From Eye Fixations to Scientific Conceptual Learning: A Process Approach to the Refutation Text Effect

The thesis starts with the theoretical framework of the research work (Chapter 1). First, the studies that have investigated the relationship between conceptual change learning and text comprehension are introduced, as well as the two models of text comprehension that are particularly relevant to learning from the refutation text, the Construction-Integration (C-I) Model (Kintsch, 1988) and the Landscape Model (van den Broek, Risden, Fletcher, & Thurlow, 1996). Then, recent research that has dealt with the specific processing of refutation text (e.g., Kendeou & van den Broek, 2007) is reviewed. Finally, I described the use of eye movements in reading research, explaining how they represent an effective methodology to tap into the moment-to-moment online comprehension processes at discourse level (Hyönä, Lorch, & Rinck, 2003). Following, four studies are extensively presented (Chapters 2-5). The first was a study in which the usefulness and reliability of the eye-tracking methodology was tested, and initial evidence has been collected (Chapter 2). Findings from this study suggested that the refutation text assists readers to activate their current conceptions during the initial text processing. A conceptual conflict may be perceived during refutation text reading (van den Broek & Kendeou, 2008), requiring an intentional cognitive effort to be resolved (Sinatra & Pintrich, 2003). Finally, learning from the refutation text was positively related to strategic reading: the quality, not the quantity, of reading is entailed in deep text comprehension. In other words, it is crucial how the reading time is spent. The second study has addressed the issue of whether the refutation text effect encompasses a series of sub-processes with different time courses (the “when” of the effect), taking place on different parts of the text (the “where” of the effect) and at different stages of reading (Chapter 3). This study provided evidence that the refutation text effect is not monolithic; rather, it represents a composite effect comprehending sub-processes that take place in different parts of the text and at different stages of reading. The third study has investigated the relationship between the refutation text effect and text processing during repeated exposure with text information. The aim of this study was to reveal that the refutation nature of a text alters the well-established (Hyönä & Niemi, 1990; Hyönä, 1995; Raney & Rayner, 1993, 1995) pattern of processing during repeated reading (Chapter 4). This study particularly showed that repetition benefits are, at least in part, strategic in nature. Finally, the fourth study has been focused on the readers’ verbal working memory capacity (Burton & Daneman, 2007; Daneman & Carpenter, 1980). Specifically, it has investigated, on the one hand, whether the effectiveness of the refutation text in promoting a stronger conceptual change would be different in readers with diverse working memory capacity (lower- and higher-span readers); on the other hand, whether refutation text processing at discourse level would vary as a function of the readers’ working memory capacity (Chapter 5). Findings from this study showed that the refutation text effect is mainly related to the co-activation (Kendeou & van den Broek, 2007) of incorrect and correct conceptions about the examined phenomenon. The refutation text also facilitates the processing of text information for both lower- and higher-span readers. Readers with a lower working memory capacity span learn more when interacting with the refutation text rather than with the standard one. The thesis concludes with a final chapter (Chapter 6), which presents a general discussion of the findings emerged across the studies and indicates some potential future direction of the research.

La tesi si apre con la cornice teorica del lavoro di ricerca (Capitolo 1). In questa prima parte sono anzitutto presentati gli studi sul rapporto fra cambiamento concettuale e comprensione del testo, e i due modelli di comprensione del testo più rilevanti per l’apprendimento dal testo confutazionale, il Construction-Integration (C-I) Model (Kintsch, 1988) e il Landscape Model (van den Broek, Risden, Fletcher, & Thurlow, 1996). Successivamente è stata introdotta la recente ricerca sull’elaborazione specifica del testo confutazionale (es., Kendeou & van den Broek, 2007), nonché l’uso dei movimenti oculari nella ricerca sulla lettura, descrivendo come essi rappresentino un’efficace metodologia per studiare i processi online di comprensione dal testo (Hyönä, Lorch, & Rinck, 2003). In seguito quattro studi sono presentati (Capitoli 2-5). Attraverso il primo studio si sono mostrate l’utilità e l’affidabilità della metodologia eye-tracking e sono stati raccolti risultati iniziali (Capitolo 2). Questi hanno suggerito come il testo confutazionale sostenga i lettori nell’attivazione delle proprie concezioni durante l’elaborazione iniziale del testo. Un conflitto concettuale può essere percepito durante la lettura del testo confutazionale (van den Broek & Kendeou, 2008), conflitto che richiede sforzo cognitivo per essere risolto (Sinatra & Pintrich, 2003). Infine, l’apprendimento dal testo confutazionale è risultato positivamente legato alla lettura strategica: la qualità, non la quantità della lettura influenza la comprensione profonda del testo. In altre parole, è cruciale come il tempo di lettura è speso. Il secondo studio (Capitolo 3) ha esaminato se l’effetto del testo confutazionale comprenda diversi sottoprocessi con decorsi temporali differenti (il “quando” dell’effetto) e se tali sottoprocessi avvengano durante la lettura di parti di testo differenti (il “dove” dell’effetto). Questo studio ha evidenziato come l’effetto del testo confutazionale non sia monolitico, ma rappresenti piuttosto un effetto composito comprendente sottoprocessi distinti che si verificano in momenti diversi della lettura di parti di testo differenti. Il terzo studio (Capitolo 4) ha analizzato la relazione fra l’effetto del testo confutazionale e l’elaborazione cognitiva durante le successive riletture di un testo scientifico. L’obiettivo di questo studio è stato di mostrare come il testo confutazionale influenzi il tipo di elaborazione durante le letture ripetute ampiamente descritto dalla ricerca (Hyönä & Niemi, 1990; Hyönä, 1995; Raney & Rayner, 1993, 1995). In particolare, lo studio ha messo in luce come il testo confutazionale riveli che il beneficio derivato dal rileggere sia, almeno parzialmente, di natura strategica. Il quarto studio (Capitolo 5) si è focalizzato sulla memoria di lavoro verbale dei lettori (Burton & Daneman, 2007; Daneman & Carpenter, 1980). Nella fattispecie, questo studio ha analizzato, da una parte, se l’efficacia del testo confutazionale nel promuovere il cambiamento concettuale sia influenzata dalla diversa capacità di memoria di lavoro verbale dei lettori (“low-” e “high-span”); dall’altra, se l’elaborazione del testo confutazionale vari a seconda della capacità di memoria di lavoro verbale. I risultati di questo studio hanno evidenziato come l’effetto del testo confutazionale sia principalmente legato alla co-attivazione (Kendeou & van den Broek, 2007) delle concezioni corrette e scorrette sull’argomento in esame. Inoltre, il testo confutazionale facilita sia i lettori con basso span sia quelli con span alto nell’elaborazione delle informazioni. Infine, i lettori con un più basso span di memoria di lavoro verbale apprendono di più dal testo confutazionale rispetto al testo non confutazionale. La tesi si chiude con un capitolo finale (Capitolo 6) in cui è presentata la discussione generale dei risultati emersi nei vari studi e sono indicate alcune possibili direzioni della ricerca futura.