στο προδιεργασιακό στάδιο, παιδιά (2 έως 7 ετών) δεν μπορούν να εστιάσουν τη σκέψη τους σε περισσότερα από ένα πράγματα. Αντιλαμβάνονται το χώρο με εγωκεντρική οπτική και κατανοούν μόνον τις τοπολογικές χωρικές σχέσεις. Γύρω στην ηλικία των 3-4 ετών, μπορούν να αναγνωρίσουν την ιδιότητα του σχήματος, τις πρώτες τοπολογικές χωρικές σχέσεις, τα ανοιχτά ή κλειστά σχήματα, αλλά δεν μπορούν να διακρίνουν τις διαφορές της μορφής μεταξύ κλειστών σχημάτων (διαφορά κύκλου από τετράγωνο). Δεν είναι σε θέση να σχεδιάσουν μιά ευθεία γραμμή. Με την ηλικία 5-6 ετών, αρχίζουν να διακρίνουν τη διαφορά μεταξύ ευθείας και καμπύλης γραμμής, το μέγεθος των γραμμών και των γωνιών (ευκλείδιες ιδιότητες), όμως, δεν μπορούν να διαχειριστούν ορόσημα σε ένα αντικειμενικό χωρικό σύνολο, να περιστρέψουν ένα επίπεδο κατά 180 μοίρες, να περιγράψουν τις μεταβολές της θέσης, και να ανακατασκευάσουν μια διαδρομή αντίστροφης κατεύθυνσης. Σε αυτό το στάδιο, δεν διατηρείται αντιληπτή η έννοια της συνολικής απόστασης μιάς διαδρομής και μόνο προς στο τέλος του τα παιδιά αρχίζουν να μαθαίνουν πώς να μετρούν ποιοτικά, χωρίς να συγκρίνουν άμεσα το μέγεθος με τη μονάδα μέτρησης. Στο στάδιο των συνεκτικών διεργασιών, παιδιά (από περίπου 7 έως 11 ετών) μπορούν να χρησιμοποιήσουν ενέργειες (διανοητικές διαδικασίες), οι οποίες τα επιτρέπουν να ταξινομήσουν, να οργανώσουν τα αντικείμενα σε σειρά, και να κατανοήσουν τις προβολικές ιδιότητες του χώρου. Ωστόσο, παιδιά ηλικίας 7-9 ετών δεν είναι σε θέση να διαχειριστούν ένα σύστημα αναφοράς στο σύνολό του, ή να περιγράψουν μιά διαδρομή. Στην ηλικία των 7,5 ετών, αντιλαμβάνονται αποτελεσματικά την έννοια της απόστασης μεταξύ δύο αντικειμένων, και στην ηλικία των 8,5 ετών είναι σε θέση να μετρήσουν μονοδιάστατα μεγέθη με λειτουργικό τρόπο και εμπειρικά να προβούν σε δισδιάστατες μετρήσεις. Αντιλαμβάνονται, επίσης, την έννοια της έκτασης μιάς περιοχής. Παιδιά ηλικίας 9-11 ετών μπορούν να διαχειρίζονται ορόσημα και μεταβολές της θέσης, μπορούν να κατασκευάσουν ένα τοπογραφικό σχέδιο σε ένα σύστημα συντεταγμένων και έχουν μιά πλήρη εκτίμηση των δισδιάστατων και τρισδιάστατων μετρήσεων. Τέλος, κατά το στάδιο των τυπικών διεργασιών (άνω των 11-13 ετών), τα παιδιά είναι ικανά για αφηρημένη και λογική σκέψη, είναι σε θέση να κατανοήσουν τις ευκλείδειες ιδιότητες του χώρου, να καθορίζουν τις σχέσεις μεταξύ γραμμικών και επιφανειακών αντικειμένων και να αντιλαμβάνονται τους όγκους των αντικειμένων σε σχέση με τον περιβάλλοντα χώρο.
Σε κάθε στάδιο, οι διανοητικές ικανότητες των παιδιών είναι εν γένει σταθερές. Οι νοητικές δομές της γνώσης και της κατανόησης εξελίσσονται σε νέες μορφές, λόγω της πρόσληψης νέων εμπειριών και προσαρμογής σε νέες πληροφορίες. Τα τελευταία χρόνια, πολλοί ψυχολόγοι απορρίπτουν την αυθεντικότητα της θεωρίας του Piaget και κυρίως την ιδέα των ασυνεχών σταδίων εξέλιξης. Όσοι ασκούν αυτήν την κριτική, προβάλλουν το επιχείρημα ότι πολλές από τις δεξιότητες των παιδιών φαίνεται να αναπτύσσονται με σταδιακό και συνεχή τρόπο. Η διάκριση των χωρικών σχέσεων σε τοπολογικές, προβολικές και ευκλείδειες επικρίνονται καθώς δεν διευκολύνουν την ανάλυση της επιστημονικής σκέψης. Η θεωρία του Piaget υφίσταται την κριτική ότι εστιάζει στο ατομικό επίπεδο, αγνοώντας το σημαντικό ρόλο των κοινωνικών διαδικασιών που εμπλέκονται στη γνωσιακή ανάπτυξη. Ένα άλλο σημείο της επιχειρηματολογίας αυτής αναφέρεται στις επιπτώσεις της θεωρίας του Piaget ότι οι ενήλικες θα πρέπει να είναι απόλυτα ακριβείς στην αντίληψη του χώρου, διαπίστωση η οποία φαίνεται να είναι λανθασμένη.
Η θεωρία του Piaget είχε μεγάλη επίδραση στο παρελθόν στην έρευνα για την κατανόηση των χαρτών από τα παιδιά. Η προσέγγιση του Piaget στην κατανόηση των χαρτών δέχεται τη γνώση ως βασικό παράγοντα για την ανάπτυξη των χαρτογραφικών ικανοτήτων. Τα παιδιά δομούν ενεργά τη γνώση τους για τους χάρτες. Αυτή η δόμηση της γνώσης βασίζεται σε μια συνεχή αλληλεπίδραση μεταξύ των παιδιών και της σχετικής εμπειρίας. Η διαπίστωση αυτή αποτελεί ένα θεμελιώδες ζήτημα που υποστηρίζεται τόσο από θεωρητικές όσο και πειραματικές εργασίες επί του θέματος. Οι αντιληπτικές ικανότητες των παιδιών, σε κάθε στάδιο, αποτέλεσαν έναν οδηγό για την εισαγωγή των χαρτογραφικών εννοιών σταδιακά και ανάλογα με το βαθμό δυσκολίας τους. Οι πειραματικές εργασίες του Piaget στηρίχθηκαν σε γραφικές αναπαραστάσεων και χωρικά μοντέλα και βοήθησαν πολύ στην πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο τα παιδιά αντιλαμβάνονται το χώρο μέσα από χάρτες. Τα αποτελέσματα πολλών πειραματικών μελετών με παιδιά που χρησιμοποιούσαν χάρτες επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Piaget, ενώ σε ορισμένες πειραματικές μελέτες τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα παιδιά μπορούν να κάνουν ακόμη περισσότερα πράγματα  με τους χάρτες από όσα προτείνει η θεωρία του Piaget. Το 1989, οι Lyn Liben και Roger Downs στηριγμένοι στην προσέγγιση του Piaget -με κριτική όμως διάθεση- πρότειναν μιά εξελικτική προσέγγιση του τρόπου κατανόησης των χαρτών από τα παιδιά. Βασισμένοι σε πολλά πειράματα της δεκαετία του 1990, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η κατανόηση του χάρτη είναι μιά πολύπλοκη διαδικασία που εξελίσσεται προοδευτικά, ανάλογα με το γνωσιακό επίπεδο και την εμπειρία του ατόμου, και πρέπει να προσεγγίζεται τόσο από την οπτική της εξέλιξης όσο και από τη χαρτογραφική οπτική. Υποστηρίζουν, επίσης, ότι τα παιδιά είναι ικανά γιά ορισμένες μόνο χαρτογραφικές δραστηριότητες σε νεαρή ηλικία, αλλά οι χαρτογραφικές τους ικανότητες βελτιώνονται σιγά-σιγά σε ζητήματα που απαιτούν προχωρημένες χωρικές σκέψεις.

Η θεωρία του Vygotsky
Η τρίτη θεωρητική οπτική θεωρεί ότι ο κοινωνικός παράγοντας παίζει κεντρικό ρόλο στη χαρτογραφική κατανόηση. Μεταξύ των ψυχολόγων που επικρίνουν τον ατομικισμό της θεωρίας του Piaget είναι και ο Lev Vygotsky. Η θεωρία του για τη μαθησιακή και γνωσιακή εξέλιξη, όπως εκφράζεται στην εργασία του για τη σκέψη, τη γλώσσα και το νου στην κοινωνία, έχει προσφέρει τη θεωρητική βάση σε μελέτες σχετικές με την κατανόηση των χαρτών τα τελευταία χρόνια. Η σχέση μεταξύ των βιολογικών ριζών της συμπεριφοράς και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο κοινωνικό περιβάλλον είναι ένα κρίσιμο ζήτημα σε κάθε εξελικτική θεωρία. Ο Vygotsky χρησιμοποιεί ένα κομβικό σημείο στην προσέγγιση αυτής της σχέσης, το λειτουργικό σύστημα της μάθησης, το οποίο διαφοροποιεί τις έννοιες της μάθησης σε σχέση με τον τρόπο που ορίζονται σε άλλες θεωρίες. Πιο συγκεκριμένα, διακρίνει δύο είδη θεωρήσεων: τα αυθόρμητα αποτελέσματα της καθημερινής εμπειρίας και τα επιστημονικά αποτελέσματα της συστηματικής διαδικασίας της σχολικής μάθησης. Η πρώτη θεώρηση είναι συνεκτική και μη συστηματική, ενώ η δεύτερη είναι συστηματική και ιεραρχικά δομημένη. Υπάρχει ένα χάσμα μεταξύ των αυθόρμητων εννοιών (αυτοδιδαχή παιδιών) και επιστημονικών εννοιών (διδασκαλία από καθηγητές), το οποίο είναι μεγάλο σε πολύ μικρά παιδιά και σταδιακά συρρικνώνεται μετά από συστηματική εκπαίδευση. Οι επιστημονικές έννοιες είναι ευκολότερο να κατανοηθούν από τα παιδιά και είναι καλύτερο να τυποποιούνται κατά την εκπαιδευτική διαδικασία με τη βοήθεια εξασκημένων μαθητών ώστε στη συνέχεια να οδηγηθούν σε μια εκπαιδευτική διαδικασία με έναν μη συστηματικό τρόπο. Έτσι, σύμφωνα με τον Vygotsky, το σχολείο πρέπει να διαδραματίσει έναν κεντρικό ρόλο στη γνωσιακή εξέλιξη.
Έρευνες που έγιναν το 1989 και το 1991, απέδειξαν ότι η καθοδηγούμενη συμμετοχή μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της χωρικής σκέψης. Σε ερευνητικά πειράματα που έγιναν  το 1991, τα παιδιά είχαν τη δυνατότητα να οργανώσουν διαδρομές στο χάρτη πιο αποτελεσματικά όταν συνεργάζονταν με τους ενήλικες. Σε πειραματικές μελέτες, που έγιναν το 1998, παιδιά ηλικίας  12-13 ετών που συνεργάστηκαν σε ομάδες έδειξαν ελαφρώς καλύτερη κατανόηση των χαρτογραφικών εννοιών από αυτά που δούλεψαν ατομικά. Το 2000, οι θεωρήσεις του Vygotsky βρήκαν ευρεία αποδοχή στην επιστημονική κοινότητα καθώς αναγνωρίστηκε ότι οι απόψεις του διαδραμάτισαν σημαντικό ρόλο στις έρευνες για την πρόσληψη του χώρου. Επιπλέον σε μια μελέτη που έγινε το 2003, αναφέρεται ότι η συνεργατική διδασκαλία στην επίλυση χαρτογραφικών προβλημάτων αξίζει να διερευνηθεί περαιτέρω, παρόλο που η θεωρία του Vygotsky υπερτονίζει το ρόλο του κοινωνικού περιβάλλοντος στη νοητική ανάπτυξη.

Η γνωσιακή οπτική
Η τέταρτη θεωρητική οπτική της κατανόησης των χαρτών βασίζεται στις θεωρίες της γνωσιακής λειτουργίας που αναπτύχθηκαν την τελευταία δεκαετία του εικοστού αιώνα και εξελίσσονται έκτοτε συνεχώς. Στο πλαίσιο της αναπτυξιακής γνωσιακής νευροεπιστήμης, μελέτες από διαφορετικά επιστημονικά πεδία συμβάλλουν στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συντελούνται οι διεργασίες στον ανθρώπινο εγκέφαλο καθώς και οι νοητικές λειτουργίες. Η χρήση των ηλεκτροφυσιολογικών συστημάτων για την καταγραφή του ανθρώπινου εγκεφάλου άνοιξε νέους ορίζοντες στην κατανόηση της γνωσιακής ανάπτυξης. Οι τεχνικές «σάρωσης» του εγκέφαλου παρέχουν τη δυνατότητα να ειδωθεί ο εγκέφαλος σε δράση και να εντοπιστούν περιοχές του που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια διαφόρων δραστηριοτήτων. Αρκετές από τις περιοχές του εγκεφάλου φαίνεται να είναι προσανατολισμένες στη χωρική σκέψη και συνάγεται το συμπέρασμα ότι οι περιοχές αυτές αναπτύσσονται σε πολύ πρώιμη παιδική ηλικία, σε αντίθεση με ότι ήταν παραδεκτό στο παρελθόν. Με αναφορά  στις παραπάνω διαπιστώσεις, έχουν εκφραστεί προτάσεις για την έναρξη της διδασκαλίας της χαρτογραφίας σε παιδιά του νηπιαγωγείου.
Στο πλαίσιο της γνωσιακής οπτικής, υπάρχει και μια άλλη προσέγγιση σχετική με τον τρόπο κατανόησης των χαρτών με βάση τη θεωρία της επεξεργασίας των πληροφοριών. Οι προσεγγίσεις  της επεξεργασίας των πληροφοριών (που πρωτοεμφανίστηκαν στη δεκαετία του 1960) χρησιμοποιούν μοντέλα του ανθρώπινου γνωσιακού συστήματος που βασίζονται στις λειτουργίες των ηλεκτρονικών υπολογιστών, όπου το υλικό αντιπροσωπεύεται από την αντιληπτική και γνωσιακή συνιστώσα του ανθρώπινου συστήματος (οφθαλμοί και εγκέφαλος) και οι αλγόριθμοι από τις νοητικές δραστηριότητες που σχετίζονται με την πρόσληψη της έννοιας της επεξεργασίας των πληροφοριών (αντίληψη, κωδικοποίηση, αποθήκευση και χρήση για την επίλυση προβλημάτων). Ο κύριος στόχος αυτής της ψυχολογικής προσέγγισης είναι να περιγράψει τη φύση της σκέψης, το πώς το ανθρώπινο μυαλό αναπαριστά και διαχειρίζεται τις πληροφορίες, και πώς επεξεργάζεται και οργανώνει τη γνώση. Οι εξελικτικές αλλαγές που προτείνονται είναι σταδιακές και συνεχείς. Πράγματι,  δεν είναι σημαντικό μόνον αυτό που τα παιδιά γνωρίζουν, αντίθετα, σημασία έχει πώς οι γνωσιακές διαδικασίες μεταβάλλονται ανάλογα με την ηλικία και την εμπειρία. Τα παιδιά θεωρείται ότι δραστηριοποιούνται σε αλληλεπίδραση με το περιβάλλον, επειδή αντιλαμβάνονται αντικείμενα και γεγονότα και, στη συνέχεια, είναι ικανά να τα θυμούνται και να εξάγουν συμπεράσματα από αυτά.
Η χαρτογραφική οπτική για τη θεωρία επεξεργασίας των πληροφοριών αποτελεί μια σύγχρονη προσέγγιση. Τα πρώτα γνωσιακά μοντέλα που σχετίστηκαν με χαρτογραφικές έννοιες εμφανίστηκαν το 1985, οπότε και εμφανίστηκαν οι πρώτες προσπάθειες δόμησης της γνώσης που σχετίζεται με τις  χαρτογραφικές πληροφορίες. Στα ερευνητικά πειράματα αυτών των προσπαθειών χρησιμοποιήθηκαν διάφορα μοντέλα γνωσιακών δομών που σχετίζονται με τις δραστηριότητες των παιδιών με χάρτες. Η δύναμη της προσέγγισης αυτής είναι ότι προσφέρει διορατικότητα στη σκέψη των παιδιών ως προς το πώς να χειρίζονται τις πληροφορίες κατά τη χρήση των χαρτών. Από την άλλη πλευρά, η συγκεκριμένη οπτική προσεγγίζει τη διαδικασία της κατανόησης από ατομική άποψη, αγνοώντας τις κοινωνικές παραμέτρους που εμπλέκονται σε αυτήν.

Σύγχρονες οπτικές
Οι θεωρητικές οπτικές που περιγράφτηκαν στις προηγούμενες ενότητες για την κατανόηση των χαρτών διαφέρουν κυρίως ως προς το ποιό σημείο θεωρούν ως κυρίαρχο στην ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης. Η θεώρηση αυτή καθορίζει όχι μόνο κάθε θεωρητική θέση, αλλά και την πειραματική εργασία που καθοδηγούν. Όποια προσέγγιση και αν ακολουθηθεί σε μελλοντικές έρευνες, η επικρατούσα άποψη είναι ότι δεν υπάρχει ενιαία επιστημονική προσέγγιση ως προς το πώς τα παιδιά μαθαίνουν με τους χάρτες. Γιά την αντιμετώπιση του εκπαιδευτικού χαρτογραφικού υλικού από μιά κριτική σκοπιά καθώς και των χαρτών ως μέσων παραγωγής της γνώσης, η προσέγγιση πρέπει να είναι ολιστική, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι τα παιδιά είναι άτομα που αντιλαμβάνονται το γεωγραφικό χώρο και τις αναπαραστάσεις του διαμέσου των αισθήσεών τους, και την ίδια στιγμή, είναι μέλη μιας κοινωνίας, που αναπόφευκτα επηρεάζεται από το κοινωνικό περιβάλλον καθώς και από τις εκπαιδευτικές διαδικασίες. Μιά ανάλογη προσέγγιση για την ανάπτυξη του χώρου έχει προταθεί από την Nora Newcombe το 2000. H Newcombe υποστηρίζει ότι η προσέγγισή της περιλαμβάνει έμφυτα χαρακτηριστικά θεωρώντας την πρώιμη βρεφική ηλικία ως το σημείο εκκίνησης για τη χωρική ανάπτυξη, αλλά αρνείται ότι οι ικανότητες των βρεφών είναι τόσο θεμελιώδεις για τη χωρική ανάπτυξη, όπως υποστηρίζουν όσοι αποδέχονται μιά έμφυτη προσέγγιση, υποστηρίζει μιά διαδραστική προσέγγιση χωρίς να αποδέχεται τη θεωρία του Piaget, και συνδυάζει τις αλληλεπιδράσεις του παιδιού με τους εξειδικευμένους ενήλικες, αλλά, αρνείται τον κυρίαρχο ρόλο τους στην ανάπτυξη. Το έτος 1995, ο MacEachren προτείνει μια παρόμοια ολιστική προσέγγιση στην κατανόηση του χάρτη. Θεωρεί τους χάρτες ως χωρικές αναπαραστάσεις και υποστηρίζει ότι η έννοια της αναπαράστασης είναι θεμελιώδους σημασίας για όλες τις προσεγγίσεις που αφορούν τη χαρτογραφία. Σε μια λεπτομερή ανάλυσή του, προσεγγίζει τους  χάρτες σε πολλαπλά επίπεδα, δηλαδή, το λεξιλογικό, το σημειωτικό, το γνωστικό και το κοινωνικό.

Κατανόηση χωρικών αναπαραστάσεων

Χρήση μοντέλων
Σύμφωνα με τον Piaget, παιδιά ηλικίας 7 ετών αρχίζουν να εκτιμούν τα μοντέλα ως μιά αναπαράσταση. Πειραματικές μελέτες που έγιναν το 1991 με παιδιά ηλικίας μεταξύ 2,5 και 3 ετών διαπίστωσαν ότι τα παιδιά εκτιμούν τη συσχέτιση μεταξύ ενός δωματίου με το αντίστοιχο μοντέλο,ενώ έχουν μεγαλύτερη επιτυχία όταν το δωμάτιο είναι οικείο σε αυτά ή όταν το μοντέλο είναι μιά φωτογραφία ή ένα σχέδιο. Μιά άλλη μελέτη του ίδιου έτους δείχνει ότι τα πολύ μικρά παιδιά αναγνωρίζουν απλά μοναδικά αντικείμενα καθώς και τις αναπαραστάσεις τους σε ένα μοντέλο παρόλο που δεν το αντιλαμβάνονται ως μια μορφή αναπαράστασης. Άλλα πειράματα που έγιναν το 1997 δείχνουν ότι παιδιά από την ηλικία των 3 ετών είναι σε θέση να χρησιμοποιούν ένα μοντέλο για να εντοπίσουν μια συγκεκριμένη θέση. Το 2000, μια μελέτη ανασκόπησης καταλήγει στο συμπέρασμα ότι παιδιά ηλικίας μεγαλύτερης των 3 ετών θεωρούν ότι τα μοντέλα αποτελούν εργαλεία της σκέψης, γεγονός που υποδηλώνει ότι η χρήση τους απαιτεί περαιτέρω διερεύνηση.

Χρήση αεροφωτογραφιών
Οι αεροφωτογραφίες θεωρούνται ως αποτελεσματικό μέσο για την εισαγωγή των παιδιών στις χωρικές αναπαραστάσεις. Χωρίς να αποτελούν αφηρημένες και συμβολικές παραστάσεις, όπως είναι οι χάρτες, οι μεγάλης κλίμακας φωτογραφίες θυμίζουν με πιστότητα το γεωγραφικό χώρο. Με τη διαδικασία της φωτοερμηνείας, τα παιδιά μπορούν να εισαχθούν στην έννοια της θέασης της Γης από ψηλά. Τα αποτελέσματα των μάλλον λίγων σχετικών ερευνητικών πειραματικών μελετών με παιδιά προσχολικής ηλικίας που χρησιμοποιούν τις φωτογραφίες είναι αντιφατικά. Το 1970, αποτελέσματα ερευνητικών πειραμάτων με παιδιά ηλικίας  5-7 ετών έδειξαν ότι ενώ όλα ήταν σε θέση να αντιληφθούν ότι η φωτογραφία ήταν η όψη ενός τοπίου με θέαση από ψηλά, αναγνώριζαν όμως έναν περιορισμένο αριθμό χαρακτηριστικών. Το 1980, σε πειράματα με παιδιά ηλικίας 3-5 ετών κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα παιδιά ήταν σε θέση να αναγνωρίσουν πολλά χαρακτηριστικά από τις φωτογραφίες. Αντιφατικά αποτελέσματα έχουν προκύψει από μελέτες με παιδιά προσχολικής ηλικίας το 1991. Πολύ μικρά παιδιά ερμηνεύουν με επιτυχία φωτογραφίες πολύ μεγάλης κλίμακας που αναπαριστούν περιοχές γνωστές σε αυτά, όπως διαπιστώθηκε σε δύο μελέτες που έγιναν το 2002 και 2003. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα μικρά παιδιά βλέπουν τις αεροφωτογραφίες ως μια συλλογή χαρακτηριστικών του χώρου και όχι ως αναπαράστασή του. Σε πειράματα που έγιναν το 1971 με παιδιά ηλικίας 6-11 ετών, συνάγεται το συμπέρασμα ότι κάτω από την ηλικία των 9 ετών, τα παιδιά είχαν προβλήματα στην αναγνώριση των χαρακτηριστικών του χώρου, και μόνον τα μεγαλύτερα παιδιά ηλικίας 9-11 ετών ήταν σε θέση να προσδιορίσουν πολλά χαρακτηριστικά του χώρου. Ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, τα παιδιά αυτά ήταν σε θέση να εντοπίσουν, κυρίως, όσα χαρακτηριστικά του χώρου ήταν γνωστά σε αυτά και εκείνα των οποίων η εικόνα τους στη φωτογραφία ομοιάζει με την όψη της θέασης από το έδαφος. Ωστόσο, είναι δύσκολο να προσδιορίσον την έκταση της παριοχής που απεικονίζεται στη φωτογραφία. Δυσκολίες φαίνεται να υπάρχουν κατά τη χρήση φωτογραφιών μικρής κλίμακας. Μια πειραματική μελέτη που έγινε το 1983 έδειξε ότι πολλοί μαθητές ηλικίας 16 ετών, δεν μπορούσαν να συσχετίσουν με επιτυχία φωτογραφίες μικρής κλίμακας με τους αντίστοιχους χάρτες. Τα ίδια αποτελέσματα βρέθηκαν και σε άλλη μελέτη που έγινε το 1979, στην οποία μαθητές λυκείου ηλικίας 15-16 ετών είχαν δυσκολίες στη συσχέτιση πλάγιων αεροφωτογραφιών με τους αντίστοιχους χάρτες. Είναι φανερό ότι η σχέση μεταξύ παιδιών και αεροφωτογραφιών χρειάζεται μιά πιό συστηματική ερευνητική διερεύνηση στο μέλλον.

Κατανόηση των βασικών χαρακτηριστικών των χαρτών

Η επίτευξη της χαρτογραφικής κατανόησης έχει, ως προϋπόθεση, την κατανόηση των βασικών χαρακτηριστικών των χαρτών. Η κλίμακα, οι χαρτογραφικές προβολές, η γενίκευση και ο συμβολισμός είναι κοινά στοιχεία σε κάθε χάρτη και θεωρούνται ως βασικά χαρακτηριστικά των χαρτών. Δεδομένου ότι η χαρτογραφική παιδεία δεν είναι συστηματικά ενταγμένη στα σχολικά προγράμματα, δεν έχουν καταγραφεί κατηγορηματικά και σαφή αποτελέσματα που να αφορούν στον τρόπο κατανόησης αυτών των βασικών χαρτογραφικών εννοιών από τα παιδιά. Από την άλλη πλευρά, τα αποτελέσματα ορισμένων ερευνητικών πειραματικών μελετών έχουν δώσει κάποιες ενδείξεις όσον αφορά την κατανόηση από τα παιδιά των εννοιών που σχετίζονται με τα βασικά αυτά χαρακτηριστικά του χάρτη.

Κλίμακα
Η κλίμακα του χάρτη ορίζει την αναλογία μεταξύ των διαστάσεων του χάρτη και εκείνων της πραγματικότητας. Σύμφωνα με τον Piaget, η κατανόηση της κλίμακας επιτυγχάνεται με την κατανόηση της αναλογικότητας, έννοιες που προσλαμβάνονται στο εξελικτικό στάδιο των τυπικών διεργασιών. Ερευνητικές πειραματικές μελέτες, που έγιναν το 1999 δείχνουν ότι τα παιδιά σε ηλικία περίπου 3-4 ετών είναι σε θέση να κωδικοποιήσουν την έννοια της σχετικής απόστασης. Άλλα πειράματα που έγιναν  το 1996 δείχνουν ότι παιδιά ηλικίας 7 ετών υποπίπτουν σε ουσιώδη σφάλματα όταν ασχολούνται με προβλήματα σχετικά με την κλίμακα του χάρτη. Επίσης, σε άλλη μελέτη που έγινε το 1995, παιδιά ηλικίας 10 ετών όταν ασχολούνται με προβλήματα σχετικά με την κλίμακα του χάρτη μειονεκτούν συγκρινόμενα με τα παιδιά της ηλικιακής ομάδας των 11-13 ετών. Το 2000, μια μελέτη επανεξέτασης των παραπάνω ερευνητικών πειραμάτων δείχνει ότι η αντίφαση των αποτελεσμάτων οδηγεί σε επανεξέταση της άποψης του Piaget, δηλαδή, ότι η κλίμακα εξαρτάται από την πρόσληψη της έννοιας της αναλογικότητας. Η κλίμακα αναφέρεται στους χάρτες τόσο με αριθμητική αναγραφή όσο και μέσω γραφικών παραστάσεων. Οι γραφικές παραστάσεις της κλίμακας είναι πιο χρήσιμες για τα μικρά παιδιά όταν τους ζητηθεί να εκτιμήσουν αποστάσεις. Σε χάρτες που απευθύνονται σε παιδιά, οι διάφοροι τρόποι γραφικής παράστασης της κλίμακας υποστηρίζουν και διαφορετικά επίπεδα μάθησης. Σε μια μελέτη που έγινε το 1971, εντοπίστηκαν δυσκολίες και παρερμηνείες στη χρήση της γραφικής κλίμακας, όπως είναι: η σύγχυση μεταξύ διαφορετικών παραστάσεων της γραφικής κλίμακας σε διαφορετικούς χάρτες, η μεγαλύτερη δυσκολία στη μέτρηση μεγάλων αποστάσεων συγκρινόμενη με μικρότερες, η μη κατανόηση ότι το εξαγόμενο της μέτρησης αντιπροσωπεύει μια αληθινή απόσταση στο έδαφος και ότι αντιμετωπίζουν ιδιαίτερα προβλήματα εκείνα τα παιδιά που ζουν σε χώρες όπου οι μονάδες μέτρησης είναι διαφορετικές από εκείνες που παρουσιάζονται στην κλίμακα του χάρτη.

Xαρτογραφικές προβολές
Όπως είναι γνωστό, με τις χαρτογραφικές προβολές, η σφαιρική επιφάνεια της Γης μετατρέπεται σε ένα επίπεδο. Μια χαρτογραφική προβολή είναι μια μαθηματική σχέση που συνδέει τις γεωγραφικές συντεταγμένες (φ, λ) με τις επίπεδες συντεταγμένες (x, y). Όποια και αν είναι η μαθηματική σχέση που εφαρμόζεται στη διαδικασία του μετασχηματισμού μιας χαρτογραφικής προβολής, είναι αναπόφευκτες οι παραμορφώσεις. Οι παραμορφώσεις των γεωμετρικών σχέσεων στην επιφάνεια της σφαίρας (αποστάσεις, εμβαδά, γωνίες και διευθύνσεις), όταν προβάλλονται στο επίπεδο, μπορούν να ελεγχθούν με κατάλληλη επιλογή της χαρτογραφικής προβολής.
Η κατανόηση των χαρτογραφικών προβολών προϋποθέτει τη σχεδίαση των εικόνων του δικτύου των μεσημβρινών και παραλλήλων του χάρτη. Τα παιδιά πρέπει να είναι σε θέση να αναπαριστήσουν τη μορφή του δικτύου όταν αυτό προβάλλεται από διαφορετικές που προοπτικές όψεις. Έχοντας μεταδώσει αυτή τη γνώση, τα παιδιά είναι σε θέση πλέον να αξιολογήσουν τις διάφορες χαρτογραφικές προβολές, συγκρίνοντας τη γεωμετρία του δικτύου των μεσημβρινών και παραλλήλων που παρουσιάζεται στη σφαιρική επιφάνεια της  Γης με την εικόνα του στο χάρτη. Με σταδιακό τρόπο, αντιλαμβάνονται πως επηρεάζουν οι διαφορετικοί μετασχηματισμοί τη μορφή των ηπείρων, καθώς και τη σημασία της επιλογής των καταλληλότερων χαρτογραφικών προβολών για την κάλυψη των αναγκών ενός συγκεκριμένου χάρτη. Παιδιά ηλικίας 9-11 ετών (ανάλογα με τα διάφορα σχολικά προγράμματα), έχουν πλέον προσλάβει τις έννοιες: σφαιρικότητα της επιφάνειας της Γης, του Ισημερινού, των μεσημβρινών και παραλλήλων. Σύμφωνα με τις απόψεις του Piaget, τα παιδιά είναι σε θέση να χρησιμοποιούν τις συντεταγμένες σε ηλικία περίπου 8 ετών. Όμως, ορισμένες ερευνητικές μελέτες που βασίζονται σε πειράματα που έγιναν το 1965 αναφέρουν ότι παιδιά ηλικίας 10-14 χρόνων αντιμετωπίζουν σημαντικές δυσκολίες σε χαρτογραφικές δραστηριότητες που σχετίζονται με τη χρήση των συντεταγμένων. Η χρήση δυναμικών αναπαραστάσεις της υδρογείου συνδυασμένη με προοπτικές εικόνες της από διαφορετικές οπτικές γωνίες, καθώς και η προβολή της στο επίπεδο, μέσω διαφορετικών χαρτογραφικών προβολών μπορεί να είναι ένα ισχυρό εκπαιδευτικό εργαλείο για την εισαγωγή των παιδιών στις έννοιες αυτές.

Γενίκευση
Όλοι οι χάρτες είναι αφαιρετικές αναπαραστάσεις του πραγματικού κόσμου. Όσο η κλίμακα του χάρτη μικραίνει, μικραίνει αντίστοιχα και  η περιεκτικότητα της απεικονιζόμενης πληροφορίας. Οι πληροφορίες που απεικονίζονται σε κάθε χάρτη έχουν επιλεγεί σύμφωνα με την κλίμακα και το σκοπό του. Οι επιλεγείσες πληροφορίες αποτελούν αντικείμενο των διαδικασιών της γενίκευσης, οι οποίες είναι: η ταξινόμηση (διάταξη των χαρακτηριστικών βάσει των ιδιοτήτων τους), η απλοποίηση (απεικόνιση των σημαντικών χαρακτηριστικών και εξάλειψη των λεπτομερειών), η διόγκωση (ενίσχυση των σημαντικών χαρακτηριστικών), συμβολισμός (γραφική κωδικοποίηση της πληροφορίας), καθώς και η επαγωγή (εξαγωγή συμπεράσματος από τους συσχετισμούς μεταξύ των χαρακτηριστικών του χάρτη). Όλες οι διαδικασίες της γενίκευσης που επιτέλεσε ο χαρτογράφος, εκτός από εκείνες της επαγωγής για την οποία ο χρήστης είναι αυτός που εξάγει τις λογικές προεκτάσεις των απεικονιζόμενων στοιχείων, εξαρτώνται από το συμβολισμό. Ο βαθμός κατά τον οποίο  επηρεάζεται ο τρόπος που τα παιδιά ερμηνεύουν στους χάρτες τις γενικευμένες πληροφορίες δεν έχει μελετηθεί συστηματικά στη χαρτογραφική βιβλιογραφία. Από τις λίγες πειραματικές μελέτες που έγιναν κατά τη δεκαετία του 1970, υπάρχουν ενδείξεις ότι τα παιδιά της πρωτοβάθμιας και της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης προβαίνουν σε παρερμηνείες, νομίζοντας ότι αυτό που παρουσιάζεται στο χάρτη είναι το μόνο που υπάρχει στον πραγματικό κόσμο. Μια ερευνητική μελέτη, με χαρακτήρα ανασκόπησης που έγινε το 1998, επισημαίνει την ανάγκη εισαγωγής των παιδιών στην έννοια της γενίκευσης και στις διαδικασίες που εμπλέκονται σε αυτήν. Η γενίκευση είναι ένα βασικό βήμα για  την επιτυχή ερμηνεία του χάρτη.

Συμβολισμός
Οι χάρτες χρησιμοποιούν τα σύμβολα που υποκαθιστούν τα χαρακτηριστικά του πραγματικού κόσμου που απεικονίζουν. Από το 1967, όταν ο Jacques Bertin εισήγαγε τη σημειολογική προσέγγιση στο χαρτογραφικό συμβολισμό, οι χαρτογράφοι έχουν ακολουθήσει ένα συστηματικό τρόπο στο σχεδιασμό των συμβόλων, διαμορφώνοντας συγκεκριμένες  τυπολογίες για τις διάφορες κατηγορίες συμβόλων. Η οπτικές μεταβλητές (σχήμα, μέγεθος, προσανατολισμός, απόχρωση, ένταση, μοτίβο και υφή), αποτελούν τη βάση του σχεδιασμού των συμβόλων καθώς αναπαριστούν ποσοτικές και ποιοτικές μεταβολές των στοιχείων που απεικονίζονται στους χάρτες. Αν και η χρήση των οπτικών μεταβλητών στο σχεδιασμό των συμβόλων είναι σχεδόν μια τυπική διαδικασία, δεν θεωρείται προαπαιτούμενη γνώση για τη χρήση του χάρτη.
Σχετικά λίγα είναι γνωστά για το πώς τα μικρά παιδιά ερμηνεύουν σύμβολα σε χάρτες. Σύμφωνα με τον Piaget, τα παιδιά μπορούν να αναγνωρίσουν το σχήμα μετά την ηλικία των 3 ετών. Το 2000, ένας άλλος ερευνητής υπογράμμισε το γεγονός ότι τα παιδιά με την κατάλληλη καθοδήγηση μπορούν να εκτιμήσουν τη σχέση μεταξύ συμβόλου και αναφερόμενου σε ακόμα μικρότερη ηλικία. Υποστηρίζεται σε πολλά ερευνητικά πειράματα ότι τα παιδιά έχουν μεγαλύτερη δυσκολία στην κατανόηση των γεωμετρικών αλληλοσυσχετίσεων απ’ ό τι της αντιπροσωπευτικότητας των συμβόλων. Το 1996, σε σχετικά ερευνητικά πειράματα διαπιστώθηκε ότι παιδιά του νηπιαγωγείου παρουσιάζουν μεγάλη διαφοροποίηση στην ταυτοποίηση των συμβόλων. Τα παιδιά είναι σε θέση να προσδιορίσουν τη μεταβολή του σχήματος αλλά παρουσιάζουν δυσκολία στο να ονοματίσουν τα διάφορα χρώματα. Μπορούν εύκολα να αναγνωρίσουν εικονογραφικά και αφηρημένα γραμμικά σύμβολα, αλλά παρουσιάζουν δυσκολία στην αναγνώριση των σημειακών και επιφανειακών συμβόλων. Σε άλλα πειράματα, που έγιναν το 1996, μικρά παιδιά ηλικίας 5-7 ετών παρουσιάζουν προτίμηση στα εικονογραφικά σύμβολα ερμηνεύοντάς τα ταυτόχρονα με μεγαλύτερη ευκολία. Ορισμένα από τα παιδιά αυτά ήταν σε θέση να προσδιορίσουν αφηρημένα σύμβολα χρησιμοποιώντας το υπόμνημα του χάρτη. Η οπτική μεταβλητή του μεγέθους είναι εύκολα αναγνωρίσιμη από τα παιδιά. Η κατανόηση όμως του χρώματος, ως οπτική μεταβλητή, είναι διανοητικά πολύπλοκη, καθώς απαιτεί τη συσχέτιση του συγκεκριμένου χρώματος του συμβόλου με τα χαρακτηριστικά του απεικονιζόμενου αντικειμένου, μιά ικανότητα που βελτιώνεται με την ανάπτυξη του παιδιού. Το επίπεδο της γνώσης (εμπειρία) και το επίπεδο της ανάπτυξης (λεκτική ικανότητα και ικανότητα στη συγκέντρωση), αποτελούν τους σημαντικότερους παράγοντες στην ερμηνεία του συμβολισμού.
Τα παιδιά του δημοτικού σχολείου σταδιακά εκτίθενται σε χάρτες που απεικονίζουν αφηρημένα σύμβολα και στη χρήση του υπομνήματος του χάρτη. Η διαδικασία της ταυτοποίησης του συμβόλου αναγνωρίζοντάς  το στο υπόμνημα του χάρτη προϋποθέτει την απομνημόνευση των χαρακτηριστικών του συμβόλου και αποτελεί μιά διαδικασία που εξελίσσεται σταδιακά. Σχετικά πειράματα που έγιναν το 1984 δείχνουν ότι τα παιδιά κατανοούν σε πρώτη φάση όσα σύμβολα εκφράζουν ποιοτικές διαφορές και στη συνέχεια όσα εκφράζουν ποσοτικές διαφορές. Το μέγεθος είναι εύκολα αναγνωρίσιμο, ως οπτική μεταβλητή, αλλά είναι δύσκολο για τα παιδιά να ερμηνεύσουν αποτελεσματικά το μέγεθος των συμβόλων που το εμβαδόν τους είναι ανάλογο της ποσότητας που αντιπροσωπεύουν. Οι σχολικοί άτλαντες που απευθύνεται σε παιδιά μεγαλύτερα των 11 ετών περιλαμβάνουν θεματικούς χάρτες που απεικονίζουν τις ποσότητες που αναφέρονται σε σημεία, γραμμές, ή επιφάνειες. Όταν οι ποσότητες αναφέρονται σε μια επιφάνεια, τότε δημιουργείται μιά στατιστική επιφάνεια. Οι έννοιες της στατιστικής επιφάνειας, του λόγου και της αναλογικότητας είναι πολύ σημαντικές για τη θεματική χαρτογραφία καθώς είναι προαπαιτούμενες προϋποθέσεις της γνώσης για την κατανόηση θεματικών χαρτών, όπως είναι οι χάρτες κουκίδων, οι χωροπληθείς και οι ισαριθμικοί χάρτες που εμφανίζονται σχεδόν σε όλους τους σχολικούς άτλαντες. Ερευνητικά πειράματα που έγιναν το 2003 δείχνουν ότι οι μαθητές ακόμα και της τρίτης ή τέταρτης τάξης της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης δεν κατανοούν πλήρως τις έννοιες του λόγου και της αναλογικότητας.

Ανάγλυφο
Το ανάγλυφο μπορεί να απεικονιστεί σε χάρτες με διάφορες μεθόδους, όπως είναι τα σύμβολα της τυποποιημένης μορφής (μέθοδος που δεν αφορά μόνον τους πρώιμους χάρτες, αλλά χρησιμοποιείται και σήμερα στους χάρτες που απευθύνονται σε πολύ μικρά παιδιά), η γραμμοσκίαση (γραμμές που σχεδιάζονται κατά τη διεύθυνση της μέγιστης κλίσης), τη φωτοσκίαση, τις χρωματικές ζώνες, και τις ισοϋψείς. Το ανάγλυφο μπορεί επίσης να απεικονίζεται μέσω των προοπτικών εικονογραφικών χαρτών. Υπάρχουν δύο στόχοι στην απεικόνιση του ανάγλυφου: πρώτον, να οπτικοποιείτα αποτελεσματικά η μορφή του όταν ο χρήστης βλέπει το χάρτη ως σύνολο και, δεύτερον, να παρέχεται η ερμηνεία των υψομετρικών δεδομένων. Συνήθως, οι τρόποι αναπαράστασης που είναι αποτελεσματικοί για την οπτικοποίηση της μορφής του ανάγλυφου καθίστανται αναποτελεσματικοί ως προς την ερμηνεία των υψομετρικών δεδομένων. Η απεικόνιση με τις ισοϋψείς παρέχει μετρήσιμη πληροφορία, αλλά είναι φτωχή στην απεικόνιση της μορφής του ανάγλυφου. Η μέθοδος της φωτοσκίασης δίνει μια ρεαλιστική οπτική αναπαράσταση, αλλά δεν παρέχει τη δυνατότητα μέτρησης υψομετρικών δεδομένων. Οι σύγχρονοι τοπογραφικοί χάρτες αναπαριστούν το ανάγλυφο συνδυάζοντας τις ισοϋψείς αλλά και τη φωτοσκίαση ώστε να αναπαριστούν το ανάγλυφο με αποτελεσματικό τρόπο.
Σύμφωνα με τον Piaget, τα παιδιά είναι σε θέση να κατανοήσουν την αναπαράσταση του ανάγλυφου προ της ηλικίας των 9 ετών, όμως η κατανόηση της έννοιας των ισοϋψών διαμορφώνεται μετά την ηλικία των 11 ετών. Σε πειράματα που έγιναν το 1979, υποστηρίζεται ότι μόνο στην ηλικία των 11 ετών μπορεί τα παιδιά να ερμηνεύσουν τις απλές γεωμορφές. Αλλά ακόμη και για τους νεότερους μαθητές της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης παρουσιάζονται δυσκολίες κατά την εκτίμηση του ύψους και της ερμηνείας της μορφής του ανάγλυφου στις περιπτώσεις όπου οι ισοϋψείς δεν είναι κλειστές. Η απόδοσή τους βελτιώνεται με χάρτες όπου η διαμόρφωσης των ισοϋψών συνδυάζεται με χρωματικές ζώνες. Πειράματα που έγιναν το 1983, υποστηρίζουν ότι οι περιορισμοί στη γλωσσική ανάπτυξη φαίνεται να είναι ένα σοβαρό πρόβλημα στην κατανόηση του ανάγλυφου από τους χάρτες, δεδομένου ότι τα παιδιά δεν γνωρίζουν τους γεωγραφικούς όρους. Η κατανόηση των ισοϋψών φαίνεται να είναι, επίσης, ένα δύσκολο έργο. Η εκτίμηση της κλίσης του ανάγλυφου φαίνεται να είναι το ακόμα πιο δύσκολο έργο, ακόμη και για παιδιά ηλικίας 14 ετών, όπως αναφέρεται σε μελέτες που έγιναν το 1979 και 1989. Για τα μικρότερα παιδιά, τα τρισδιάστατα μοντέλα φαίνεται να είναι χρήσιμα για την εισαγωγή της έννοιας της επιφάνειας του ανάγλυφου, όπως αναφέρεται σε πειράματα που έγιναν το 1997. Οι τρισδιάστατες αναπαραστάσεις και οι εικονογραφικοί χάρτες είναι περισσότερο αποτελεσματικοί για μαθητές του δημοτικού σχολείου στην απεικόνιση των γεωμορφών.

Τα παιδιά ως χρήστες χαρτών την εποχή της τεχνολογίας της πληροφορικής

Συνιστώμενη βιβλιογραφία

Carswell, R. B., Leeuw, G. A. and Waters, N. M. (eds.) (1987). Atlases for schools. Cartographica, 24/1, Monograph 36.
Castner, H. W. (1990). Seeking New Horizons: A Perceptual Approach to Geographic Education. Montreal and Kingston: McGill-Queen’s University Press.
Cohen, R. M. (ed.) (1985). The Development of Spatial Cognition. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum.
Downs, R. M. and Stea, D. (eds.) (1973). Image and Environment: Cognitive Mapping and Spatial Behavior. Chicago, IL: Aldine.
Gersmehl, P. J. (2005). Teaching Geography. New York: The Guilford Press.
Golledge, R. G. (ed.) (1999). Wayfinding Behavior: Cognitive Mapping and Other Spatial Processes. Baltimore, MD: Johns Hopkins Press.
Kraak, M. J. and Brown, A. (2001). Web Cartography. London: Taylor and Francis.
Kraak, M. J. and Ormeling, F. J. (1996). Cartography: Visualization of Spatial Data. Harlow: Addison-Wesley-Longman.
Kosslyn, S. M. (1994). Image and Brain: The Resolution of the Imagery Debate. Cambridge, MA: MIT Press.
Liben, L. S. and Downs, R. M. (1989). Understanding maps as symbols: The development of map concepts in children. Advances in Child Development and Behavior 22, 145-201.
MacEachren, A. M. (1995). How Maps Work. Representation, Visualization, and Design. New York: The Guilford Press.
Newcombe, N. S. (2000). Making Space: The Development of Spatial Representation and Reasoning. Cambridge, MA: MIT Press
Wiegand, P. (2006). Learning and Teaching with Maps. London: Routledge.
Wood, C. H. and Keller, P. C. (eds.) (1996). Cartographic Design: Theoretical and Practical Perspectives. Chichester: Wiley