Learner, text, and context factors on conceptual change in biology

This thesis investigated how instructional environments might be optimally designed for all students to restructure prior knowledge and learn counter-intuitive science concepts, referred to as conceptual change. Three independent variables were examined in relation to real-time cognitive processes and subsequent learning outcomes: a learner characteristic (students' beliefs about knowledge and knowing, or epistemic beliefs), a property of instructional texts (refutational text structures), and a variable of instructional contexts (reading goals). Fifty-one university students with misconceptions in biological evolution were classified as espousing either absolutistic or evaluativist epistemic beliefs. Participants were randomly assigned to receive a refutational or expository texts and a global comprehension or elaborative interrogation reading goal in a 2×2 nested design. Data on think aloud responses while reading and open-ended essays post-reading were collected. Results reveal that refutations enriched conceptual evolutionary knowledge but failed to foster restructuring of misconceptions. Epistemic beliefs were related to cognitive processing, with evaluativists adapting their processes according to instructional texts. Reading goals likewise enriched conceptual knowledge and did not revise misconceptions, but no interaction between assigned goals and epistemic beliefs was observed. Theoretical and practical implications are discussed.Cette thèse porte sur la manière dont les environnements pédagogiques pourraient être conçus de manière optimale pour tous les étudiants afin de restructurer les connaissances antérieures et d'apprendre des concepts scientifiques contre-intuitifs, appelés changement conceptuel. Trois variables indépendantes ont été examinées en relation aux processus cognitifs en temps réel et aux résultats d'apprentissage subséquents : une caractéristique des apprenants (les croyances des élèves sur les connaissances et le savoir, ou les croyances épistémiques), une propriété de textes pédagogiques (structures de texte réfutationnel), et une variable de contextes pédagogiques (objectifs de lecture). Cinquante-et-un étudiants de l'université avec des idées fausses sur l'évolution biologique ont été classés comme épousant soit des croyances absolutistes ou des croyances épistémiques évaluativistes. Les participants ont été assignés au hasard à recevoir un ou des textes réfutationnels ou descriptifs et une compréhension globale ou un objectif de lecture d'interrogation élaboratif dans une conception imbriquée de 2 × 2. Les données sur les pensées à haute voix pendant la lecture et des essais ouverts post-lecture ont été recueillies. Les résultats révèlent que les réfutations ont enrichi les connaissances des concepts évolutifs, mais ont échoué à favoriser la restructuration des idées fausses. Les croyances épistémiques étaient liées au traitement cognitif, avec des évaluativistes adaptant leurs processus en fonction de textes pédagogiques. Les objectifs de lecture, de même, ont enrichi la connaissance conceptuelle et n'ont pas corrigé les idées fausses, mais aucune interaction entre les objectifs assignés et les croyances épistémiques n'a été observée. Les implications théoriques et pratiques sont discutées