‘‘1 i n m m i i i m m m i i g i i i ; M I C H I G A N S 3 1 2 9 3 1 0 6 7 9 T h i s i s t o c e r t i f y t h a t t h e d i s s e r t a t i o n e n t i t l e d C O N C E P T U A L C H A N G E L E A R N I N G A N D S T U D E N T O F S C I E N C E T E X T S p r e s e n t e d b y K a t h l e e n J o h n s o n R o t h h a s b e e n a c c e p t e d t o w a r d s f u l f i l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r i L I B R A R Y M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i 1 1 7 _ _ . . P R O C E S S I N G D o c t o r o f P h i l o s o p h y d e g r e e i n T e a c h e r E d u c a t i o n M a x i / E d i M a j o r p r o f e s s o r D a t e M a y 1 5 , 1 9 8 5 C A L ? W D i s s e r t a t i o n D i r e c t o r M S U i s a n A f fi r m a t i v e A c t i o n / E q u a l O p p o r t u n i t y I n s t i t u t i o n 0 - 1 2 7 7 1 ‘ L b J _ — v B 1 R ‘ 1 J 5 A 3 R I a l E _ S . e R v R P r y E i e o T e m u U c o r N e r I i e N n c t G h o M o s d A o . b i r T k c E h R I d e F r c I A o k N L p o E S : t t o w u S m f i r t o ] b e c h a r g e d i f b o o k i s r e t u r n e d a f t e r t h e d a t e . s t a m p e d b e l o w . ” ' 7 " ‘ 7 9 M . 3 8 3 4 « 2 $ 3 3 3 7 ? ? ? " ; 2 ‘ 1 0 0 i ] 1 8 3 m ; o 8 9 9 ¢ W ' i t s " b t i t - 1 3 9 6 ' ? h ' r ’ u ' , ’ U 5 1 0 9 / . J " ( J i : f . I . - . i L . ‘ ‘ \ ‘ t o I n . } . \ r “ ' 9 ' t , . ' I i t , ; v 2 a ] . t . I . C O N C E P T U A L C H A N G E L E A R N I N G A N D S T U D E N T P R O C E S S I N G O F S C I E N C E T E X T S B Y K a t h l e e n J o h n s o n R o t h A D I S S E R T A T I O N S u b m i t t e d t o M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y i n p a r t i a l f u l f i l l m e n t o f t h e r e q u i r e m e n t s f o r t h e d e g r e e o f D O C T O R O F P H I L O S O P H Y D e p a r t m e n t o f T e a c h e r E d u c a t i o n 1 9 8 5 C o p y r i g h t b y K A T H L E E N J O H N S O N R O T H 1 9 8 5 A B S T R A C T C O N C E P T U A L C H A N G E L E A R N I N G A N D S T U D E N T P R O C E S S I N G O F S C I E N C E T E X T S B y K a t h l e e n J o h n s o n R o t h P r o b l e m A l t h o u g h t e x t b o o k - c e n t e r e d i n s t r u c t i o n c h a r a c t e r i z e s m o s t m i d d l e s c h o o l s c i e n c e t e a c h i n g , r e s e a r c h i n d i c a t e s t h a t s t u d e n t s a r e n o t l e a r n i n g a n d u n d e r - s t a n d i n g i m p o r t a n t s c i e n t i f i c c o n c e p t s f r o m s u c h i n s t r u c t i o n . G i v e n t h e p r o m i - n e n c e o f t h e t e x t b o o k i n s c i e n c e i n s t r u c t i o n , i t i s i m p o r t a n t t o u n d e r s t a n d w h y s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t i e s w i t h s c i e n c e t e x t b o o k s a n d t o f i n d w a y s o f h e l p i n g s t u d e n t s l e a r n e f f e c t i v e l y f r o m t e x t s . O b j e c t i v e s T o e x p l o r e s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t b o o k s , t h i s s t u d y i n v e s t i g a t e d t h e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s u s e d b y m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s a s t h e y r e a d a b o u t p h o t o s y n t h e s i s i n t h r e e d i f f e r e n t s c i e n c e t e x t s . O n e t e x t w a s a n e x p e r i m e n t a l o n e w r i t t e n t o c h a l l e n g e a n d c h a n g e s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p — t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h e o t h e r t w o t e x t s w e r e t r a d i t i o n a l t e x t s c o v e r i n g t h e s a m e c o n t e n t a s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . H o w f e a t u r e s o f e a c h t e x t i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n s a n d s t u d e n t s ' c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g w a s s t u d i e d . K a t h l e e n J o h n s o n R o t h M e t h o d o l o g y D a i l y i n t e r v i e w s w e r e u s e d t o t r a c e t h e t h i n k i n g o f e i g h t e e n s t u d e n t s a s t h e y r e a d o n e t e x t c h a p t e r o v e r a t h r e e d a y p e r i o d ( n = 6 f o r e a c h g r o u p ) . P r e - a n d p o s t t e s t s p r o v i d e d a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t l e a r n i n g . M a j o r R e s u l t s S i x d i f f e r e n t t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s w e r e i d e n t i f i e d . F i v e s t r a t e g i e s w e r e i n e f f e c t i v e i n h e l p i n g s t u d e n t s a p p r o p r i a t e l y c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d i n t e g r a t e t h e m w i t h t h e t e x t k n o w l e d g e . O n l y o n e s t r a t e g y w a s e f f e c t i v e i n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o s u c h c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . S i x o u t o f s e v e n s t u d e n t s u s i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t u s e d t h i s e f f e c t i v e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . T h u s , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n f l u e n c e d s t u d e n t s r a n g i n g i n r e a d i n g l e v e l s f r o m 3 . 4 t o p o s t h i g h s c h o o l t o u s e a n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y . I n c o n t r a s t , o n l y o n e s t u d e n t r e a d i n g f r o m a t r a d i t i o n a l t e x t u s e d t h i s e f f e c t i v e s t r a t e g y . F e a t u r e s o f e a c h t e x t t h a t i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n s w e r e i d e n t i f i e d . C o m p a r i s o n s o f l e a r n i n g o u t c o m e s a m o n g t h e t h r e e g r o u p s o f r e a d e r s s h o w e d t h a t s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e m u c h m o r e s u c c e s s f u l i n m a k i n g s e n s e o f t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h e s t u d y s u g g e s t s t h a t s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t i e s l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t s b e c a u s e t h e y u s e r e a d i n g s t r a t e g i e s t h a t f a i l t o h e l p t h e m a p p r o p r i a t e l y m o d i f y t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T e x t t h a t a d d r e s s e s s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s h e l p s s t u d e n t s u s e a r e a d i n g s t r a t e g y t h a t p e r m i t s m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e ‘ l e a r n i n g . D e d i c a t e d t o m y f a m i l y a n d f r i e n d s i i A C K N O W L E D G E M E N T S A l l o f t h o s e w h o h a v e r e a c h e d t h i s p o i n t i n t h e p a s t k n o w h o w w o n d e r f u l i t f e e l s t o b e f i n a l l y w r i t i n g t h e m o s t f r e q u e n t l y r e a d a n d m o s t m e a n i n g f u l p a r t o f t h e d i s s e r t a t i o n . T o a l l w h o h a v e h e l p e d m e a l o n g t h e w a y , I w a n t y o u t o k n o w t h a t m y g r e a t e s t s a t i s f a c t i o n i n ” b e i n g d o n e " i s b e i n g a b l e t o a c k n o w l e d g e t h e s h a r e d n a t u r e o f t h i s a c c o m p l i s h m e n t . T h i s d i s s e r t a t i o n i s n o t o n l y b y K a t h l e e n J . R o t h , a n d t h i s i s m y c h a n c e t o t h a n k m y l o n g l i s t o f c o - a u t h o r s . N o w , w h e r e t o s t a r t ? D u r i n g s o m a n y l o n g r u n s , d u r i n g s o m a n y l o n g h o u r s c o o p e d u p i n a n o f f i c e p o u r i n g o v e r d a t a o r r e a d i n g f r u s t r a t i n g l y r o u g h d r a f t s , m y m i n d h a s w a n d e r e d o f t e n t o t h o u g h t s o f e a c h o f y o u a n d w h a t I w o u l d w r i t e o n t h i s o c c a s i o n . S o m e w h e r e i n m y f i l e s , b u t i n a c c e s s i b l e t o d a y , a r e m a n y b i t s o f p a p e r s w i t h i d e a s c r e a t e d i n t h o s e d a y d r e a m i n g m o m e n t s . B u t t o d a y I h a v e d e c i d e d - - n o m o r e n o t e s , n o m o r e o u t l i n e s , n o m o r e d r a f t s ! T h i s o n e c o m e s s t r a i g h t f r o m t h e h e a r t . M y t h a n k s g o o u t t o e a c h o f y o u : T o B o b , w h o n e v e r l o s t c o n f i d e n c e i n o u r a b i l i t y t o r e a c h t h i s g o a l a n d t o a l s o m a i n t a i n a w a r m , l o v i n g f a m i l y l i f e . T h a n k s f o r a l w a y s b e i n g c e r t a i n t h a t w h a t I w a s d o i n g w a s w o r t h w h i l e a n d i m p o r t a n t . T o E v a n a n d K e l l y , w h o s e l o v e a n d e n t h u s i a s m f o r l i f e h e l p e d m e r e m e m b e r t h a t t h e r e a r e a l s o 5 3 3 2 ; : w o r t h w h i l e a n d i m p o r t a n t t h i n g s i n l i f e . T o m y p a r e n t s , w h o s e w o r d s , " Y o u c a n d o a n y t h i n g y o u p u t y o u r m i n d t o , " h a v e b e c o m e a s e l f - f u l f i l l i n g p r o p h e c y i n m y l i f e . T h a n k s f o r t r u s t i n g m y i i i d e c i s i o n s a s i m p o r t a n t o n e s , e v e n w h e n I k n o w t h e y s o m e t i m e s s e e m e d f o r e i g n t o y o u . T o B o b ' s p a r e n t s , w h o s e c o n c e r n a n d p a t i e n c e a r e m u c h a p p r e c i a t e d . T o m y m a n y f r i e n d s i n t h e 2 5 2 c o r r a l a n d o t h e r a s s o r t e d c u b i c l e s a t M . S . U . w h o h a v e s h a r e d m y u p s a n d d o w n s w i t h i n f i n i t e p a t i e n c e a n d c o n c e r n . Y o u r t h o u g h t f u l n e s s n e v e r f a i l s t o a s t o u n d m e . T o D e b , w h o i s a l w a y s t h e r e t o l i s t e n a n d t o g i v e . T h a n k s f o r a l w a y s b e i n g r e a d y w i t h q u e s t i o n s a n d a r g u m e n t s t h a t h e l p e d m e t a k e a f r e s h l o o k a t p r o b l e m s . M o s t w o u l d f i n d i t h a r d t o b e l i e v e h o w m u c h I t r e a s u r e t h e s c h o l a r l y ( a n d o t h e r w i s e ) c o n v e r s a t i o n s w e h a v e s h a r e d o n 6 : 3 0 A . M . e x e r c i s e b i k e r i d e s . T o S a u n d r a , w h o i s a l w a y s w i l l i n g t o l i s t e n a n d t o a s s u r e m e t h a t I m a k e p e r f e c t s e n s e ( e v e n w h e n I k n o w I d o n ' t ) . T h a n k s f o r h e l p i n g m e c o m f o r t a b l y u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e i n m y u n d e r s t a n d i n g o f w h a t f r i e n d s h i p i s a l l a b o u t . T o m y f r i e n d s w h o I h a v e s e e n l e s s o f l a t e l y , t h a n k s f o r u n d e r s t a n d i n g t h a t I s t i l l n e e d y o u . E s p e c i a l l y t o M a r i a n a n d B i l l - - y o u r S u n d a y b r u n c h e s f o r t h e R o t h s ( m i n u s K a t h y ) a r e j u s t o n e t i n y e x a m p l e o f t h e m a n y t h i n g s y o u ' v e d o n e s o l o v i n g l y t h a t h a v e h e l p e d m e f i n a l l y b e a b l e t o s a y : “ S e e , B i l l , I d i d i t ! " T o m y f r i e n d s a n d f a m i l y w h o a r e g e o g r a p h i c a l l y d i s t a n t b u t a l w a y s c l o s e i n m y t h o u g h t s , w i t h m y a p o l o g i e s t h a t m y a b s o r p t i o n i n d i s s e r t a t i o n w r i t i n g m e a n t I f e l l h o p e l e s s l y b e h i n d i n m y l e t t e r w r i t i n g . T o m y t e a c h e r s a n d a d v i s o r s a t M . S . U . - - i t w a s y o u r e x a m p l e a n d y o u r s h a r i n g o f y o u r t h i n k i n g t h a t c o n v i n c e d m e t o p u r s u e t h i s g o a l . I n p a r t i c u l a r , I w a n t t o t h a n k G e r r y D u f f y a n d J i m S n o d d y f o r t h e i r h e l p b o t h a s i n s t r u c t o r s w h o h e l p e d s h a p e m y t h i n k i n g a b o u t r e a d i n g i n s t r u c t i o n a n d a s c o m m i t t e e m e m b e r s w h o h e l p e d m e s h a r p e n m y t h i n k i n g a b o u t t h i s s t u d y . T o E d S m i t h , m y a d v i s o r , w h o s e i n f l u e n c e o n m e f r o m t h e o n s e t o f m y p r o g r a m w a s c r i t i c a l i n h e l p i n g m e t u r n a t e n t a t i v e d e c i s i o n i n t o a d e f i n i t e o n e . I i v f e e l p r i v i l e g e d t o h a v e g o t t e n c l o s e e n o u g h t o y o u t o b e a b l e t o p i c k y o u r b r a i n , a n d I r e m a i n i n a w e o f y o u r t h i n k i n g a n d y o u r a b i l i t y t o c o n c e p t u a l i z e i d e a s a n d a n a l y z e p r o b l e m s . A n d , o f c o u r s e , t h e s t r e e t s o f M o n t r e a l w i l l n e v e r b e t h e s a m e i T o A n d y A n d e r s o n , m y d i s s e r t a t i o n d i r e c t o r , w h o n e v e r w a v e r e d i n h i s s u p p o r t b o t h a s a n a d v i s o r a n d a f r i e n d . I n h e l p i n g m e c o n c e p t u a l i z e a n d c a r r y o u t t h i s p r o j e c t , h e w a s a m o d e l t e a c h e r a n d s c h o l a r , i n t r o d u c i n g m e t o t h e j o y s a n d c h a l l e n g e s o f e d u c a t i o n a l r e s e a r c h a n d u n i v e r s i t y l i f e . A n d y , t h a n k s f o r b e i n g t h e i d e a l a d v i s o r - - f o r k n o w i n g w h e n I w a s r e a d y t o b e p u s h e d a n d c h a l l e n g e d a n d w h e n t o b a c k o f f , f o r a l w a y s l o o k i n g o u t f o r m y b e s t i n t e r e s t s , a n d f o r b e i n g w i l l i n g t o s p e n d m a n y u n p l a n n e d - f o r h o u r s t r y i n g t o c o n v i n c e m e t h a t w h a t I w a s d o i n g w a s w o r t h d o i n g . T o t h e I n s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g , I a m i n d e b t e d f o r b o t h f i n a n c i a l a n d i n t e l l e c t u a l s u p p o r t . T o t h e I n s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g s t a f f , I a m i n d e b t e d f o r m u c h t e c h n i c a l a s s i s t a n c e . I n p a r t i c u l a r , t h a n k s t o M a r y M o w r y f o r h e r h e l p i n s e e i n g t h a t i n t e r v i e w t r a n s c r i p t s a n d l a s t - m i n u t e c o n v e n t i o n p a p e r s g o t t y p e d q u i c k l y . T o t h e A s s o c i a t i o n o f A m e r i c a n P u b l i s h e r s , i n t h a n k s f o r t h e i r f i n a n c i a l s u p p o r t a t t h e o n s e t o f t h i s s t u d y a n d f o r d a n g l i n g d o l l a r s i n f r o n t o f m e u p o n c o m p l e t i o n o f t h i s d i s s e r t a t i o n . T o J u l i e B u l l e r , D e b H a a s e , a n d R a l p h R e i t z f o r t h e i r v e r y c a p a b l e a s s i s t a n c e i n c o n d u c t i n g s t u d e n t i n t e r v i e w s , e v e n w h e n i t m e a n t a d i s r u p t i o n t o t h e i r s c h e d u l e s . T o D i a n e H u m m e l , w h o s e t y p i n g p r o w e s s i n p r e p a r i n g t h i s m a n u s c r i p t e n a b l e d m e t o m e e t s e v e r a l d e a d l i n e s t h a t I d i d n o t d e s e r v e t o m a k e . T o N a n c y C o n r a d E v a n s w h o s o w i l l i n g l y s h a r e d h e r t h o u g h t s a n d h e r s t u d e n t s w i t h m e . I c o u l d n ' t h a v e a s k e d f o r a m o r e c o m f o r t a b l e , p r o f i t a b l e r e l a t i o n s h i p i n m y f i r s t e f f o r t a t w o r k i n g a s a r e s e a r c h e r i n c o l l a b o r a t i o n w i t h a t e a c h e r . T o C h r i s M a y e r w h o a l l o w e d m e t o d i s r u p t h e r u s u a l s c h e d u l e i n o r d e r t o e n a b l e h e r s t u d e n t s t o p a r t i c i p a t e i n t h i s s t u d y . T o a l l t h e s t u d e n t s w h o p a r t i c i p a t e d i n t h i s s t u d y a n d w h o t o o k t h e i r t a s k s o s e r i o u s l y . T A B L E O F C O N T E N T S P a g e L I S T O F T A B L E S x L I S T O F F I G U R E S x i i C H A P T E R O N E : I N T R O D U C T I O N 1 B a c k g r o u n d 1 S t a t e m e n t o f t h e P r o b l e m 8 A p p r o a c h t o t h e P r o b l e m 8 O b j e c t i v e s 9 O v e r v i e w o f t h e R e s e a r c h D e s i g n 1 0 A s s u m p t i o n s 1 0 L i m i t a t i o n s 1 1 O v e r v i e w o f t h e O r g a n i z a t i o n 1 3 C H A P T E R T W O : R E V I E W O F T H E L I T E R A T U R E 1 5 I n t r o d u c t i o n a n d O v e r v i e w 1 5 G e n e r a l T h e o r e t i c a l F r a m e w o r k f o r t h e S t u d y : L i n k i n g C o g n i - t i v e L e a r n i n g R e s e a r c h t o I n s t r u c t i o n a l P s y c h o l o g y 1 7 T h e N a t u r e o f M e a n i n g f u l L e a r n i n g 2 1 U s i n g S c h e m a T h e o r y t o U n d e r s t a n d S t u d e n t s ' D i f f i c u l t i e s i n A c h i e v i n g C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g i n S c i e n c e 3 0 I n s t r u c t i o n f o r C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g i n S c i e n c e 4 8 U s i n g S c h e m a T h e o r y t o U n d e r s t a n d S t u d e n t s ' R e a d i n g C o m p r e - h e n s i o n D i f f i c u l t i e s 6 5 S u m m a r y 8 8 C H A P T E R T H R E E : B A C K G R O U N D F O R T H E S T U D Y 9 1 O v e r v i e w 9 1 I n t r o d u c t i o n : S t u d y i n g t h e C o g n i t i v e L i v e s o f S t u d e n t s i n S c i e n c e C l a s s r o o m s 9 2 S t u d e n t s ' M i s c o n c e p t i o n s A b o u t F o o d f o r P l a n t s 9 3 D e s i g n i n g a T e x t t o A d d r e s s S t u d e n t s ' M i s c o n c e p t i o n s A b o u t F o o d f o r P l a n t s 1 0 2 P i l o t T e s t o f t h e E x p e r i m e n t a l T e x t i n a C l a s s r o o m 1 0 6 S u m m a r y 1 1 1 v i i T A B L E O F C O N T E N T S ( c o n t i n u e d ) C H A P T E R F O U R : M E T H O D S O v e r v i e w M a t e r i a l s P o p u l a t i o n D a t a C o l l e c t i o n P r o c e d u r e s D a t a A n a l y s i s P r o c e d u r e s S u m m a r y C H A P T E R F I V E : R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N O v e r v i e w o f t h e C h a p t e r I n t r o d u c t i o n : P a t t e r n s o f C o n c e p t u a l C h a n g e S t u d e n t s ' T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s C o m m o n F e a t u r e s o f t h e T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s S t r a t e g y O n e : O v e r r e l i a n c e o n P r i o r K n o w l e d g e i n O r d e r t o C o m p l e t e a S c h o o l T a s k S t r a t e g y T w o : O v e r r e l i a n c e o n W o r d s i n t h e T e x t i n O r d e r t o C o m p l e t e a S c h o o l T a s k S t r a t e g y T h r e e : O v e r r e l i a n c e o n U n r e l a t e d F a c t s i n t h e T e x t D u e t o a n A d d i t i o n N o t i o n o f L e a r n i n g S t r a t e g y F o u r : S e p a r a t i o n o f D i s c i p l i n a r y K n o w - l e d g e a n d R e a l - W o r l d K n o w l e d g e i n O r d e r f o r E a c h t o M a k e S e n s e S t r a t e g y F i v e : O v e r r e l i a n c e o n P r i o r K n o w l e d g e i n O r d e r t o M a k e S e n s e o f D i s c i p l i n a r y / T e x t K n o w l e d g e S t r a t e g y S i x : U s e o f T e x t K n o w l e d g e t o C h a n g e R e a l - W o r l d I d e a s S u m m a r y o f T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s H o w T e x t F e a t u r e s I n f l u e n c e d S t u d e n t s ' C h o i c e o f S t r a t e g y C o n c e p t s i n S c i e n c e M o d e r n S c i e n c e E x p e r i m e n t a l T e x t S u m m a r y o f T e x t F e a t u r e s a n d S t u d e n t s ' S t r a t e g y S e l e c t i o n s T h e E f f e c t s o f T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s a n d T e x t F e a t u r e s o n C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g T h e M e d i a t i n g R o l e o f S t u d e n t s ' S t r a t e g y S e l e c t i o n o n F i n a l L e a r n i n g O u t c o m e s C o m p a r i s o n s o f S t u d e n t L e a r n i n g A m o n g S t u d e n t s R e a d - i n g f r o m t h e T h r e e T e x t s S u m m a r y o f C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g O u t c o m e s v i i i P a g e 1 1 3 1 1 3 1 1 4 1 2 5 1 2 7 1 3 6 1 4 5 1 4 6 1 4 6 1 4 7 1 5 0 1 5 1 1 5 5 1 6 3 1 7 0 1 7 6 1 8 0 1 9 8 2 1 6 2 1 9 2 2 4 2 3 1 2 3 6 2 4 4 2 4 5 2 4 6 2 4 8 2 5 8 T A B L E O F C O N T E N T S ( c o n t i n u e d ) P a g e C H A P T E R S I X : C O N C L U S I O N S A N D I M P L I C A T I O N S 2 6 0 O v e r v i e w 2 6 0 S u m m a r y o f t h e F i n d i n g s o f t h e S t u d y 2 6 0 C o n c l u s i o n s 2 6 3 I m p l i c a t i o n s f o r R e s e a r c h 2 6 5 I m p l i c a t i o n s f o r T e x t b o o k D e v e l o p m e n t : C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t b o o k s 2 7 1 P o t e n t i a l V a l u e o f C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t s f o r S t u d e n t s 2 7 2 P o t e n t i a l V a l u e o f C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t s f o r T e a c h e r s 2 7 6 S u m m a r y 2 7 9 I m p l i c a t i o n s f o r T e a c h e r s 2 8 0 F i n a l C o m m e n t s 2 8 4 L I S T O F R E F E R E N C E S 2 8 6 A P P E N D I C E S A p p e n d i x A : E x p e r i m e n t a l T e x t 2 9 9 A p p e n d i x B : C o n c e p t s i n S c i e n c e 3 2 6 A p p e n d i x C : M o d e r n S c i e n c e 3 5 2 A p p e n d i x D : P r e - a n d P o s t t e s t 3 7 0 A p p e n d i x E : S t u d e n t A n s w e r s t o T w o I n t e r v i e w Q u e s t i o n s 3 7 8 i x T a b l e 1 . 1 2 . 1 3 . 1 3 . 2 4 . 1 4 . 2 4 . 3 4 . 5 5 . 1 5 . 2 5 . 3 5 . 5 5 . 6 5 . 7 5 . 8 L I S T O F T A B L E S M e a n S c o r e s ( P e r c e n t C o r r e c t ) o n N A E P S c i e n c e T e s t S t u d i e s o f S t u d e n t M i s c o n c e p t i o n s M i s c o n c e p t i o n s A b o u t P l a n t s a n d L i g h t a n d P l a n t s a n d F o o d P e r c e n t a g e o f S t u d e n t s U s i n g G o a l C o n c e p t s t o D e v e l o p F u n c t i o n a l E x p l a n a t i o n s o f T o m a t o S e e d P r o b l e m S u m m a r y o f t h e R e s e a r c h D e s i g n N u m b e r o f C o n c e p t i o n s P r e s e n t e d i n E a c h T e x t C o n c e r n i n g E a c h G o a l C o n c e p t R e a d a b i l i t y S c o r e s a n d W o r d L e n g t h o f t h e T h r e e T e x t s N u m b e r o f M i s c o n c e p t i o n s E x p l i c i t l y A d d r e s s e d i n E a c h T e x t S t u d e n t D a t a S t u d e n t s ' B e l i e f i n M i s c o n c e p t i o n s o r G o a l C o n c e p t i o n s o v e r a 5 — D a y P e r i o d T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s a n d S t u d e n t I n t e r v i e w R e - s p o n s e s C h a r a c t e r i s t i c o f E a c h S t r a t e g y T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s S t r a t e g i e s U s e d b y I n d i v i d u a l S t u d e n t s S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T e x t - K n o w l e d g e 1 s . R e a l - W o r l d K n o w l e d g e Q u e s t i o n s A b o u t T h e i r L e a r n i n g R e p e t i t i o n s o f G o a l s C o n c e p t s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e E x p l i c i t C o n t r a s t s B e t w e e n S t u d e n t s ' T h i n k i n g a n d S c i e n t i - f i c G o a l C o n c e p t i o n s i n E x p e r i m e n t a l T e x t - L e a r n i n g O u t c o m e s P a g e 4 1 9 9 1 0 9 1 1 4 1 1 7 1 1 9 1 2 4 1 2 6 1 4 8 1 5 6 2 1 7 2 2 0 2 2 2 2 2 5 2 3 7 2 4 7 L I S T O F T A B L E S ( c o n t i n u e d ) T a b l e 5 . 9 5 . 1 0 5 . 1 1 5 . 1 2 P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o G o a l C o n c e p t i o n s A d - d r e s s e d i n A l l T e x t s P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o C o m m o n M i s c o n c e p t i o n s P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o G o a l C o n c e p t i o n s E m - p h a s i z e d i n O n l y O n e o r T w o o f t h e T e x t s S t u d e n t s ' P r e d i c t i o n s a n d E x p l a n a t i o n s f o r T o m a t o S e e d E x p e r i m e n t ( i n % ' s ) x i P a g e 2 5 0 2 5 0 2 5 1 2 5 6 L I S T O F F I G U R E S F i g u r e P a g e 5 . 1 P a r k e r ' s V i e w o f F o o d f o r P l a n t s a n d P e o p l e 1 9 6 x i i C H A P T E R O N E I N T R O D U C T I O N I n o r d e r t o e x p l o r e w h y s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t y l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t b o o k s , t h i s s t u d y f o c u s e s o n u n d e r s t a n d i n g h o w s t u d e n t s ' t h i n k i n g i s i n f l u e n c e d b y d i f f e r e n t t y p e s o f s c i e n c e t e x t b o o k s . T h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t s c i e n c e t e x t s o n s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s a r e e x p l o r e d . T h e s t u d y a l s o d e v e 1 0 p s a n t m d e r s t a n d i n g o f s t r a t e g i e s t h a t s t u d e n t s u s e w h i l e r e a d i n g t e x t b o o k s a n d o f h o w d i f f e r e n t t y p e s o f t e x t i n f l u e n c e s t u d e n t t h i n k i n g . T h i s f i r s t c h a p t e r p r o v i d e s b o t h a n o v e r v i e w o f t h i s s t u d y a n d a p e r s p e c t i v e f o r l o o k i n g a t t h e s t u d y . T h e c h a p t e r b e g i n s w i t h a d i s c u s s i o n o f t h e b a c k g r o u n d r a t i o n a l e f o r t h e s t u d y w h i c h i s t h e n u s e d t o d e v e l o p t h e p r o b l e m s t a t e m e n t . T h e a p p r o a c h t o t h e p r o b l e m t h a t i s t a k e n i n t h i s s t u d y i s d e s c r i b e d , f o l l o w e d b y a b r i e f s t a t e m e n t o f t h e r e s e a r c h d e s i g n a n d a n o v e r v i e w o f t h e d e s i g n . T h e a s s u m p t i o n s a n d l i m i t a t i o n s o f t h e s t u d y a r e s t a t e d t o p r o v i d e a n a d d i t i o n a l f r a m e w o r k f o r L m d e r s t a n d i n g w h a t t h i s s t u d y i s a n d i s n o t a b o u t . B a c _ k g r o u n d A T e a c h e r ' s P e r s p e c t i v e T h i s s t u d y h a s i t s o r i g i n s i n o n e t e a c h e r ' s s t r u g g l e s w i t h t h e c l a s s r o o m u s e o f m i d d l e s c h o o l s c i e n c e t e x t b o o k s a n d a n u m b e r o f q u e s t i o n s r a i s e d b y t h e s e s t r u g g l e s : W h y d o s t u d e n t s h a v e s u c h d i f f i c u l t y l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t b o o k s ? D o e s i t m a t t e r w h i c h t e x t b o o k i s u s e d ? W h a t a r e t h e c r i t e r i a t h a t s h o u l d b e u s e d i n s e l e c t i n g a t e x t b o o k ? S h o u l d t h e t e x t b o o k a p p r o a c h t o t e a c h i n g s c i e n c e a t t h e m i d d l e s c h o o l l e v e l b e a b a n d o n e d i n f a v o r o f a n a c t i v i t y - o r i e n t e d a p p r o a c h ? O r a r e t h e r e s t r a t e g i e s t h a t c a n b e t a u g h t t o s t u d e n t s t h a t w i l l h e l p t h e m m a k e b e t t e r s e n s e o f t h e i r t e x t s ? I a m t h e t e a c h e r w h o w a s a s k i n g t h e s e q u e s t i o n s , a n d t h e f i r s t s t e p i n m y t r a n s f o r m a t i o n f r o m t e a c h e r t o i n v e s t i g a t o r b e g a n w i t h t r i a l a n d e r r o r e f f o r t s i n m y o w n c l a s s r o o m u s i n g t h e “ b e s t g u e s s " a p p r o a c h . S i n c e I w a s t e a c h i n g t w o g r a d e l e v e l s , m y p e r s o n a l s o l u t i o n t o t h e t e x t b o o k g s . a c t i v i t i e s a p p r o a c h w a s t o u s e a n a c t i v i t y a p p r o a c h w i t h t h e s e v e n t h g r a d e r s a n d t o i n t r o d u c e t h e t e x t b o o k i n t h e e i g h t h g r a d e . M y r a t i o n a l e w a s t h a t I s h o u l d f o c u s o n m o t i v a t i n g s t u d e n t s a n d o n h e l p i n g t h e m u n d e r s t a n d s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g i n t h e s e v e n t h g r a d e . T h e e i g h t h g r a d e c o u l d t h e n b e a t i m e t o t e a c h s t u d e n t s h o w t o b e c o m e m o r e i n d e p e n d e n t l e a r n e r s u s i n g a t e x t b o o k . B u t d e s p i t e t r y i n g a d i f f e r e n t t e x t b o o k e a c h y e a r , I a l w a y s f o u n d t h e e i g h t h g r a d e p r o g r a m t o b e p r o b l e m a t i c . S t u d e n t s w e r e n o t l e a r n i n g e f f e c t i v e l y f r o m t h e t e x t s . I c o n s t a n t l y f o t m d m y s e l f w o r k i n g a r o u n d t h e t e x t b o o k , f i n d i n g i t m o r e o f a h i n d r a n c e t h a n a h e l p i n t e r m s o f d e v e l o p i n g s t u d e n t u n d e r s t a n d i n g o f i m p o r t a n t c o n c e p t s . I t s e e m e d t h a t t h e o n l y p u r p o s e t h e t e x t w a s s e r v i n g w a s a s a s o u r c e o f e a s y - t o - a s s i g n h o m e w o r k a c t i v i t i e s . O b s e r v e r s o f m y t i m e - c o n s u m i n g e f f o r t s t o p l a n l e s s o n s t h a t w o u l d h e l p s t u d e n t s t m d e r s t a n d t h e c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t o f t e n s u g g e s t e d t h a t I g i v e m y s e l f a b r e a k : ” J u s t l e t t h e m r e a d t h e t e x t a n d a n s w e r t h e q u e s t i o n s i n t h e b o o k . ” M y r e l u c t a n c e t o d o t h i s ( a l t h o u g h i t d i d s o u n d t e m p t i n g ) s t e m m e d f r o m a k n o w l e d g e t h a t i t w o u l d b e a w a s t e o f t i m e . I k n e w s t u d e n t s w o u l d c o m p l e t e t h e a s s i g n m e n t w i t h o u t e n g a g i n g i n a n y m e a n i n g f u l t h i n k i n g a n d l e a r n i n g . T h e s e c o n c e r n s a b o u t s t u d e n t s ' f a i l u r e t o l e a r n f r o m t e x t l e d m e t o e n t e r g r a d u a t e s c h o o l w h e r e I e x p e c t e d t o f i n d a n s w e r s t o m y q u e s t i o n s . I n s t e a d , I f o u n d t h a t I w a s n o t a l o n e i n t h e p r o b l e m s I f a c e d . T h e N a t i o n a l P e r s p e c t i v e D e s p i t e t h e c u r r i c u l u m r e f o r m e f f o r t s o f t h e 1 9 6 0 ' s w h i c h p r o d u c e d c o m - p l e t e p a c k a g e s o f a c t i v i t y - b a s e d , t e x t b o o k - f r e e s c i e n c e i n s t r u c t i o n , t e x t b o o k - c e n t e r e d i n s t r u c t i o n c o n t i n u e s t o c h a r a c t e r i z e s c i e n c e t e a c h i n g i n t h e U n i t e d S t a t e s . I n a n a t i o n w i d e s u r v e y o f 3 2 6 s c h o o l d i s t r i c t s , f o r e x a m p l e , W e i s s ( 1 9 7 8 ) f o u n d t h a t t r a d i t i o n a l t e x t b o o k s w e r e u s e d i n 3 2 % o f K - 3 s c i e n c e c l a s s r o o m s a n d i n 5 4 % o f t h e 4 - 6 g r a d e c l a s s r o o m s i n h i s n a t i o n w i d e s u r v e y o f 3 2 6 s c h o o l d i s t r i c t s . I n c o n t r a s t , o n l y 2 % o f t h e K - 3 c l a s s e s a n d 1 0 % o f t h e 4 - 6 c l a s s e s u s e d a n y o f t h e a c t i v i t y - b a s e d c u r r i c u l a . C o b l e a n d R i c e ( 1 9 8 2 ) , i n a s u r v e y o f ' t h e m o s t e f f e c t i v e t e a c h e r s o f s c i e n c e i n g r a d e s K - 6 i n N o r t h C a r o l i n a " a l s o f o u n d t h e m a j o r i t y o f t e a c h e r s r e l y i n g o n a s i n g l e t e x t b o o k f o r t e a c h i n g s c i e n c e . T h e s e f i n d i n g s a r e s u p p o r t e d b y a s e r i e s o f c a s e s t u d i e s o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n i n e l e v e n s c h o o l d i s t r i c t s a c r o s s t h e c o u n t r y d o n e b y S t a k e a n d E a s l e y ( 1 9 7 8 ) . T h e y f o u n d t h a t , w h i l e m a n y e l e m e n t a r y c l a s s e s h a v e n o s c i e n c e a t a l l , m o s t t e a c h e r s w h o c o n d u c t s c i e n c e i n s t r u c t i o n r e l y a l m o s t e x c l u s i v e l y o n a t e x t b o o k . I n c l a s s r o o m s w h e r e s c i e n c e t e x t b o o k s a r e u s e d , t h e t e x t s o f t e n d e t e r m i n e w h a t i s t a u g h t a n d h o w i n f o r m a t i o n i s p r e s e n t e d t o s t u d e n t s . I n c l a s s r o o m s t u d i e s o f f i f t h g r a d e t e x t b o o k - c e n t e r e d i n s t r u c t i o n , f o r e x a m p l e , S m i t h ( 1 9 8 1 ) o b s e r v e d t h a t t h e t e x t b o o k l a r g e l y d e t e r m i n e d t h e c o n t e n t a n d f o r m o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n . S c i e n c e i n s t r u c t i o n i n t h e s e c l a s s r o o m s t y p i c a l l y f o l l o w e d a " r e a d a l o u d “ p a t t e r n . S t u d e n t s w o u l d t a k e t u r n s r e a d i n g s a l o u d a p a r a g r a p h o r t w o o f t h e t e x t . W h e n a q u e s t i o n w a s p o s e d i n t h e t e x t , t h e t e a c h e r w o u l d c a l l o n c h i l d r e n t o a n s w e r . M u c h c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n t i m e w a s f o u n d t o c o n s i s t o f s t u d e n t s r e a d i n g a t e x t b o o k a n d a n s w e r i n g q u e s t i o n s p o s e d b y t h e t e x t . W h e n t e x t b o o k s a r e u s e d i n t h i s w a y , t h e c o n t e n t , f o r m a n d o r g a n i z a t i o n o f t h e t e x t h e a v i l y i n f l u e n c e i n s t r u c t i o n a n d w h a t s t u d e n t s a r e l i k e l y t o l e a r n . H o w e v e r , t h e r e a r e m u l t i p l e s o u r c e s o f e v i d e n c e , i n c l u d i n g b o t h a c h i e v e - m e n t t e s t d a t a a n d c l a s s r o o m r e s e a r c h , t h a t i n d i c a t e s t u d e n t s i n t h e s e t e x t b o o k - c e n t e r e d c l a s s r o o m s a r e n o t l e a r n i n g a n d u n d e r s t a n d i n g i m p o r t a n t s c i e n t i f i c c o n c e p t s t h e y a r e t a u g h t . I t i s c l e a r t h a t a l t h o u g h t e x t b o o k s r e m a i n w i d e l y u s e d i n s c i e n c e t e a c h i n g , s t u d e n t s a r e h a v i n g d i f f i c u l t i e s l e a r n i n g f r o m t h e m . A c h i e v e m e n t t e s t e v i d e n c e o f l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s . S e v e r a l n a t i o n a l a c h i e v e m e n t t e s t m e a s u r e s i n s c i e n c e h a v e s h o w n t h a t s t u d e n t s a r e n o t l e a r n i n g s c i e n t i f i c c o n c e p t s s a t i s f a c t o r i l y ( N a t i o n a l R e s e a r c h C o u n c i l , 1 9 7 9 ; H u r d , 1 9 8 2 ; J o n e s , 1 9 8 1 ) . F o r e x a m p l e , s c i e n c e s c o r e s o n t h e N a t i o n a l A s s e s s m e n t o f E d u c a t i o n a l P r o g r e s s t e s t g i v e n t o 9 - , 1 3 — , a n d 1 7 - y e a r - o l d s i n 1 9 6 9 - 7 0 , 1 9 7 2 - 7 3 , 1 9 7 6 - 7 7 , a n d 1 9 8 1 - 8 2 h a v e s h o w n d e c l i n e w i t h e a c h a s s e s s m e n t ( N A E P , 1 9 7 8 a n d 1 9 7 9 ; H u e f t l e , R a k o w , a n d W e l c h , 1 9 8 3 ) . T h e r e s u l t s o f t h o s e t e s t s a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 1 . 1 . T h e s e r e s u l t s r e v e a l c o n s i s t e n t d e c l i n e s i n a c h i e v e m e n t , p a r t i c u l a r l y f o r t h e o l d e r s t u d e n t s w h o s e s c i e n c e k n o w l e d g e c o m e s m o r e f r o m s c h o o l a n d l e s s f r o m o t h e r s o u r c e s s u c h a s b o o k s , t e l e v i s i o n a n d p e r s o n a l e x p e r i e n c e . W h i l e t h e d o w n w a r d t r e n d i s c a u s e f o r c o n c e r n , e x a m i n a t i o n o f h o w s t u d e n t s p e r f o r m o n i n d i v i d u a l i t e m s s h o w e v e n m o r e r e a s o n f o r c o n c e r n . T h e q u e s t i o n s t h a t l a r g e n u m b e r s o f s t u d e n t s a r e m i s s i n g a r e g i t d i f f i c u l t ( A n d e r s o n a n d S m i t h , i n p r e s s ) . T h u s , t h e a c h i e v e m e n t t e s t r e s u l t s d o c u m e n t t h a t s t u d e n t s a r e n o t l e a r n i n g i m p o r t a n t s c i e n c e c o n c e p t s . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t t h i s i s t r u e b o t h i n c l a s s r o o m s w h e n a c t i v i t i e s a r e u s e d t o t e a c h s c i e n c e a n d i n c l a s s r o o m s w h e r e t h e t e x t b o o k i s t h e c e n t r a l t e a c h i n g t o o l . T h u s , s i m p l y a b a n d o n i n g t h e t e x t b o o k i n f a v o r o f a c t i v i t y - b a s e d p r o g r a m s i s n o t a s o l u t i o n t o t h e p r o b l e m . T a b l e 1 . 1 M e a n S c o r e s ( P e r c e n t C o r r e c t ) o n N A E P S c i e n c e T e s t A g e o f T y p e o f D A T E O F T E S T S t u d e n t s I t e m 1 9 6 9 - 7 0 1 9 7 2 - 7 3 1 9 7 6 - 7 7 1 9 8 1 - 8 2 9 C o n t e n t * * * * I n q u i r y * * 5 3 . 6 5 2 . 6 A t t i t u d e * * 6 7 . 0 6 6 . 4 1 3 C o n t e n t 5 5 . 2 5 3 . 5 ' " 5 2 . 8 ' ” 5 2 . 4 I n q u i r y * * 5 8 . 6 5 8 . 0 A t t i t u d e * * 5 7 . 7 5 5 . 1 * * 1 7 C o n t e n t 6 6 . 7 6 3 . 9 * * 6 1 . 7 * * 5 9 . 7 ‘ " I n q u i r y * * 7 2 . 2 6 9 . 6 * * A t t i t u d e * * 5 7 . 8 5 6 . 3 * N o d a t a c o l l e c t e d . " ' D e c l i n e f r o m p r e v i o u s t e s t a d m i n i s t r a t i o n w a s s t a t i s t i c a l l y s i g n i f i c a n t ( p g . 0 5 ) C l a s s r o o m e v i d e n c e o f l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s . C l a s s r o o m r e s e a r c h o n s c i e n c e i n s t r u c t i o n s u p p o r t t h e a c h i e v e m e n t t e s t d a t a , d e m o n s t r a t i n g t h a t s c i e n c e i n - s t r u c t i o n a n d s c i e n c e t e x t b o o k s a r e n o t s a t i s f a c t o r i l y h e l p i n g s t u d e n t s l e a r n t h e m a j o r s c i e n c e c o n c e p t s t h a t a r e p r e s e n t e d t o t h e m . F o r e x a m p l e , a f t e r 4 - 6 w e e k s o f i n s t r u c t i o n o n l i g h t a n d s e e i n g , o n l y 2 0 % o f 1 1 3 f i f t h g r a d e r s u s i n g a p o p u l a r s c i e n c e t e x t b o o k u n d e r s t o o d t h e b a s i c c o n c e p t s a b o u t h o w l i g h t e n a b l e s u s t o s e e ( A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 3 a ) . R e s e a r c h o n s t u d e n t s ' r e a d i n g o f s c i e n c e t e x t b o o k s , i n p a r t i c u l a r , h a s d e m o n s t r a t e d r e p e a t e d l y t h a t s c i e n c e t e x t b o o k s a r e d i f f i c u l t f o r c h i l d r e n t o u n d e r s t a n d . I n s t u d i e s b y S t a k e a n d E a s l e y ( 1 9 7 8 ) a n d b y C o b l e a n d R i c e ( 1 9 8 2 ) , f o r e x a m p l e , t e a c h e r s c o n s i s t e n t l y r e p o r t e d t h a t t h e i r t e x t b o o k s w e r e t o o d i f f i c u l t f o r t h e i r s t u d e n t s . M a n y s t u d i e s i n w h i c h r e a d a b i l i t y f o r m u l a e w e r e u s e d t o a s s e s s t h e d i f f i c u l t y o f t e x t s h a v e a l s o s h o w n t h a t s c i e n c e t e x t s a r e t o o d i f f i c u l t f o r s t u d e n t s ( M a l l i n s o n , 1 9 5 0 ; B e l d o n a n d L e e , 1 9 6 2 ; B r o w n , 1 9 6 5 ; C o r e y , 1 9 7 7 ; D a v i s , 1 9 7 8 ) . H o w e v e r , a t t e m p t s t o l o w e r t h e r e a d a b i l i t y o f s c i e n c e t e x t b o o k s b y s i m p l i f y i n g t h e v o c a b u l a r y l o a d a n d s h o r t e n i n g s e n t e n c e s h a v e o n l y c r e a t e d n e w c o m p r e h e n s i o n p r o b l e m s f o r s t u d e n t s ( D a v i s o n a n d K a n t o r , 1 9 8 2 ; A r m b r u s t e r a n d A n d e r s o n , 1 9 8 1 ) . T h u s , i t a p p e a r s t h a t t h e a s s u m p t i o n t h a t s t u d e n t s ' r e a d i n g d i f f i c u l t i e s c o u l d b e e x p l a i n e d l a r g e l y b y v o c a b u l a r y d e f i c i t s w a s t o o s i m p l i s t i c a n a n s w e r t o t h e p r o b l e m . A l t h o u g h m a n y s t u d i e s h a v e d o c u m e n t e d t h a t s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g e v e n s i m p l y w r i t t e n s c i e n c e t e x t b o o k s , f e w r e s e a r c h e r s h a v e r e a l l y e x p l o r e d w _ h y _ s t u d e n t s h a v e s u c h d i f f i c u l t i e s . I n s u m , t h e r e i s m u c h e v i d e n c e t o s u p p o r t b o t h t h e p r o m i n e n c e o f t e x t b o o k s i n s c i e n c e c l a s s r o o m s a n d s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s u s i n g t e x t b o o k s t o m a k e s e n s e o f s c i e n t i f i c c o n c e p t s . T e x t b o o k s r e m a i n w i d e l y u s e d b y t e a c h e r s d e g p i t _ e t h e d i f f i c u l t i e s s t u d e n t s h a v e l e a r n i n g f r o m t h e m . A l t h o u g h t h e r e i s w i d e s p r e a d a c k n o w l e d g e m e n t o f t h i s p r o b l e m , l i t t l e r e s e a r c h h a s f o c u s e d o n i d e n t i f y i n g t h e s o u r c e o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s w i t h s c i e n c e t e x t b o o k s . T h e S t u d e n t ' s P e r s p e c t i v e R e c e n t e v i d e n c e f r o m s t u d i e s i n s c i e n c e l e a r n i n g a n d f r o m s t u d i e s o f t e x t c o m p r e h e n s i o n s u g g e s t t h a t a n i m p o r t a n t s o u r c e o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s i n c o m p r e h e n d i n g t e x t m a y l i e i n t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e a d u l t s c i e n t i f i c e x p l a n a - t i o n o f p h e n o m e n a g i v e n i n t e x t b o o k s a n d t h e s t u d e n t s ' o w n w a y s o f e x p l a i n i n g t h e w o r l d . C h i l d r e n b e g i n t o d e v e l o p t h e i r o w n " t h e o r i e s ” a b o u t t h e w o r l d a s s o o n a s t h e y a r e b o r n ( P i a g e t , 1 9 2 9 ) . B y t h e t i m e t h e y b e g i n t o s t u d y s c i e n c e i n s c h o o l , m a n y o f t h e s e t h e o r i e s a r e q u i t e w e l l e n t r e n c h e d . T h e e x i s t e n c e o f s u c h n a i v e t h e o r i e s , o r m i s c o n c e p t i o n s , m a k e s l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t d o u b l y h a r d f o r m a n y s t u d e n t s . T h e y m u s t n o t o n l y r e c o g n i z e t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e i r o w n t h e o r i e s a n d t h o s e p r e s e n t e d i n t h e t e x t , t h e y m u s t a l s o g i v e u p w a y s o f u n d e r s t a n d i n g t h e w o r l d t h a t t h e y h a v e d e p e n d e d o n f o r y e a r s , a c c e p t t h a t t h e e v i d e n c e p r o v i d e d b y t h e i r s e n s e s h a s b e e n i n a c c u r a t e o r i n c o m p l e t e , a n d l e a r n n e w , m o r e a b s t r a c t e x p l a n a t i o n s o f h o w t h e w o r l d w o r k s . T h u s , l e a r n i n g a b o u t s c i e n c e i s n o t m e r e l y a p r o c e s s o f a d d i n g i n n e w k n o w l e d g e t o m e m o r y . I n s t e a d , m e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n o n l y b e a c h i e v e d i f s t u d e n t s 1 1 1 3 3 3 o r a b a n d o n t h e i r i n c o r r e c t p r i o r n o t i o n s . T h i s k i n d o f l e a r n i n g h a s b e e n c a l l e d c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g ( P o s n e r , S t r i k e , H e w s o n , a n d G e r t z o g , 1 9 8 2 ) . A s u b s t a n t i a l b o d y o f r e s e a r c h o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d t h e r o l e t h e s e m i s c o n c e p t i o n s p l a y i n s t u d e n t s ' l e a r n i n g i n s c i e n c e c l a s s r o o m s n o w e x i s t s . R e s e a r c h e r s h a v e b e g u n t o i d e n t i f y c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y c h i l d r e n o n a n u m b e r o f s p e c i f i c t o p i c s i n t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m - l i g h t a n d s e e i n g , g r a v i t y , m o t i o n , a n d o t h e r s . A d d i t i o n a l s t u d i e s h a v e d o c u m e n t e d t h a t s t u d e n t s c l i n g t o t h e s e m i s c o n c e p t i o n s d e s p i t e i n s t r u c t i o n , a n d t h a t t h e y f r e q u e n t l y d i s t o r t w h a t t h e t e a c h e r i s s a y i n g t o m a k e i t ” f i t ” t h e i r n a i v e t h e o r i e s . I n r e s p o n s e t o t h e s e f i n d i n g s , r e s e a r c h e r s h a v e p r o p o s e d c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l s o f i n s t r u c t i o n . I n c o n t r a s t w i t h t r a d i t i o n a l s c i e n c e i n s t r u c t i o n , t h e s e m o d e l s e m p h a s i z e t h e i m p o r t a n c e o f f i r s t e x p o s i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , o f m a k i n g s t u d e n t s a w a r e o f t h e c o n t r a s t b e t w e e n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s , o f c h a l l e n g i n g t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d c r e a t i n g c o n c e p t u a l c o n f l i c t t h r o u g h t h e u s e o f c a r e f u l l y p l a n n e d q u e s t i o n s a n d e x p e r i - m e n t s , a n d o f p r e s e n t i n g s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s t h a t w i l l m a k e s e n s e a n d b e c o n v i n c i n g t o s t u d e n t s h o l d i n g a l t e r n a t i v e , n a i v e t h e o r i e s . O n l y a f e w a t t e m p t s h a v e b e e n m a d e a t t e s t i n g t h i s t h i s m o d e l o f i n s t r u c t i o n i n c l a s s r o o m s . A f e w s t u d i e s s u g g e s t , h o w e v e r , t h a t t h i s m o d e l o f i n s t r u c t i o n h o l d s m u c h p r o m i s e f o r h e l p i n g s t u d e n t s m a k e b e t t e r s e n s e o f s c i e n t i f i c c o n c e p t s . S t a t e m e n t o f t h e P r o b l e m T h r e e d i f f e r e n t p e r s p e c t i v e s o n s c i e n c e t e a c h i n g a n d s t u d e n t s ' l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t b o o k s h a v e b e e n d e s c r i b e d - - a t e a c h e r ' s p e r s p e c t i v e , t h e n a t i o n a l p e r s p e c t i v e , a n d t h e s t u d e n t ' s p e r s p e c t i v e . T h e s e t h r e e d i f f e r e n t p e r s p e c t i v e s a l l c o n v e r g e o n a c r i t i c a l p r o b l e m i n s c i e n c e t e a c h i n g . T r a d i t i o n a l t e x t b o o k s a n d c u r r e n t m e t h o d s o f u s i n g t e x t b o o k s i n c l a s s r o o m t e a c h i n g a r e f a i l i n g t o h e l p s t u d e n t s u n d e r s t a n d i m p o r t a n t s c i e n c e c o n c e p t s . I n s p i t e o f t h i s , t h e t e x t b o o k r e m a i n s a p o p u l a r t e a c h i n g t o o l . G i v e n t h e p r o m i n e n c e o f t h e t e x t b o o k i n s c i e n c e i n s t r u c t i o n , a n u n d e r s t a n d - i n g o f t h e m o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s w i t h c o m p r e h e n s i o n o f s c i e n c e t e x t i s n e e d e d . I t s e e m s l i k e l y t h a t s t u d e n t s ' n a i v e t h e o r i e s , o r m i s c o n c e p t i o n s , a b o u t n a t u r a l p h e n o m e n a c o u l d r e p r e s e n t a n i m p o r t a n t s o u r c e o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t y i n u n d e r s t a n d i n g s c i e n c e t e x t s . T h i s i s t h e p r o b l e m t h a t t h i s s t u d y a d d r e s s e s . A p p r o a c h t o t h e P r o b l e m R e c e n t r e s e a r c h o n t h e c r i t i c a l r o l e t h a t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s p l a y i n s c i e n c e l e a r n i n g s u g g e s t s t h a t s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s l e a r n i n g f r o m t e x t s m a y b e e x p l a i n e d b y t h e p o w e r f u l e f f e c t o f t h e s e m i s c o n c e p t i o n s o n s t u d e n t t h i n k i n g a n d l e a r n i n g . T r a d i t i o n a l t e x t b o o k s , h o w e v e r , a r e n o t d e s i g n e d t o t a k e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s i n t o a c c o u n t . P r e v i o u s s t u d i e s o f s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t h a v e n o t e x p l o r e d t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e t e x t a n d t h e s t u d e n t s ' i n c o m i n g m i s c o n c e p t i o n s . T h u s , t h e b o d y o f r e s e a r c h o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s p r o v i d e s a n e w p e r s p e c t i v e f o r e x p l o r i n g t h e p r o b l e m o f s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t . T h i s s t u d y r e p r e s e n t s b o t h a n a t t e m p t t o e x p l a i n w h y s t u d e n t s a r e f a i l i n g t o l e a r n f r o m s c i e n c e t e x t s a s w e l l a s a n i n v e s t i g a t i o n o f w h e t h e r a t e x t b o o k d e s i g n e d u s i n g a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n c a n h e l p s t u d e n t s l e a r n m o r e s u c c e s s f u l l y f r o m t e x t t h a n t r a d i t i o n a l t e x t b o o k s . I t i s h y p o t h e s i z e d t h a t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s r e p r e s e n t a m a j o r s o u r c e o f d i f f i c u l t y i n l e a r n i n g f r o m t e x t a n d t h a t a t e x t d e s i g n e d t o h e l p s t u d e n t s o v e r c o m e t h i s d i f f i c u l t y s h o u l d r e s u l t i n i m p r o v e d s t u d e n t l e a r n i n g . T o t e s t o u t t h i s h y p o t h e s i s , k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d w a s u s e d t o d e v e l o p a n e x p e r i m e n t a l t e x t b o o k c h a p t e r t h a t f o l l o w e d a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n . T h e e f f e c t s o f t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t o n s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s a n d o n t h e i r l e a r n i n g a r e c o m p a r e d t o t h e e f f e c t s o f t w o c o m m e r c i a l t e x t s . T h e s e c o m m e r c i a l t e x t s c o v e r t h e s a m e s c i e n c e c o n t e n t b u t f o c u s o n l y o n p r o v i d i n g e x p l a n a t i o n s o f p h e n o m e n a f r o m t h e s c i e n t i s t s ' p e r s p e c t i v e . A s i m p l e c o m p a r i s o n o f l e a r n i n g o u t c o m e s o f s t u d e n t s r e a d i n g e a c h o f t h e t h r e e t e x t s w o u l d l i m i t t h e u s e f u l n e s s o f t h i s s t u d y a n d w o u l d n o t a d d r e s s t h e p r o b l e m o f i d e n t i f y i n g t h e s o u r c e s o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s i n l e a r n i n g f r o m t e x t . F o r e x a m p l e , l e a r n i n g o u t c o m e s a l o n e w o u l d n o t e x p l a i n 1 1 3 1 o n e t e x t o r g a n i z a - t i o n p r o v e d m o r e e f f e c t i v e t h a n a n o t h e r . T h e s t u d y a t t e m p t s t o d e v e l o p a t h o r o u g h u n d e r s t a n d i n g o f t h e i n t e r a c t i o n s a m o n g e a c h s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e ( i n c l u d i n g m i s c o n c e p t i o n s ) , t h e c o n t e n t o f t h e t e x t , a n d t h e s t u d e n t ' s t h i n k i n g w h i l e r e a d i n g t h e t e x t . O b j e c t i v e s T h e o v e r a l l o b j e c t i v e o f t h i s s t u d y i s t o e x p l o r e s t u d e n t s ' c o g n i t i v e p r o c e s s - i n g o f t h r e e d i f f e r e n t t e x t b o o k s , a l l c o v e r i n g t h e s a m e s u b j e c t m a t t e r i n o r d e r t o i d e n t i f y b o t h t h e e f f e c t i v e a n d i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s s t u d e n t s u s e t o p r o c e s s t e x t s a n d t o i d e n t i f y t h e f e a t u r e s o f t e x t t h a t i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s e l e c t i o n o f a t e x t - p r o c e s s i n g s t r a t e g y . A n i n t e r e s t i n t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p - t i o n s a n d t e x t c o n t e n t t h a t i s i n c o n f l i c t w i t h t h o s e m i s c o n c e p t i o n s u n d e r l i e s e a c h o f t h e r e s e a r c h o b j e c t i v e s . T h e s p e c i f i c r e s e a r c h o b j e c t i v e s a r e : 1 0 1 . T o i d e n t i f y t h e c o g n i t i v e r e a d i n g s t r a t e g i e s u s e d b y 1 8 m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s w h i l e r e a d i n g a c h a p t e r a b o u t p h o t o s y n t h e s i s i n o n e o f t w o t r a d i t i o n a l s c i e n c e t e x t s o r i n a n e x p e r i m e n t a l t e x t d e s i g n e d t o a d d r e s s s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . 2 . T o c o m p a r e t h e w a y c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a n d o t h e r f e a t u r e s o f t h e t w o t r a d i t i o n a l t e x t s a n d o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n f l u e n c e s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n . 3 . T o c o m p a r e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e t w o t r a d i t i o n a l t e x t s a n d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t e r m s o f s t u d e n t s ' c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . O v e r v i e w o f t h e R e s e a r c h D e s i g g T h e r e s e a r c h o b j e c t i v e s w e r e a d d r e s s e d b y a n i n - d e p t h s t u d y o f t h e r e a d i n g p r o c e s s e s u s e d b y 1 8 m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s a s t h e y r e a d f r o m t h r e e d i f f e r e n t t e x t s ( n = 6 f o r e a c h t e x t ) . E a c h t e x t c o v e r e d s i m i l a r c o n t e n t , f o c u s i n g o n t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . H o w e v e r , o n e o f t h e t e x t s w a s w r i t t e n b y t h e r e s e a r c h e r t o a d d r e s s a n d c h a l l e n g e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s o n t h i s t o p i c . T h e o t h e r t w o t e x t s w e r e t r a d i t i o n a l , c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t s t h a t p r e s e n t e d t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t s w i t h o u t r e f e r e n c e o r s e n s i t i v i t y t o s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . E a c h s t u d e n t r e a d o n e c o m p l e t e t e x t c h a p t e r o v e r a t h r e e - d a y p e r i o d . A f t e r e a c h d a y ' s r e a d i n g , t h e s t u d e n t w a s i n t e r v i e w e d . T h e i n t e r v i e w s w e r e d e s i g n e d t o t r a c e t h e s t u d e n t ' s t h i n k i n g a n d t o i d e n t i f y t h e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s u s e d b y t h e s t u d e n t . P r e t e s t s w e r e g i v e n p r i o r t o t h e s t u d y t o a s s e s s e a c h s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e , a n d i d e n t i c a l p o s t t e s t s w e r e g i v e n t h e d a y a f t e r t h e l a s t r e a d i n g s e s s i o n t o a s s e s s s t u d e n t l e a r n i n g . ' 3 A s s u m p t i o n s T h i s s t u d y i s b a s e d o n t h e a s s u m p t i o n t h a t o n e i m p o r t a n t g o a l o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n i s f o r s t u d e n t s t o u n d e r s t a n d s c i e n t i s t s ' c o n c e p t i o n s o f c e n t r a l c o n c e p t s ( i n t h i s c a s e , p h o t o s y n t h e s i s ) i n a w a y t h a t g o e s b e y o n d m e m o r i z a t i o n o f s c i e n t i f i c t e r m s a n d e x p l a n a t i o n s a n d r e p r e s e n t s a s e n s e - m a k i n g p r o c e s s . T h i s 1 1 v i e w o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n p l a c e s v a l u e o n h a v i n g s t u d e n t s u n d e r s t a n d h o w s c i e n t i s t s h a v e u s e d e v i d e n c e t o d e v e l o p e x p l a n a t i o n s o f n a t u r a l p h e n o m e n a t h a t a r e m o r e p o w e r f u l a n d u s e f u l t h a n e a r l i e r t h e o r i e s . I n c o n t r a s t w i t h ” d i s c o v e r y “ a p p r o a c h e s t o s c i e n c e i n s t r u c t i o n , t h i s v i e w o f s c i e n c e l e a r n i n g a r g u e s t h a t c h i l d r e n ' s t h i n k i n g a b o u t s c i e n t i f i c c o n c e p t s c a n b e e n r i c h e d b y p r e s e n t i n g i n f o r m a t i o n a b o u t w h a t s c i e n t i s t s c u r r e n t l y b e l i e v e a n d w h y t h o s e e x p l a n a t i o n s m a k e s e n s e a n d a r e u s e f u l . A n o t h e r c r i t i c a l a s s u m p t i o n o f t h e s t u d y i s t h a t a n u n d e r s t a n d i n g o f w h a t s t u d e n t s a r e t h i n k i n g d u r i n g i n s t r u c t i o n h a s i m p o r t a n t i n s t r u c t i o n a l i m p l i c a t i o n s a n d p r o v i d e s i n f o r m a t i o n t h a t w i l l b e h e l p f u l t o t e a c h e r s . I f s t u d e n t s ' t h i n k i n g d u r i n g t e x t b o o k r e a d i n g c a n b e e x p o s e d , f o r e x a m p l e , i t w i l l p r o v i d e i n s i g h t s t h a t h a v e i m p l i c a t i o n s f o r i m p r o v i n g c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n . T h u s , e v e n t h o u g h t h i s s t u d y f o c u s e s o n l y o n s t u d e n t - t e x t i n t e r a c t i o n s , t h e k n o w l e d g e g a i n e d f r o m e x p o s i n g s t u d e n t t h i n k i n g d u r i n g a c o m m o n i n s t r u c t i o n a l e v e n t , r e a d i n g o f t e x t , w i l l b e v a l u a b l e t o t e a c h e r s w h o d o n o t n o r m a l l y h a v e a c c e s s t o t h i s i n f o r m a t i o n . A t h i r d a s s u m p t i o n i s t h a t t h e a n s w e r s s t u d e n t s g i v e d u r i n g i n t e r v i e w s c a n b e u s e d t o u n d e r s t a n d w h a t s t u d e n t s a r e t h i n k i n g . I t i s a s s u m e d , f o r e x a m p l e , t h a t a s t u d e n t i s g i v i n g h i s / h e r b e s t e f f o r t a t r e c a l l i n g w h a t h a s b e e n r e a d a n d t h a t t h e s t u d e n t i s a n s w e r i n g q u e s t i o n s h o n e s t l y . " ( i L i m i t a t i o n s V A l t h o u g h t h i s s t u d y w i l l h a v e i m p o r t a n t c l a s s r o o m i m p l i c a t i o n s , t h i s i s n o t a c l a s s r o o m s t u d y . I n o r d e r t o p r o b e a s a c c u r a t e l y a s p o s s i b l e t h e i n f l u e n c e o f t e x t b o o k s o n s t u d e n t t h i n k i n g , t h e s t u d y l i m i t e d i t s i n v e s t i g a t i o n t o s t u d e n t - t e x t i n t e r a c t i o n s . T h e r e w a s n o t e a c h e r i n s t r u c t i o n i n v o l v e d . I n t h e l a r g e r s c o p e o f t h i n g s , t h e t e a c h e r - s t u d e n t - t e x t i n t e r a c t i o n i s o f i n t e r e s t . H o w e v e r , a n i n v e s t i g a - t i o n o f t h i s t h r e e - w a y i n t e r a c t i o n i n a p i l o t s t u d y c o n d u c t e d i n a r e g u l a r 1 2 c l a s s r o o m d e m o n s t r a t e d t h a t s t u d e n t s w e r e u n a b l e t o s e p a r a t e o u t h o w t h e t e x t c o n t r i b u t e d t o t h e i r l e a r n i n g a n d h o w t h e t e a c h e r ' s i n s t r u c t i o n c o n t r i b u t e d . W h i l e a g r e a t d e a l w a s l e a r n e d f r o m t h a t s t u d y a b o u t t h e i n f l u e n c e o f t h e t e x t o n t e a c h e r b e h a v i o r , v e r y l i t t l e w a s l e a r n e d f r o m t h a t s t u d y a b o u t £ 0 1 s t u d e n t s u s e t e x t s a n d w h y t h e y h a v e d i f f i c u l t i e s w i t h t h e m . T h u s , f o r t h e p r e s e n t s t u d y i t w a s d e c i d e d t o . l i m i t t h e t a s k e n v i r o n m e n t s o t h a t s t u d e n t s w o u l d b e a b l e t o g i v e b e t t e r r e p o r t s o f t h e i r t h i n k i n g a n d l e a r n i n g a s t h e y r e a d f r o m t e x t b o o k s . T h e s a m p l e s i z e o f t h i s s t u d y i s s m a l l . O n l y s i x s t u d e n t s r e a d e a c h t e x t ( t o t a l n = 1 8 ) . T h e s m a l l s a m p l e s i z e w a s n e c e s s i t a t e d b y t h e f o c u s o f t h e s t u d y o n u n d e r s t a n d i n g i n d e t a i l e a c h s t u d e n t ' s t h i n k i n g o v e r a 5 - d a y p e r i o d . W h i l e t h e s m a l l s a m p l e s i z e r e q u i r e s c a u t i o u s i n t e r p r e t a t i o n o f c o m p a r i s o n s b e t w e e n t h e t h r e e g r o u p s , i t i s t h e d a t a a b o u t s t u d e n t s ' t h i n k i n g a n d t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s t h a t i s o f m a j o r i n t e r e s t i n t h e s t u d y . T h u s , t h e m a i n g o a l i s t o t m d e r s t a n d £ 0 1 a n d w h y s t u d e n t s t h o u g h t a s t h e y r e a d t h e t e x t s . T h e s t u d y d o e s n o t c l a i m t o r e p r e s e n t a n a d e q u a t e s t a t i s t i c a l t e s t o f t h e r e s e a r c h q u e s t i o n s . I t i s a c k n o w l e d g e d t h a t t h e i n t e r v i e w p r o c e s s i t s e l f w i l l h a v e s o m e i n f l u e n c e o n s t u d e n t t h i n k i n g a n d i n a s e n s e c a n b e t h o u g h t o f a s i n s t r u c t i o n a l . F o r e x a m p l e , t h e i n t e r v i e w a s k s s t u d e n t s t o s u m m a r i z e w h a t t h e y h a v e r e a d , t o r e - r e a d k e y p a s s a g e s , t o e x p l a i n h o w t h e y a n s w e r e d q u e s t i o n s , e t c . S t u d e n t s d o n o t a l w a y s d o t h e s e t h i n g s s p o n t a n e o u s l y , a n d b e i n g a s k e d t o d o t h e s e t a s k s w i l l n o d o u b t i n f l u e n c e t h e i r t h i n k i n g a b o u t t h e s u b j e c t m a t t e r . I n f a c t , t h e s e a r e t h e k i n d s o f q u e s t i o n s t h a t g o o d t e a c h e r s o f t e n a s k . T h u s , i t i s l i k e l y t h a t i f s t u d e n t s w e r e a s k e d t o r e a d t h e t e x t s w i t h o u t b e i n g i n t e r v i e w e d , t h e y w o u l d n o t d o a s w e l l o n t h e p o s t t e s t s a s t h e s t u d e n t s w h o w e r e i n t e r v i e w e d . T h e s t u d y a t t e m p t s t o m i n i m i z e t h i s l i m i t a t i o n b y u s i n g t h e i d e n t i c a l i n t e r v i e w p r o t o c o l f o r a l l s t u d e n t s i n t h e s t u d y . 1 3 O v e r v i e w o f t h e O r g a n i z a t i o n T h i s r e p o r t i s d i v i d e d i n t o s i x c h a p t e r s . C h a p t e r O n e i n c l u d e s a b r i e f s t a t e m e n t o f t h e p r o b l e m a n d a d e f i n i t i o n o f t h e p u r p o s e s o f t h e s t u d y . C h a p t e r T w o p r o v i d e s a r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e t h a t p r o v i d e s t h e r a t i o n a l e a n d t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e s t u d y . H o w t h e s t u d y f i t s w i t h i n t h e f r a m e w o r k o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y a n d h o w i t d r a w s f r o m c o g n i t i v e r e s e a r c h i n b o t h s c i e n c e l e a r n i n g a n d r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n i s d e s c r i b e d . I n C h a p t e r T h r e e p r e v i o u s w o r k d o n e b y C h a r l e s W . A n d e r s o n , E d w a r d L . S m i t h , a n d m y s e l f i s d e s c r i b e d a s b a c k g r o u n d f o r t h e p r e s e n t s t u d y . T h e c h a p t e r i n c l u d e s a d i s c u s s i o n o f h o w t h e d e v e l o p m e n t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t g r e w o u t o f t h i s e a r l i e r w o r k . I n a d d i t i o n , a p i l o t t e s t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n c l a s s r o o m u s e i s d e s c r i b e d . C h a p t e r F o u r d e t a i l s t h e m e t h o d s u s e d i n t h e s t u d y . I n c l u d e d i n t h i s d i s c u s s i o n i s a r a t i o n a l e f o r t h e u s e o f d a t a c o l l e c t i o n p r o c e d u r e s t h a t w e r e u s e d t o a s s e s s s t u d e n t t h i n k i n g a n d p r o c e s s i n g o f t e x t . T h e r e s u l t s a n d d i s c u s s i o n o f t h e r e s u l t s a r e i n i n c l u d e d i n C h a p t e r F i v e . A f t e r a n i n i t i a l o v e r v i e w o f t h e p a t t e r n s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t h a t w e r e o b s e r v e d , t h e c h a p t e r i s d i v i d e d i n t o t h r e e s e c t i o n s . E a c h s e c t i o n d i s c u s s e s t h e f i n d i n g s r e l a t e d t o o n e r e s e a r c h o b j e c t i v e . F i r s t , t h e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s t h a t w e r e i d e n t i f i e d i n t h e s t u d y a r e p r e s e n t e d . C a s e s t u d y a n a l y s e s a c c o m p a n y t h e d e s c r i p t i o n o f e a c h s t r a t e g y . S e c o n d l y , h o w t h e f e a t u r e s o f t h e t h r e e t e x t s i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s e l e c t i o n o f r e a d i n g s t r a t e g i e s i s d i s c u s s e d . F i n a l l y , t h e e f f e c t s o f b o t h s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n a n d t e x t f e a t u r e s o n c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g o u t c o m e s a r e r e p o r t e d . C o m p a r i s o n s o f p o s t t e s t r e s u l t s a m o n g t h e t h r e e g r o u p s o f s t u d e n t s a r e m a d e . 1 4 I n t h e l a s t c h a p t e r , t h e f i n d i n g s a r e s u m m a r i z e d a n d c o n c l u s i o n s a r e d r a w n f r o m t h e f i n d i n g s . I m p l i c a t i o n s o f t h e s t u d y f o r r e s e a r c h , f o r t e x t b o o k d e v e l o p m e n t , a n d f o r t e a c h e r s a r e m a d e . C H A P T E R T W O R E V I E W O F T H E L I T E R A T U R E h i t r o d u c t i o n a n d O v e r v i e w B o t h a c h i e v e m e n t t e s t d a t a a n d c l a s s r o o m o b s e r v a t i o n a l d a t a c l e a r l y d e m o n s t r a t e t h a t m a n y s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t y m a k i n g s e n s e o f s c i e n c e i n s t r u c - t i o n . I n p a r t i c u l a r , s t u d e n t s o f t e n f a i l t o u n d e r s t a n d s c i e n c e t e x t b o o k s . I n s p i t e o f w i d e s p r e a d k n o w l e d g e t h a t s c i e n c e t e x t b o o k s a r e d i f f i c u l t f o r s t u d e n t s , t h e t e x t b o o k r e m a i n s a m o s t p o p u l a r t e a c h i n g t o o l . W h y a r e s t u d e n t s f a i l i n g t o u n d e r s t a n d t h e i r t e x t s , a n d w h a t c a n b e d o n e t o i m p r o v e t h e i r c h a n c e s o f l e a r n i n g f r o m t e x t ? T h e r e a r e a n u m b e r o f p e r s p e c t i v e s f r o m w h i c h t h i s p r o b l e m h a s b e e n i n v e s t i g a t e d i n t h e p a s t . M u c h e f f o r t , f o r e x a m p l e , h a s b e e n p u t i n t o s i m p l i f y i n g t h e v o c a b u l a r y l o a d a n d s e n t e n c e s t r u c t u r e o f t e x t b o o k s t o l o w e r r e a d a b i l i t y l e v e l s . A c c o r d i n g t o t h i s p e r s p e c t i v e , s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g s c i e n c e t e x t b e c a u s e t h e y a r e d e c o d i n g w o r d s t o o s l o w l y . W h i l e v o c a b u l a r y l o a d a n d s e n t e n c e l e n g t h a r e i m p o r t a n t f a c t o r s i n d e t e r m i n i n g r e a d i n g d i f f i c u l t y , r e c e n t s t u d i e s h a v e s h o w n t h a t s t u d e n t s s o m e t i m e s h a v e e v e n m o r e d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g ” s i m p l i f i e d " t e x t s ( D a v i s o n a n d K a n t o r , 1 9 8 2 ) . C l e a r l y , a l t e r i n g r e a d a b i l i t y s c o r e s o f t e x t s h a s n o t s o l v e d s t u d e n t s ' r e a d i n g d i f f i c u l t i e s . I n a d d i t i o n , t h i s a p p r o a c h t o t h e p r o b l e m h a s n o t p r o v i d e d t h e p s y c h o l o g i c a l i n s i g h t s t h a t c a n h e l p u s b e t t e r u n d e r s t a n d t h e r e a s o n s f o r s t u d e n t s ' r e a d i n g d i f f i c u l t i e s . R e c e n t r e s e a r c h i n c o g n i t i v e p s y c h o l o g y , h o w e v e r , d o e s p r o v i d e a w a y o f l o o k i n g a t s t u d e n t s ' l e a r n i n g t h a t p r o v i d e s i n s i g h t s i n t o w h y s t u d e n t s a r e f a i l i n g t o 1 5 1 6 p r o b l e m o f s t u d e n t l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t b y u s i n g a n a p p r o a c h b a s e d o n t w o r e l a t e d l i n e s o f r e s e a r c h t h a t h a v e g r o w n o u t o f t h e f i e l d o f c o g n i t i v e p s y c h o l o g y i n r e c e n t y e a r s . T h e s e a r e a ) s t u d i e s o f m i s c o n c e p t i o n s a n d c o n c e p t u a l c h a n g e i n s c i e n c e l e a r n i n g , a n d b ) s t u d i e s o f r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n b a s e d o n s c h e m a t h e o r y . T h e s e l i n e s o f r e s e a r c h p r o v i d e n e w t h e o r e t i c a l i n s i g h t s i n t o h o w s t u d e n t s c o m p r e h e n d a n d l e a r n f r o m t e x t . I n t h i s c h a p t e r , a r e v i e w o f t h e l i t e r a t u r e i s u s e d t o s h o w h o w t h i s s t u d y d r a w s f r o m a n d b u i l d s o n t h e s e t w o l i n e s o f r e s e a r c h t o a d d r e s s t h e r e s e a r c h p r o b l e m i n a n e w w a y w h i c h h o l d s m u c h p r o m i s e f o r i m p r o v i n g s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t . T h u s , t h e l i t e r a t u r e r e v i e w i s u s e d t o d e v e l o p a r a t i o n a l e a n d t h e o r e t i c a l b a s i s f o r t h e s t u d y . T h e r e v i e w f i r s t d e s c r i b e s a g e n e r a l t h e o r e t i c a l p e r s p e c t i v e f r o m w h i c h t h e s e i s s u e s a r e i n v e s t i g a t e d i n t h i s s t u d y . T h i s f r a m e w o r k i s o n e w h i c h d r a w s f r o m c o g n i t i v e s c i e n c e r e s e a r c h a n d s c h e m a t h e o r y b u t e x t e n d s t h a t r e s e a r c h b y l o o k i n g a t i s s u e s c r i t i c a l t o t h e d e v e l o p m e n t o f a n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y . T h i s g e n e r a l t h e o r e t i c a l o r i e n t a t i o n i s t h e n u s e d t o d e f i n e t h e k i n d o f m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g t h a t i s o f i n t e r e s t i n t h i s s t u d y . H o w s t u d e n t l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s i n s c i e n c e c a n b e u n d e r s t o o d f r o m t h a t p e r s p e c t i v e i s e x p l o r e d n e x t , a n d t h i s s e c t i o n i n c l u d e s a r e v i e w o f t h e p r o g r e s s i n d e v e l o p i n g a n d u s i n g c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l s o f i n s t r u c t i o n i n s c i e n c e t e a c h i n g . T h i s i s f o l l o w e d b y a r e v i e w o f s c h e m a - t h e o r y - b a s e d s t u d i e s i n v e s t i g a t i n g s t u d e n t s ' r e a d i n g c o m p r e h e n - s i o n d i f f i c u l t i e s . T h e c h a p t e r c o n c l u d e s w i t h a d i s c u s s i o n o f h o w i n s i g h t s f r o m t w o p r e s e n t l y q u i t e d i s t i n c t a r e a s o f s c h e m a - t h e o r y - b a s e d r e s e a r c h , s c i e n c e l e a r n i n g a n d r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n , a r e i n c o r p o r a t e d i n t o t h i s s t u d y . 1 7 G e n e r a l T h e o r e t i c a l F r a m e w o r k f o r t h e S t u d y : L i n k i n g C _ o g n i t i v e L e a r n i n g R e s e a r c h t o I n s t r u c t i o n a l P s y c h o l o g y a n i t i v e R e s e a r c h o n L e a r n i n j fi S c h e m a T h e o r y I n t h e p a s t , r e s e a r c h e r s i n v e s t i g a t i n g h o w p e o p l e l e a r n h a v e f o c u s e d o n b e h a v i o r a l a n a l y s e s o f w h a t p e o p l e a r e a b l e t o d o _ a _ . _ f _ t _ e £ a n i n s t r u c t i o n a l e p i s o d e . I n r e c e n t y e a r s , h o w e v e r , r e s e a r c h e r s l o o k i n g a t t h e p s y c h o l o g y o f l e a r n i n g , a n d l e a r n i n g f r o m t e x t i n p a r t i c u l a r , h a v e s h i f t e d t h e i r f o c u s t o a t t e m p t i n g t o u n d e r s t a n d t h e l e a r n e r ' s i n t e r n a l m e n t a l p r o c e s s e s g u _ r i _ g g i n s t r u c t i o n o r d u r i n g r e a d i n g o f t e x t . T h e s e c o g n i t i v e p s y c h o l o g i s t s h a v e e m p h a s i z e d t h a t l e a r n i n g i s a n a c t i v e p r o c e s s o n t h e p a r t o f t h e l e a r n e r . K n o w l e d g e i s n o t p u t i n t o t h e l e a r n e r s ' h e a d s ; r a t h e r , t h e l e a r n e r t a k e s i n f o r m a t i o n f r o m h i s / h e r e n v i r o n m e n t ( i n c l u d i n g t h e t e x t ) a n d c o n s t r u c t s h i s o w n i n t e r p r e t a t i o n a n d m e a n i n g s . T h e s t u d e n t s ' i n t e r p r e t a t i o n i s i n f l u e n c e d n o t o n l y b y t h e w o r d s i n a t e x t o r b y w h a t a t e a c h e r s a y s , i t i s a l s o s h a p e d b y t h e s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e a n d e x p e r i e n c e s . I n t h e c a s e o f r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n , r e a d i n g i s s e e n a s a c o n s t r u c t i v e , i n t e r a c t i v e p r o c e s s w h e r e w h a t i s i n t h e r e a d e r ' s h e a d i s u s e d t o m a k e s e n s e o f w h a t i s w r i t t e n o n t h e p a g e ( B r a n s f o r d a n d F r a n k s , 1 9 7 6 ; S c h a n k a n d A b e l s o n , 1 9 7 7 ; K i n t s c h , 1 9 7 4 ) . T h e r e a d e r c o m e s t o t e x t w i t h a w e a l t h o f i n f o r m a t i o n t h a t h a s b e e n g a t h e r e d f r o m p r i o r e x p e r i e n c e s a n d i n t e r a c t i o n s w i t h t h e e n v i r o n m e n t . T h e p e r s o n h a s a l r e a d y m a d e h i s / h e r s e n s e o f t h i s i n f o r m a t i o n b y o r g a n i z i n g i t i n t o m e m o r y c l u s t e r s c a l l e d s c h e m a t a . T h i s n o t i o n o f s c h e m a t a c a n b e t r a c e d b a c k t o t h e w o r k o f H e a d ( 1 9 2 0 ) , W o o d w o r t h ( 1 9 3 0 ) , a n d e s p e c i a l l y B a r t l e t t ( 1 9 3 2 ) , w h o s e s t u d i e s o f p r o s e m e m o r y l e d h i m t o t h e c o n c l u s i o n t h a t m e m o r y f o r a s t o r y c o n s i s t e d o f a s c h e m a o r p l o t f r a m e w o r k a l o n g w i t h a s s o c i a t e d d e t a i l s . S c h e m a t a a r e a s s o c i a t i o n a l n e t w o r k s t h a t a p e r s o n h a s d e v e l o p e d t o o r g a n i z e a n d s t r u c t u r e a p e r s o n a l v i e w o f t h e w o r l d . A s c h e m a i s a r e p r e s e n t a - t i o n a l n e t w o r k o f o b j e c t s , a c t i o n s , s i t u a t i o n s , e t c . , t h a t s h a r e s o m e c o m m o n 1 8 c o n t e x t . A s c h e m a m a y r e p r e s e n t a n y t h i n g f r o m t h e f e a t u r e s o f a f a c e ( P a l m e r , 1 9 7 5 ) t o t h e p r o t o t y p i c a l b e h a v i o r s o n e e n g a g e s i n g o i n g t o a r e s t a u r a n t ( S c h a n k a n d A b e l s o n , 1 9 7 5 ) . A s c h e m a i s t h u s a c l u s t e r o f k n o w l e d g e t h a t d e s c r i b e s a m o r e c o m p l e x a n d f r e q u e n t l y e n c o u n t e r e d c o n c e p t . T h o r n d y k e a n d H a y e s - R o t h ( 1 9 7 9 ) h a v e d r a w n f r o m t h e w o r k o f s e v e r a l r e s e a r c h e r s t o d e v e l o p t h e f o l l o w i n g l i s t o f c h a r a c t e r i s t i c s o f s c h e m a t a : l ) ' A s c h e m a r e p r e s e n t s a p r o t o t y p i c a l a b s t r a c t i o n o f t h e c o m p l e x c o n c e p t i t r e p r e s e n t s . " F o r e x a m p l e , a r e s t a u r a n t s c h e m a m i g h t i n c l u d e m e n u s , w a i t e r s , w a i t r e s s e s , a n d a h o s t e s s e v e n t h o u g h a p a r t i c u l a r r e s t a u r a n t m i s s i n g o n e o r m o r e o f t h e s e f e a t u r e s i s s t i l l a r e s t a u r a n t . 2 ) ” S c h e m a t a a r e i n d u c e d f r o m p a s t e x p e r i e n c e w i t h n u m e r o u s e x e m p l a r s o f t h e c o m p l e x c o n c e p t i t r e p r e s e n t s . " U s i n g t h e r e s t a u r a n t e x a m p l e , a p e r s o n w o u l d b u i l d u p t h e r e s t a u r a n t s c h e m a f r o m m a n y e x p e r i e n c e s e a t i n g i n r e s t a u r a n t s a s w e l l a s f r o m r e a d i n g a b o u t r e s t a u r a n t s , s e e i n g r e s t a u r a n t s i n m o v i e s , e t c . 3 ) " A s c h e m a c a n g u i d e t h e o r g a n i z a t i o n o f i n c o m i n g i n f o r m a t i o n i n t o c l u s t e r s o f k n o w l e d g e t h a t a r e ' i n s t a n t i a t i o n s ' o f t h e s c h e m a . “ F o r e x a m p l e , w h e n t h e w o r d r e s t a u r a n t i s r e a d i n a t e x t , t h e r e a d e r a c t i v a t e s a l l t h e a s s o c i a t i o n s i n h i s / h e r r e s t a u r a n t s c h e m a . 4 ) " W h e n o n e o f t h e c o n s t i t u e n t c o n c e p t s o f a s c h e m a i s m i s s i n g . . . , i t s f e a t u r e s c a n b e i n f e r r e d f r o m ' d e f a u l t ' v a l u e s i n t h e s c h e m a . ” T h u s , i f a s t o r y m e n t i o n s t h a t a r e s t a u r a n t c u s t o m e r l e f t a l a r g e t i p , w e m a y r e a s o n a b l y i n f e r t h a t t h e m e a l a n d s e r v i c e h a d b e e n g o o d . L e a r n i n g o r c o m p r e h e n s i o n , a c c o r d i n g t o s c h e m a t h e o r y , i n v o l v e s m a k i n g m o d i f i c a t i o n s t o t h e s e s c h e m a t a . I n F . S m i t h ' s ( 1 9 7 5 ) w o r d s , l e a r n i n g o r c o m p r e - h e n s i o n i n v o l v e s r e l a t i n g n e w e x p e r i e n c e s ( w o r d s i n a t e x t , f o r e x a m p l e ) t o w h a t t h e p e r s o n a l r e a d y k n o w s , i . e . , t o t h e p e r s o n ' s r e l e v a n t s c h e m a . A n e w w a i t e r i n a r e s t a u r a n t , f o r e x a m p l e , w i l l l e a r n a b o u t h o w t o w a i t o n p e o p l e i n t e r m s o f h i s e x i s t i n g r e s t a u r a n t s c h e m a . N o t o n l y w i l l n e w i n f o r m a t i o n b e a d d e d t o t h e s c h e m a ( h o w t o w r i t e o u t a n o r d e r i n s h o r t h a n d ) , b u t a l s o o l d i n f o r m a t i o n w i l l b e r e o r g a n i z e d ( t h e c h e f a n d t h e k i t c h e n s u d d e n l y t o t a k e m u c h h i g h e r p r i o r i t y i n t h e r e s t a u r a n t s c h e m a o f a w a i t e r ) , a n d l i n k s t o o t h e r s c h e m a t a w i l l b e c r e a t e d ( t h e 1 9 w a i t e r l e a r n s a l o t a b o u t p s y c h o l o g y b a s e d o n t i p p i n g p a t t e r n s ) . T h u s , l e a r n i n g i n v o l v e s t h e d e v e 1 0 p m e n t o f r i c h e r s c h e m a t a w i t h m o r e l i n k a g e s t o o t h e r r e l a t e d s c h e m a t a . L e a r n i n g i s c h a r a c t e r i z e d b y c h a n g i n g s t a t e s o f s c h e m a t a ( B r a n s f o r d , K i n t s c h a n d F r a n k s , 1 9 7 7 ) . C o g n i t i v e r e s e a r c h e r s h a v e u s e d s c h e m a t h e o r y t o i n v e s t i g a t e c o m p l e x f o r m s o f l e a r n i n g . S t u d i e s o f h o w b o t h e x p e r t s a n d n o v i c e s t h i n k a b o u t s u c h c o m p l e x t a s k s a s s o l v i n g p h y s i c s p r o b l e m s ( L a r k i n , M c D e r m o t t , S i m o n , a n d S i m o n , 1 9 8 1 ) o r p l a y i n g c h e s s ( D e G r o o t , 1 9 6 5 ) h a v e l e d t o a n e w u n d e r s t a n d i n g a b o u t t h e n a t u r e o f l e a r n i n g a n d a n e w a p p r e c i a t i o n f o r t h e r o l e t h a t p r i o r k n o w l e d g e p l a y s i n t h e l e a r n i n g p r o c e s s . F r o m c o m p a r i s o n s b e t w e e n n o v i c e s ' a n d e x p e r t s ' w a y s o f u n d e r s t a n d i n g , c o g n i t i v e p s y c h o l o g i s t s h a v e d e v e l o p e d a t h e o r y o f l e a r n i n g t h a t h a s i m p o r t a n t i m p l i c a t i o n s f o r c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n . U s i n g C fl n i t i v e R e s e a r c h t o D e v e l o p a n I n s t r u c t i o n a l P s y c h o l o g y B e f o r e t h e i m p l i c a t i o n s o f c o g n i t i v e r e s e a r c h a n d s c h e m a t h e o r y c a n b e u s e f u l h i t e a c h e r s ' d a i l y l e s s o n p l a n s , h o w e v e r , a g r e a t d e a l m o r e r e s e a r c h i s n e e d e d . I n r e s p o n s e t o t h i s n e e d , t h e r e h a s b e e n a g r o w i n g r e c o g n i t i o n o f t h e n e e d f o r f u s i n g c o g n i t i v e r e s e a r c h o n l e a r n i n g w i t h r e s e a r c h o n i n s t r u c t i o n a l l y r e l e v a n t i s s u e s ( R e s n i c k , 1 9 8 1 ; G l a s e r , 1 9 8 2 ; G l a s e r , P e l l e g r i n o a n d L e s g o l d , 1 9 7 8 ; S h u e l l , 1 9 8 0 ; C a l f e e , 1 9 8 1 ; G a l l a g h e r , 1 9 7 9 ; S h u l m a n , 1 9 7 4 , 1 9 8 1 ) . S u c h r e s e a r c h i s n e e d e d t o f i n d o u t w h e t h e r c o g n i t i v e s c i e n c e r e s e a r c h c a n b e u s e d t o u n d e r s t a n d s o m e o f t h e p r a c t i c a l p r o b l e m s f a c e d b y c l a s s r o o m t e a c h e r s . G l a s e r ( 1 9 8 2 ) , R e s n i c k ( 1 9 8 1 ) , a n d o t h e r s h a v e l a b e l l e d t h i s n e w f i e l d o f r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t , i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y , a n d t h e y h a v e p r O p o s e d t h a t t h e f o c u s o f s u c h r e s e a r c h b e p l a c e d o n u n d e r s t a n d i n g a n d f a c i l i t a t i n g c h a n g e s i n s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g a s t h e y m o v e f r o m n o v i c e t o e x p e r t . G l a s e r s u g g e s t s f o u r c o m p o n e n t s t h a t s h o u l d f r a m e s u c h r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t w o r k : 2 0 1 . I d e n t i f y i n g t h e n a t u r e o f c o m p e t e n t p e r f o r m a n c e . A n t m d e r s t a n d i n g o f b o t h t h e k n o w l e d g e a n d c o g n i t i v e s t r a t e g i e s u s e d b y i n d i v i d u a l s s k i l l e d i n a p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r d o m a i n i s e s s e n t i a l i n o r d e r t o d e f i n e i n s t r u c t i o n a l g o a l s . W h a t u n d e r s t a n d i n g d o w e w a n t s t u d e n t s t o d e v e l o p ? 2 . S p e c i f i c a t i o n o f t h e i n i t i a l s t a t e o f t h e l e a r n e r . S t u d e n t s e n t e r t h e i n s t r u c t i o n a l s e t t i n g w i t h u n d e r s t a n d i n g s t h a t c a n e i t h e r f a c i l i t a t e o r h i n d e r t h e l e a r n i n g o f s u b j e c t m a t t e r c o m p e t e n c e . K n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' g e n e r a l a n d s p e c i f i c s u b j e c t m a t t e r u n d e r s t a n d i n g s a n d a b o u t t h e i r w a y s o f u n d e r s t a n d i n g h o w t o l e a r n i n d i f f e r e n t s u b j e c t m a t t e r a r e a s m u s t b e u n d e r s t o o d i n o r d e r t o p l a n a p p r o p r i a t e i n s t r u c t i o n . 3 . I d e n t i f y i n g l e a r n M r a n s i t i o n p r o c e s s e s . W h a t c o n d i t i o n s f o r l e a r n i n g c a n b e u s e d t o f o s t e r s t u d e n t g r o w t h f r o m t h e i n i t i a l s t a t e t o c o m p e t e n t p e r f o r m a n c e ? W h a t k i n d s o f i n s t r u c t i o n a l a c t i v i t i e s a n d m a t e r i a l s w i l l f o s t e r l e a r n i n g ? 4 . A s s e s s m e n t a n d m o n i t o r i g . I n o r d e r t o a d j u s t i n s t r u c t i o n , a m e a n s o f a s s e s s m e n t i s n e e d e d t h a t c a n i d e n t i f y d i s c r e p a n c i e s b e t w e e n t h e d e s i r e d s t a t e a n d t h e s t a t e a s t u d e n t h a s r e a c h e d . T h i s r e q u i r e s d e t a i l e d k n o w l e d g e a b o u t t h e i n t e r m e d i a t e s t a t e s i n t h e a c q u i s i t i o n o f c o m p e t e n c e . ” T h e u s u a l t e s t s c o r e s t h a t p r o v i d e i n f o r m a t i o n o n l y a b o u t a n i n d i v i d u a l ' s r e l a t i v e s t a n d i n g i n a g r o u p o f l e a r n e r s ( l i k e p e r c e n t i l e r a n k s a n d o t h e r n o r m - r e f e r e n c e d m e a s u r e s ) w i l l n o t p r o v i d e t h e d e t a i l n e c e s s a r y f o r m a k i n g a p p r o p r i a t e d e c i s i o n s . “ W h a t i s n e e d e d a r e d i a g n o s t i c m e a s u r e s t h a t c a n " i d e n t i f y f a u l t y i n f o r m a t i o n s t r u c t u r e s a n d p r o c e d u r a l k n o w l e d g e t h a t c o n t r i b u t e t o i n c o r r e c t p e r f o r m a n c e " ( p . 3 0 1 ) . I n t h i s l i t e r a t u r e r e v i e w , t h e s e f o u r c o m p o n e n t s o f a n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o - l o g y w i l l b e u s e d t o d e m o n s t r a t e t h e p r o g r e s s i n m o v i n g f r o m t h e o r e t i c a l u n d e r s t a n d i n g s o f l e a r n i n g t o w a r d i n s t r u c t i o n a l l y u s e f u l u n d e r s t a n d i n g s o f l e a r n - i n g . I t w i l l b e s h o w n h o w e a r l i e r s t u d i e s h e l p e d d e v e l o p i m d e r s t a n d i n g s a b o u t t h e n a t u r e o f t h e c o m p e t e n t p e r f o r m a n c e a n d t h e i n i t i a l s t a t e o f t h e l e a r n e r , b o t h i n t h e a r e a o f s c i e n c e l e a r n i n g a n d i n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . T h e s e f o u n d a t i o n a l f r a m e w o r k s w e r e n e c e s s a r y p r e c u r s o r s t o e x p l o r a t i o n s o f s t u d e n t s ' t r a n s i t i o n p r o c e s s e s , t h e e f f e c t s o f i n s t r u c t i o n o n t h e s e t r a n s i t i o n s , a n d t h e i n t e r m e d i a t e c o g n i t i v e s t a t e s o f s t u d e n t s m o v i n g t o w a r d c o m p e t e n c e . T h e c u r r e n t s t u d y g o e s b e y o n d t h e f i r s t t w o c o m p o n e n t s a n d b e g i n s t o e x p l o r e c o m p o n e n t s t h r e e a n d f o u r o f G l a s e r ' s m o d e l . F o r e x a m p l e , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t u s e d i n t h e s t u d y r e p r e s e n t s a n e f f o r t t o t a k e k n o w l e d g e a b o u t 2 1 " t h e s t a t e o f c o m p e t e n c e t o b e a c h i e v e d " a n d a b o u t t h e ' i n i t i a l s t a t e o f t h e l e a r n e r " i n o r d e r t o ” s p e c i f y t h e c o n d i t i o n s n e c e s s a r y t o t r a n s f o r m t h e i n i t i a l s t a t e . ” A s s e s s m e n t o f s t u d e n t l e a r n i n g i n t h i s s t u d y f o c u s e s o n ' d i s c r e p a n c i e s b e t w e e n t h e d e s i r e d s t a t e a n d t h e s t a t e a s t u d e n t h a s r e a c h e d . ‘ T h u s , t h i s s t u d y c a n b e a p p r o p r i a t e l y f r a m e d a s a s t u d y i n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y . I t r e p r e s e n t s a s t e p t o w a r d l i n k i n g c o g n i t i v e s t u d i e s o f l e a r n i n g t o i n s t r u c t i o n a l s i t u a t i o n s . T h e N a t u r e o f M e a n i n g f u l L e a r n i n g I n t r o d u c t i o n A c r i t i c a l f e a t u r e o f t h i s s t u d y i s i t s e m p h a s i s o n t h e a s s e s s m e n t o f m e a n i n g f u l s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t . I n b u i l d i n g t h e r a t i o n a l e f o r t h i s f o c u s , I w i l l f i r s t d e s c r i b e w h a t I m e a n b y " m e a n i n g f u l ” l e a r n i n g f r o m m y p e r s p e c t i v e a s a t e a c h e r . F i n d i n g s f r o m s c h e m a t h e o r y r e s e a r c h w i l l t h e n b e u s e d t o d e f i n e m e a n i n g f u l l e a r n i n g , a n d i n v e s t i g a t i o n s o f l e a r n i n g i n s c i e n c e w i l l b e u s e d t o e x p l a i n w h y i t i s s o d i f f i c u l t f o r s t u d e n t s t o a c h i e v e s u c h m e a n i n g f u l l e a r n i n g i n s c i e n c e c l a s s r o o m s . R e s n i c k ( 1 9 8 1 ) b e g i n s h e r r e v i e w o f t h e fl e d g l i n g f i e l d o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y b y n o t i n g t h e " n e w a t t e n t i o n t o m e a n i n g f u l n e s s a n d u n d e r s t a n d i n g a s a n o r m a l p a r t o f t h e l e a r n i n g p r o c e s s . . . ” W h a t R e s n i c k , G l a s e r a n d t h e o t h e r p r o p o n e n t s o f a n e w p s y c h o l o g y o f i n s t r u c t i o n h o p e i s t h a t o u r n e w u n d e r s t a n d i n g o f l e a r n i n g w i l l l e a d t o t h e d e s i g n o f i n s t r u c t i o n t h a t e n c o u r a g e s s t u d e n t s t o l e a r n m o r e m e a n i n g f u l l y . B u t w h a t i s m e a n t b y “ m e a n i n g f u l l e a r n i n g “ a n d h o w i s t h a t d i f f e r e n t f r o m w h a t i s o f t e n m e a s u r e d a s " l e a r n i n g o u t c o m e s " i n t r a d i t i o n a l i n s t r u c t i o n a l s t u d i e s w h e r e M e t h o d A i s c o m p a r e d t o M e t h o d B ? H o w i s i t d i f f e r e n t f r o m w h a t t e a c h e r s g e n e r a l l y a c c e p t a s i n d i c a t i o n s o f s a t i s f a c t o r y s t u d e n t l e a r n i n g ? 2 2 A T e a c h e r ' s P e r s p e c t i v e A n e x a m p l e f r o m m y o w n t e a c h i n g w i l l i l l u s t r a t e h o w I w a s a b l e t o r e c o g n i z e , a t a g u t l e v e l , w h e n m e a n i n g f u l l e a r n i n g w a s o c c u r r i n g i n m y c l a s s r o o m . I t a l s o s h o w s h o w r a r e l y t h i s k i n d o f l e a r n i n g o c c u r r e d . T h i s e p i s o d e t o o k p l a c e i n a s e v e n t h g r a d e l i f e s c i e n c e c l a s s . I h a d t a u g h t u n i t s a b o u t c e l l s ' n e e d s , a b o u t t h e c i r c u l a t o r y s y s t e m , a b o u t t h e d i g e s t i v e s y s t e m , a n d a b o u t t h e e x c r e t o r y s y s t e m , a n d I w a s t r y i n g t o h e l p s t u d e n t s s e e h o w a l l s y s t e m s i n t e r a c t e d t o s u p p l y c e l l s w i t h n e e d e d m a t e r i a l s a n d t o t a k e w a s t e p r o d u c t s a w a y f r o m c e l l s . E v e r y o n e w a s l i s t e n i n g q u i e t l y , a p p a r e n t l y u n i m p r e s s e d b y t h i s f a s c i n a t i n g g r a n d s c h e m e . B u t t h e n M i n d y H a r p e r , a h a r d w o r k i n g a v e r a g e s t u d e n t w h o n o r m a l l y w o u l d n e v e r s p e a k o u t w i t h o u t r a i s i n g h e r h a n d a n d b e i n g c a l l e d o n , l e t o u t a l o u d " _ O _ h ! I g e t i t ) T h a t ' s n e a t ! , " a n d s h e p r o c e e d e d t o a s k m e s o m e c l a r i f y i n g q u e s t i o n s w h i c h c l e a r l y i n d i c a t e d s h e d i d " h a v e i t " . A s a t e a c h e r I w a s e c s t a t i c t h a t o n e o f m y a v e r a g e s t u d e n t s h a d m a d e s u c h g o o d s e n s e o f t h i s . I n r e t r o s p e c t , h o w e v e r , I w i s h I h a d b e e n m o r e c o n c e r n e d w i t h t h e r e s t o f t h e c l a s s w h o s a t s t a r i n g a t M i n d y i n d i s b e l i e f t h a t s h e w a s s o e x c i t e d a b o u t a l l t h i s . T h e i r l a c k o f e x c i t e m e n t s u g g e s t e d t h a t t h e y w e r e n o t m a k i n g t h e c o n n e c t i o n s t h a t M i n d y w a s m a k i n g . U n d o u b t e d l y , m a n y o f t h e m d i d v e r y w e l l o n m y u n i t t e s t , b u t d i d t h e y a c h i e v e t h e k i n d o f m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g t h a t M i n d y c l e a r l y h a d ? I d o u b t t h a t t h e y d i d . T h e f a c t t h a t M i n d y ' s r e a c t i o n t o i n s t r u c t i o n , w h i c h o c c u r r e d t e n y e a r s a g o , i s s o p r o m i n e n t i n m y m e m o r y t o d a y a t t e s t s t o t h e r a r e o c c u r r e n c e o f s u c h l e a r n i n g . W h a t i s s p e c i a l a b o u t w h a t w a s h a p p e n i n g t o M i n d y t h a t m a k e s i t s o m e m o r a b l e t o m e ? W h y d i d s o f e w o f m y s t u d e n t s e x p e r i e n c e t h a t s a m e k i n d ’ o f m e a n i n g f u l l e a r n i n g ? T h e s e s t u d e n t s w e r e l e a r n i n g s o m e t m , b u t t h e y w e r e n o t d e v e l o p i n g t h e m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g t h a t M i n d y h a d . W h y ? 2 3 U s i n g S c h e m a T h e o r y t o D e f i n e M e a n i n i f u l L e a r n i n g S c h e m a t h e o r y h a s d e f i n e d a v i e w o f l e a r n i n g t h a t w i l l b e u s e d t o d e f i n e m e a n i n g f u l l e a r n i n g a n d t o c o n t r a s t i t w i t h o t h e r t y p e s o f l e a r n i n g . T h e v i e w o f l e a r n i n g s h a r e d b y s c h e m a t h e o r i s t s e m p h a s i z e s t h e c r i t i c a l r o l e a p e r s o n ' s p r i o r k n o w l e d g e p l a y s i n t h e l e a r n i n g p r o c e s s . A c c o r d i n g t o t h i s t h e o r y , l e a r n i n g c a n o n l y o c c u r i f n e w i n f o r m a t i o n w h i c h i s r e c e i v e d b y t h e l e a r n e r i s i n t e g r a t e d i n t o a n a l r e a d y e x i s t i n g s c h e m a i n t h e l e a r n e r ' s h e a d . T h u s , s c h e m a t h e o r y s p e c i f i e s t h r e e c o n d i t i o n s n e c e s s a r y b e f o r e l e a r n i n g c a n t a k e p l a c e ( M a y e r , 1 9 8 3 ) : 1 . T h e l e a r n e r m u s t r e c e i v e p r e s e n t e d m a t e r i a l . 2 . T h e l e a r n e r m u s t h a v e r e l e v a n t p r i o r k n o w l e d g e , o r s c h e m a . 3 . T h e l e a r n e r m u s t a c t i v a t e t h a t r e l e v a n t p r i o r k n o w l e d g e . T h e s e p r e r e q u i s i t e c o n d i t i o n s f o r l e a r n i n g a r e s e e n a s n e c e s s a r y f o r _ a _ n _ y t y p e o f l e a r n i n g , i n c l u d i n g a l l k i n d s o f ” o r d i n a r y " l e a r n i n g ( P a r i s a n d C r o s s , 1 9 8 3 ) s u c h a s l e a r n i n g h o w t o t i e s h o e s , l e a r n i n g s o c i a l i n t e r a c t i o n c o n v e n t i o n s , a n d d e v e l o p - i n g c o g n i t i v e u n d e r s t a n d i n g s o f t h e e n v i r o n m e n t a s w e l l a s f o r m a l d i s c i p l i n a r y l e a r n i n g . W h a t d o t h e s e p r e r e q u i s i t e s f o r l e a r n i n g h a v e t o s a y a b o u t t h e k i n d s o f l e a r n i n g t h a t c a n o c c u r w h e n s t u d e n t s a r e p r e s e n t e d w i t h i n f o r m a t i o n a b o u t s c i e n t i f i c c o n c e p t s i n t h e i r s c i e n c e c l a s s e s ? B a s e d o n M a y e r ' s p r e r e q u i s i t e s f o r l e a r n i n g l i s t e d a b o v e , o n e t h i n g t h a t c a n h a p p e n i n c l a s s r o o m s i s t h a t t h e l e a r n e r d o e s n o t r e c e i v e t h e n e w i n f o r m a t i o n . I n t h i s c a s e , m l e a r n i n g o f a n y k i n d i s p o s s i b l e . U n f o r t i m a t e l y , i n m a n y s c h o o l s , ' n o l e a r n i n g " a b o u t s c i e n c e o c c u r s f r e q u e n t l y n o t o n l y b e c a u s e s t u d e n t s a r e i n a t t e n - t i v e o r a b s e n t f r o m c l a s s , b u t b e c a u s e s c i e n c e i s n o t t a u g h t . T h i s i s a p a r t i c u l a r p r o b l e m a t t h e e l e m e n t a r y s c h o o l l e v e l . A s s u m i n g t h e c o n t e n t i s t a u g h t , h o w e v e r , s c h e m a t h e o r y s t a t e s t h a t t h e n e w i n f o r m a t i o n m u s t b e r e l a t e d t o s o m e a l r e a d y e x i s t i n g k n o w l e d g e h e l d b y t h e s t u d e n t . B u t t h e r e a r e a t l e a s t t h r e e d i f f e r e n t w a y s s t u d e n t s c o u l d r e l a t e n e w 2 4 i n f o r m a t i o n t o t h e i r a l r e a d y e x i s t i n g k n o w l e d g e . A n e x a m p l e o f h o w s t u d e n t s m i g h t r e l a t e t h e i r p r i o r k n o w l e d g e t o o n e s u b j e c t m a t t e r c o n c e p t w i l l b e u s e d t o i l l u s t r a t e t h e d i f f e r e n t k i n d s o f l e a r n i n g t h a t c o u l d o c c u r . S u p p o s e t h a t s t u d e n t s a r e t a u g h t t h a t c e l l s i n o u r b o d y m u s t r e c e i v e g l u c o s e a n d o x y g e n f o r r e s p i r a t i o n t o o c c u r . A d d i t i o n l e a r n i n g . M a n y s t u d e n t s i n s c i e n c e c l a s s e s m a y n o t h a v e a r e l e v a n t s c h e m a i n w h i c h t o f i t t h i s n e w i n f o r m a t i o n . S t u d e n t s m a y n o t h a v e a s c h e m a f o r ' c e l l s " o r " g l u c o s e " o r " r e s p i r a t i o n . " L a c k i n g t h e s e d i s c i p l i n a r y s c h e m a , s t u d e n t s t r y i n g t o p a s s s c i e n c e c l a s s e s d o n o t j u s t i g n o r e t h e n e w i n f o r m a t i o n . I n s t e a d , t h e y o f t e n a d d t h e f a c t t h a t ' c e l l s n e e d o x y g e n a n d g l u c o s e f o r r e s p i r a t i o n ” t o t h e i r m e m o r y a s a n i s o l a t e d b i t o f i n f o r m a t i o n u n r e l a t e d t o o t h e r i d e a s o r s c h e m a . T h i s k i n d o f a d d i t i o n l e a r n i n g , o r r o t e m e m o r i z a t i o n , i s f a m i l i a r t o t e a c h e r s w h o k n o w t h a t m a n y o f t h e i r s t u d e n t s ' g e t b y " e x p e r i e n c i n g o n l y t h i s k i n d o f l e a r n i n g . B e c a u s e t h e l e a r n i n g i s n o t l i n k e d t o o t h e r i d e a s , i t i s q u i c k l y f o r g o t t e n a n d n e v e r u s e d o r a p p l i e d t o e x p l a i n o t h e r r e l a t e d p h e n o m e n a . T h u s , t h i s i s a k i n d o f n o n m e a n i n g f u l l e a r n i n g . A d d i t i o n l e a r n i n g c a n a l s o o c c u r w h e n s t u d e n t s h a v e a r e l e v a n t s c h e m a , b u t t h e y d o n o t r e c o g n i z e i t a s r e l e v a n t a n d t h e r e f o r e f a i l t o a c t i v a t e t h e r e l e v a n t s c h e m a . D r a w i n g a g a i n f r o m t h e c e l l s a n d r e s p i r a t i o n e x a m p l e , s t u d e n t s m a y h a v e s o m e k n o w l e d g e a b o u t s u g a r a n d f o o d t h a t c o u l d b e l i n k e d t o t h e ” g l u c o s e " i d e a , b u t t h e y m a y n e v e r h a v e h e a r d o f t h e w o r d g l u c o s e . T h e r e f o r e , t h e y f a i l t o a c t i v a t e t h e i r f o o d a n d / o r s u g a r s c h e m a . T h e r e s u l t i s t h a t p o t e n t i a l l y u s e f u l p r i o r k n o w l e d g e i s n o t u s e d t o g i v e m e a n i n g t o t h e n e w t e r m . I n a d d i t i o n , t h e e x i s t i n g s c h e m a i s n o t e n r i c h e d b y t h e i n c l u s i o n o f g l u c o s e i n i t . N e w l e a r n i n g a n d p r i o r k n o w l e d g e a r e k e p t s e p a r a t e , a n d t h e n e w l e a r n i n g i s m e a n i n g l e s s b e c a u s e o f i t s l a c k o f r e l a t i o n s h i p t o a n y t h i n g t h e s t u d e n t k n o w s . 2 5 D o y l e ( 1 9 8 3 ) a n d S i r o t n i k ( 1 9 8 3 ) h a v e f o u n d t h a t s c h o o l s a n d t e x t b o o k s o f t e n e n c o u r a g e a d d i t i o n l e a r n i n g b y p r e s e n t i n g f a c t s t o s t u d e n t s i n i s o l a t i o n o f a n y m a j o r o r g a n i z i n g d i s c i p l i n a r y c o n c e p t s . S c h o o l s c i e n c e o f t e n f o c u s e s o n l e a r n i n g h o w t o l a b e l t h e o b s e r v a b l e p h e n o m e n a o f t h e n a t u r a l w o r l d r a t h e r t h a n o n t h e t h e o r e t i c a l c o n s t r u c t s o f t h e d i s c i p l i n e . F o r e x a m p l e , s t u d e n t s m i g h t b e t a u g h t t h a t s p i d e r s h a v e t w o f a n g s . W h i l e f a c t s a b o u t s p i d e r s ' a n a t o m y m a y b e i n t e r e s t i n g , t h e y s h o u l d n o t b e a m a j o r g o a l o f t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m m a s t h e y r e l a t e t o b r o a d e r c o n c e p t s s u c h a s f o o d r e l a t i o n s h i p s i n e c o s y s t e m s o r a d a p t a t i o n s f o r s u r v i v a l . W h e n s u c h f a c t s a r e M y ; i n i s o l a t i o n , s t u d e n t s h a v e n o c h o i c e b u t t o L e g b y a d d i n g f a c t s t o a l o n g , r a n d o m l i s t o f u n c o n n e c t e d f a c t s . E x a m p l e s o f t h i s t y p e o f i n s t r u c t i o n w e r e s e e n i n a c l a s s r o o m s t u d y o f f i f t h g r a d e t e a c h i n g a n d l e a r n i n g a b o u t l i g h t u s i n g a p o p u l a r t e x t b o o k ( R o t h , A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 3 ) . O n e t e a c h e r ' s i n s t r u c t i o n , f o r e x a m p l e , c o n s i s t e d o f d a i l y r o u n d - r o b i n o r a l r e a d i n g o f t h e t e x t . H e r p l a n n i n g a n d l e s s o n c o n t e n t w e r e d e t e r m i n e d b y t h e p a g e n u m b e r s i n t h e t e x t t h a t w e r e t o b e c o v e r e d . S i n c e t h e t e x t p r e s e n t e d o n e i d e a a f t e r a n o t h e r w i t h o u t e m p h a s i s o n i m p o r t a n t i d e a s a n d w i t h o u t r e l a t i n g o n e i d e a t o a n o t h e r , t h e t e a c h e r ' s p r e s e n t a t i o n s f o l l o w e d t h e s a m e f o r m a t . I n o n e c l a s s p e r i o d , f o r e x a m p l e , t h e t e a c h e r i n t r o d u c e d t h e f o l l o w i n g c o n c e p t s : l i g h t a s e n e r g y , l i g h t f o r s e e i n g , l i g h t t r a v e l s f a s t , s p e e d o f l i g h t , a t o m s , p h o t o n s , s o u r c e s o f l i g h t ( a r t i f i c a l v s . n a t u r a l ) , b i o l u m i n e s c e n c e , u s e s o f l i g h t , a n i m a l s t h a t g i v e o f f l i g h t , r e a s o n s l i g h t t r a v e l s f a s t , l i g h t e n i n g , a m p l i t u d e , w a v e l e n g t h s , l i g h t t r a v e l s i n s t r a i g h t l i n e s , i n t e n s i t y o f l i g h t , p i o n e e r u s e s o f c a n d l e s , e l e c t r i c i t y p r o v i d e s a r t i f i c i a l l i g h t , w a t t s , v o l t s , f l u o r e s c e n c e , a n d l i g h t c a n n o t c u r v e . N o o v e r a l l s t r u c t u r e w a s g i v e n t o h e l p s t u d e n t s a s s i m i l a t e t h i s b a r r a g e o f n e w i n f o r m a t i o n . D i s t o r t e d l e a r n i n g . A n o t h e r k i n d o f n o n m e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n o c c u r w h e n s t u d e n t s r e c e i v e t h e p r e s e n t e d i n f o r m a t i o n a n d a c t i v a t e r e l e v a n t p r i o r k n o w l e d g e , 2 6 b u t t h a t p r i o r k n o w l e d g e i s i n c o n f l i c t w i t h t h e n e w i n f o r m a t i o n . T o m a k e t h e l i n k b e t w e e n t h e t w o i n c o n s i s t e n t s e t s o f i n f o r m a t i o n , n e w i n f o r m a t i o n m a y b e d i s t o r t e d . I n o r d e r t o m a k e s e n s e o f t h e c e l l ' s n e e d s f o r g l u c o s e a n d o x y g e n , f o r e x a m p l e , s t u d e n t s n e e d t o a c t i v a t e a s c h e m a f o r r e s p i r a t i o n t h a t i s c o n s i s t e n t w i t h t h e s c i e n t i f i c v i e w o f r e s p i r a t i o n . T h e n e e d e d d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i s t h a t r e s p i r a t i o n i n v o l v e s a c h e m i c a l r e a c t i o n b e t w e e n g l u c o s e a n d o x y g e n t h a t r e l e a s e s e n e r g y w h i c h i s r e q u i r e d f o r c e l l s t o f u n c t i o n . S t u d e n t s o f t e n l a c k t h i s d i s c i p l i n a r y s c h e m a b u t h a v e a n a l t e r n a t i v e s c h e m a f o r r e s p i r a t i o n t h a t t h e y h a v e d e v e l o p e d f r o m t h e i r r e a l - w o r l d e x p e r i e n c e s ( p o s s i b l y m i x e d w i t h s o m e p r i o r s c h o o l l e a r n i n g ) . T h u s , t h e y ' k n o w ' t h a t w e n e e d t o b r e a t h e i n a i r ( o r o x y g e n ) t o l i v e a n d t h a t w e a l s o b r e a t h e o u t a i r ( o r c a r b o n d i o x i d e ) . T h e i r n o t i o n o f r e s p i r a t i o n i s t h a t i t i s b r e a t h i n g , a n d b r e a t h i n g i s ” a i r i n / a i r o u t ” w i t h o u t a n y i n t e r v e n i n g e v e n t s ( B i s h o p , R o t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 4 ) . T h e a i r s i m p l y g o e s i n t o t h e l u n g s a n d c o m e s b a c k o u t a g a i n . S o m e v i e w i t a s o x y g e n g o i n g i n a n d b e i n g c h a n g e d i n t o c a r b o n d i o x i d e w h i c h i s e x h a l e d . F o r a l l t h e s e s t u d e n t s , t h e i r r e a l - w o r l d s c h e m a t a a r e i n c o n f l i c t w i t h t h e s c i e n t i f i c s c h e m a n e e d e d t o m a k e m e a n i n g o f t h e n e w i n f o r m a t i o n . ‘ L a c k i n g a n y k n o w l e d g e o f t h e s c i e n t i f i c d i s c i p l i n a r y s c h e m a , s t u d e n t s c o m e t o ” u n d e r s t a n d " t h e n e w i n f o r m a t i o n b y a c t i v a t i n g a n d u s i n g t h e i r i n a c c u r a t e e v e r y d a y , o r ” r e a l - w o r l d " s c h e m a . I n o r d e r t o m a k e t h e n e w i n f o r m a t o n f i t t h e f a u l t y s c h e m a , h o w e v e r , t h e n e w i n f o r m a t i o n h a s t o b e d i s t o r t e d . T h u s , s t u d e n t s h o l d i n g t h e " a i r i n / a i r o u t " s c h e m a f o r r e s p i r a t i o n m i g h t i n t e r p r e t t h e n e w i n f o r m a t i o n t o m e a n t h a t j u s t l i k e w e b r e a t h e i n a n d o u t o f o u r l u n g s , s o c e l l s a l s o m u s t b r e a t h e . T h e s t u d e n t s e n v i s i o n c e l l s t a k i n g a i r i n a n d l e t t i n g i t o u t w i t h o u t u n d e r s t a n d i n g t h a t s o m e t h i n g v e r y i m p o r t a n t h a p p e n s t o t h a t a i r i n t h e c e l l . T h e r e s u l t i s d i s t o r t e d , i n c o m p l e t e , a n d i n c o r r e c t l e a r n i n g . 2 7 P o s n e r ( 1 9 8 2 ) c a l l s t h i s k i n d o f l e a r n i n g c o n c e p t u a l c a p t u r e , a n a m e t h a t h i g h l i g h t s h o w t h e s e s t u d e n t s c a p t u r e b i t s o f n e w d i s c i p l i n a r y i n f o r m a t i o n . T h e s e b i t s o f i n f o r m a t i o n a r e t h e n i n t e g r a t e d i n a p p r o p r i a t e l y i n t o t h e s t u d e n t s ' f a u l t y , r e a l - w o r l d s c h e m a . T h i s i s a k i n d o f n o n m e a n i n g f u l l e a r n i n g t h a t o c c u r s o f t e n i n c l a s s r o o m s ( a s w i l l b e s h o w n i n t h e n e x t s e c t i o n o f t h i s r e v i e w ) . I n a d d i t i o n , t h i s i s a k i n d o f ” l e a r n i n g " t h a t i s f r e q u e n t l y g o _ t _ n o t i c e d b y t e a c h e r s . M e a n i n g f u l i n t ‘ e g r a t i o n l e a r n i n g . W h e n s t u d e n t s a r e a b l e t o c a l l u p a p p r o p r i a t e s c h e m a f r o m t h e i r m e m o r y a n d f i t n e w i n f o r m a t i o n i n t o t h a t s c h e m a , m e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n o c c u r . S t u d e n t s w h o u n d e r s t a n d , f o r e x a m p l e , t h a t r e s p i r a t i o n i n v o l v e s t h e r e l e a s e o f e n e r g y c a n e a s i l y a s s i m i l a t e i n t o t h e i r r e s p i r a t i o n s c h e m a t h e i d e a t h a t t h i s p r o c e s s o c c u r s i n e a c h c e l l . T h u s , t h e y a r e a b l e t o e a s i l y i n t e g r a t e t h e i r p r i o r k n o w l e d g e w i t h n e w k n o w l e d g e , g i v i n g m e a n i n g t o t h e n e w i n f o r m a t i o n . T h i s i n t e g r a t i v e l e a r n i n g i s a f a i r l y s t r a i g h t f o r w a r d p r o c e s s , a s i t i s u s u a l l y j u s t a m a t t e r o f f i t t i n g n e w i n s t a n c e s o f a c o n c e p t i n t o a n a l r e a d y e x i s t i n g s c i e n t i f i c s c h e m a . T h i s k i n d o f l e a r n i n g , c a l l e d " a s s i m i l a t i o n " b y P i a g e t ( 1 9 2 9 ) a n d P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) a n d " i n t e g r a t i o n " b y H e w s o n a n d H e w s o n ( 1 9 8 4 ) , i s t h e k i n d o f l e a r n i n g t h a t t e a c h e r s g e n e r a l l y s t r i v e f o r . B e c a u s e t h e y a s s u m e t h a t s t u d e n t s w i l l u s e s c i e n t i s t s ' w a y o f o r g a n i z i n g i n f o r m a t i o n i n m e m o r y , t h e y e x p e c t t h a t s t u d e n t s w i l l l e a r n i f s c i e n t i f i c c o n t e n t i s p r e s e n t e d c l e a r l y . W h e n s t u d e n t s f a i l t o l e a r n , t e a c h e r s a t t r i b u t e t h i s f a i l u r e t o s t u d e n t s ' l a c k o f e f f o r t o r l a c k o f i n t e l l i g e n c e . H o w e v e r , t h e s t u d i e s r e v i e w e d i n t h e n e x t s e c t i o n ( s e e p . 3 0 ) w i l l d e m o n s t r a t e t h a t s t u d e n t s g a g - E l y b r i n g s c h e m a t a t o t h e l e a r n i n g s i t u a t i o n t h a t a r e c o m p a t i b l e w i t h t h e s c i e n t i f i c s c h e m a t h e y a r e e x p e c t e d t o l e a r n . T h u s , m e a n i n g f u l i n t e g r a t i o n l e a r n i n g i s o f t e n n o t p o s s i b l e f o r s t u d e n t s , b e c a u s e t h e y l a c k r e l e v a n t s c h e m a t a . A s a r e s u l t , l e a r n i n g i s r a r e l y t h e s t r a i g h t f o r w a r d p r o c e s s t h a t t e a c h e r s e x p e c t . 2 8 M e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h fl e l e a r n i n g . I f t e a c h e r s t h i n k a b o u t s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e a b o u t a t o p i c t h e y a r e a b o u t t o t e a c h , t h e y u s u a l l y t h i n k o n l y a b o u t w h a t t h e s t u d e n t a l r e a d y k n o w s t h a t i s c o m p a t i b l e w i t h t h e s c i e n t i f i c n o t i o n . T h e y a s s u m e t h a t s t u d e n t s h o l d a r e l e v a n t s c h e m a f o r c e l l s , f o r e x a m p l e , t h a t i s c o n s i s t e n t w i t h t h e s c i e n t i f i c v i e w b u t i s m e r e l y i m p o v e r i s h e d . T h e y v i e w t h e i r t e a c h i n g t a s k a s e n r i c h i n g a n d a d d i n g t o t h a t i m p o v e r i s h e d s c h e m a . H o w e v e r , c o g n i t i v e p s y c h o l o g y a n d s c h e m a t h e o r y h a v e s t i m u l a t e d a l i n e o f r e s e a r c h o n s c i e n c e l e a r n i n g t h a t e s t a b l i s h e s t h a t s t u d e n t s c o m e t o i n s t r u c t i o n h o l d i n g t h e i r o w n w e l l - d e v e l o p e d " t h e o r i e s " a b o u t m a n y s c i e n t i f i c p h e n o m e n a . T h e y h a v e d e v e l o p e d t h e s e n a i v e t h e o r i e s , o r m i s c o n c e p t i o n s , a b o u t h o w t h e w o r l d w o r k s f r o m t h e i r s e n s e i m p r e s s i o n s a n d t h e i r e x p e r i e n c e s w i t h e v e r y d a y l a n g u a g e . W e h a v e s e e n , f o r e x a m p l e , h o w s t u d e n t s t h i n k a b o u t b r e a t h i n g a s a n a i r i n / a i r o u t p r o c e s s n e e d e d f o r l i f e b u t h a v i n g n o o t h e r s p e c i f i c f u n c t i o n i n t h e b o d y . I n o r d e r t o u n d e r s t a n d s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s o f p h e n o m e n a , s t u d e n t s m u s t r e l i n q u i s h o r m o d i f y t h e s e e x i s t i n g s c h e m a a n d r e p l a c e t h e m w i t h s c i e n t i f i c a l l y a p p r o p r i a t e a l t e r n a t i v e s . P o s n e r , S t r i k e , H e w s o n , a n d G e r t z o g ( 1 9 8 2 ) h a v e c a l l e d t h i s t y p e o f l e a r n i n g c o n c e p t u a l c h a n g e . T h i s k i n d o f l e a r n i n g c a n n o t o c c u r u n l e s s s t u d e n t s s e e t h a t ( a ) t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n i s i n c o n f l i c t w i t h t h e i r o w n c o n c e p t i o n , ( b ) t h e i r o w n n o t i o n s a r e f a u l t y o r i n a d e q u a t e , a n d ( c ) t h a t t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n p r o v i d e s a m o r e c o n v i n c i n g a n d p o w e r f u l a l t e r n a t i v e t o t h e i r o w n n o t i o n s . U s i n g t h e c e l l r e s p i r a t i o n e x a m p l e a g a i n , s t u d e n t s m u s t n o t o n l y c a l l u p r e l e v a n t p r i o r k n o w l e d g e a b o u t r e s p i r a t i o n , t h e y m u s t a l s o r e c o g n i z e t h a t t h e i r r e s p i r a t i o n s c h e m a i s i n c o n f l i c t w i t h t h e s c i e n t i f i c s c h e m a . T h e y m u s t m o d i f y t h e i d e a t h a t r e s p i r a t i o n i s m e r e l y a p r o c e s s o f t a k i n g a i r i n a n d l e t t i n g a i r o u t . T h e y w i l l h a v e t o a b a n d o n t h e i n c o r r e c t n o t i o n t h a t i n r e s p i r a t i o n o x y g e n i s t u r n e d i n t o c a r b o n d i o x i d e . I n a d d i t i o n t o a b a n d o n i n g t h e f a u l t y s c h e m a , t h e y h a v e t o b u i l d a n e w s c h e m a o r 2 9 d r a s t i c a l l y m o d i f y a n e x i s t i n g s c h e m a . T o h a v e m e a n i n g , t h i s n e w s c h e m a m u s t b e b u i l t w i t h t h e k n o w l e d g e t h a t i t i s a n a l t e r n a t i v e t o a p r e v i o u s l y h e l d i n a d e q u a t e s c h e m a . W h i l e t h e p r e v i o u s l y h e l d s c h e m a m a y s t i l l f t m c t i o n a d e - q u a t e l y i n s t u d e n t s ' e v e r y d a y l i v e s , t h e s c i e n t i f i c s c h e m a w i l l b e a c k n o w l e d g e d a s m o r e u s e f u l i n t h i n k i n g a b o u t t h e h o w s a n d w h y s o f l i f e p r o c e s s e s . T h i s k i n d o f m e a n i n g f u l l e a r n i n g h a s b e e n c a l l e d a c c o m m o d a t i o n b y P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) , f o l l o w i n g P i a g e t , a n d r e c o n c i l i a t i o n o r e x c h a n g e b y H e w s o n a n d H e w s o n ( 1 9 8 4 ) . T h e k e y f e a t u r e o f t h i s k i n d o f l e a r n i n g i s t h a t e x i s t i n g s c h e m a t a a r e i n c o n f l i c t w i t h w h a t i s b e i n g t a u g h t , s o t h a t m e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n n o t o c c u r u n t i l i n c o r r e c t s c h e m a t a a r e a p p r O p r i a t e l y c h a n g e d t o b e c o m p a t i b l e w i t h t h e d i s c i p l i n a r y v i e w . S u m m a r y S c h e m a t h e o r y h a s b e e n u s e d t o e x p l a i n h o w s t u d e n t s i n s c i e n c e c l a s s r o o m s c a n f a i l t o d e v e l o p m e a n i n g f u l s c i e n t i f i c u n d e r s t a n d i n g s . T h e y c a n e i t h e r m e m o r i z e f a c t s b y r o t e w i t h o u t c o n n e c t i n g t h e m t o a n y p r i o r k n o w l e d g e , o r t h e y c a n d i s t o r t s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s t o m a k e t h e m c o n s i s t e n t w i t h t h e i r m i s c o n c e p - t i o n s , o r n a i v e s c h e m a t a . T h e a c h i e v e m e n t t e s t r e s u l t s a n d s t u d i e s o f c l a s s r o o m l e a r n i n g f a i l u r e s r e p o r t e d e a r l i e r s u g g e s t t h a t m a n y s t u d e n t s a r e g o i n g t h r o u g h s c i e n c e i n s t r u c t i o n d e v e l o p i n g g n l y a d d i t i o n o r d i s t o r t e d l e a r n i n g o f t h e c o n c e p t s p r e s e n t e d . M e a n i n g f u l i n t e g r a t i o n l e a r n i n g r e q u i r e s t h a t s t u d e n t s h o l d p r i o r k n o w l e d g e s c h e m a t a t h a t a r e c o n s i s t e n t w i t h s c i e n t i f i c s c h e m a . S t u d e n t s c a n t h e n f i t n e w i n f o r m a t i o n i n t o t h e a p p r o p r i a t e ” s l o t s " i n t h e s c h e m a . H o w e v e r , a s t h e n e x t s e c t i o n o f t h i s c h a p t e r i l l u s t r a t e s , s t u d e n t s o f t e n c o m e t o s c i e n c e i n s t r u c t i o n h o l d i n g i n c o m p a t i b l e s c h e m a t a . T h e y f r e q u e n t l y h o l d m i s c o n c e p t i o n s t h a t a r e i n 3 0 c o n f l i c t w i t h s c i e n t i f i c t h e o r i e s . I n o r d e r f o r m e a n i n g f u l l e a r n i n g t o o c c u r , t h e s e s t u d e n t s m u s t u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e . I n s u m , m e a n i n g f u l l e a r n i n g r a r e l y o c c u r s i n s c i e n c e c l a s s r o o m s t o d a y . B e c a u s e s t u d e n t s s o o f t e n e n t e r i n s t r u c t i o n h o l d i n g p r i o r k n o w l e d g e t h a t c o n f l i c t s w i t h w h a t i s b e i n g t a u g h t , m e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n o n l y b e a c h i e v e d b y c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h i s i s t h e k i n d o f l e a r n i n g t h a t i s t h e g o a l o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d t h e f o c u s o f t h i s s t u d y . W h y t h i s k i n d o f l e a r n i n g o c c u r s s o r a r e l y i n s c i e n c e c l a s s r o o m s i s e x p l o r e d i n t h e n e x t s e c t i o n . U s i n g S c h e m a T h e o r y t o U n d e r s t a n d S t u d e n t s ' D i f f i c u l t i e s i n A c h i e v i n g C o n c e p t u a l C h a n j g e L e a r n i n g i n S c i e n c e I n t r o d u c t i o n A l i n e o f s c h e m a - t h e o r y - b a s e d r e s e a r c h o n s c i e n c e l e a r n i n g h a s d e v e l o p e d i n r e c e n t y e a r s . T h i s r e s e a r c h h a s i n v e s t i g a t e d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , o r i n c o r - r e c t p r i o r k n o w l e d g e , a b o u t p a r t i c u l a r c o n c e p t s . I t h a s u s e d t h e c o n t r a s t s b e t w e e n c h i l d r e n ' s u n d e r s t a n d i n g s o f t h e w o r l d a n d s c i e n t i f i c t h e o r i e s a s w e l l a s t h e e f f e c t s o f t r a d i t i o n a l i n s t r u c t i o n o n s t u d e n t s ' b e l i e f s t o e x p l a i n fl y s t u d e n t s a r e f a i l i n g t o a c h i e v e m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g i n s c i e n c e . T h i s r e s e a r c h w i l l b e r e v i e w e d i n t h i s s e c t i o n . B a c k g r o u n d T h i s b o d y o f r e s e a r c h g r e w d i r e c t l y o u t o f c o g n i t i v e p s y c h o l o g i s t s ' i n v e s t i g a - t i o n s o f t h e c o g n i t i v e p r o c e s s e s o f e x p e r t s a n d n o v i c e s i n s p e c i f i c c o n t e n t d o m a i n s . T h e s e e a r l y s t u d i e s s p e c i f i e d i n d e t a i l b o t h t h e k i n d o f l e a r n i n g w e e x p e c t l e a r n e r s w i l l e v e n t u a l l y a c h i e v e a n d t h e i n i t i a l " s t a r t i n g ” s t a t e o f t h e l e a r n e r ( t h e f i r s t t w o c o m p o n e n t s o f G l a s e r ' s p r e s c r i p t i v e i n s t r u c t i o n a l p s y c h o - l o g y , s e e p . 2 0 ) . L a r k i n ' s s t u d i e s o f e x p e r t - n o v i c e d i f f e r e n c e s i n p h y s i c s p r o b l e m s o l v i n g ( L a r k i n a n d R e i f , 1 9 7 9 ; L a r k i n , M c D e r m o t t , S i m o n , a n d S i m o n , 1 9 8 0 ) 3 1 s e r v e s a s a n e x e m p l a r y m o d e l o f t h i s t y p e o f r e s e a r c h . W h a t w a s s t r i k i n g f r o m t h e s e f i r s t a t t e m p t s t o t r a c e p e o p l e ' s t h o u g h t p r o c e s s e s i n p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r d o m a i n s w a s t h e d i f f e r e n c e s f o r m d b e t w e e n t h e e x p e r t s a n d t h e n o v i c e s . T h e s e d i f f e r e n c e s w e n t b e y o n d d i f f e r e n c e s i n a m o u n t o f k n o w l e d g e . M o r e i n t e r e s t i n g w a s t h e f i n d i n g t h a t n o v i c e s , w h i l e d e f i c i e n t i n c o n t e n t - s p e c i f i c k n o w l e d g e a s e x p e c t e d , h a d s u r p r i s i n g l y w e l l - d e v e l o p e d , c o h e r e n t w a y s o f t h i n k i n g a b o u t t h e s u b j e c t m a t t e r t h a t w e r e i n c o n f l i c t w i t h t h e w a y s e x p e r t s c i e n t i s t s t h o u g h t . T h u s , f o r e x a m p l e , s e v e r a l r e s e a r c h e r s f o u n d t h a t n o v i c e s h a v e a s y s t e m o f b e l i e f s t o e x p l a i n m o v e m e n t i n t h e w o r l d t h a t i s a t o d d s w i t h t h e N e w t o n i a n c o n c e p t i o n a c c e p t e d b y e x p e r t p h y s i c i s t s . S c i e n c e e d u c a t o r s q u i c k l y r e c o g n i z e d t h e p o t e n t i a l i n s t r u c t i o n a l i m p l i c a - t i o n s t h a t c o u l d c o m e f r o m a d e e p u n d e r s t a n d i n g o f t h e s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e s t a t e . I f i n d i v i d u a l s t u d e n t t h o u g h t , u n d e r s t a n d i n g , d e c i s i o n - m a k i n g a n d p r o b l e m s o l v i n g c o u l d b e e x p l a i n e d , a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g o f w h a t t e a c h i n g s h o u l d b e a b o u t ( P o s n e r , 1 9 8 1 ) c o u l d b e d e v e l o p e d . T h u s , r e s e a r c h e r s r e c o g n i z e d t h e n e e d f o r a s h i f t f r o m t h e s t u d y o f l e a r n i n g o u t c o m e s ( b y a c h i e v e m e n t t e s t s ) t o s t u d i e s o f h o w s t u d e n t s p r o c e s s c o n t e n t a n d p r o b l e m s . T h e n o t i o n t h a t s t u d e n t s c o n s t r u c t t h e i r o w n i n c o r r e c t t h e o r i e s b e f o r e r e c e i v i n g s c h o o l i n s t r u c t i o n w a s o n e t h a t p a r t i c u l a r l y c a u g h t t h e i m a g i n a t i o n o f t h i s g r o u p o f r e s e a r c h e r s . I n c o r r e c t P r i o r K n o w l e d g e a n d S c i e n c e L e a r n i g W h i l e t h e b u l k o f t h e s c h e m a t h e o r y r e s e a r c h i n r e a d i n g h a s f o c u s e d o n t h e f a c i l i t a t i v e e f f e c t s o f p r i o r k n o w l e d g e f o r l e a r n i n g , t h e r e s e a r c h o n s c i e n c e l e a r n i n g h a s b e e n a l m o s t e x c l u s i v e l y c o n c e r n e d w i t h h o w s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e c o n s t r a i n s c o m p r e h e n s i o n o f s c i e n t i f i c t h e o r i e s . L a b e l s f o r t h i s i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e h a v e i n c l u d e d : " m i s c o n c e p t i o n s “ ( H e l m , 1 9 8 0 ) , “ p r e c o n - c e p t i o n s " ( A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 4 ) , " a l t e r n a t i v e f r a m e w o r k s ” ( H e w s o n a n d 3 2 H e w s o n , 1 9 8 4 ; N u s s b a u m a n d N o v i c k , 1 9 8 2 a ) , “ n a i v e t h e o r i e s ” ( R e s n i c k , 1 9 8 3 ) , “ a l t e r n a t i v e c o n c e p t u a l s y s t e m s " ( C h a m p a g n e , K l o p f e r , a n d G u n s t o n e , 1 9 8 2 ) , " a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n s “ ( D r i v e r a n d E a s l e y , 1 9 7 8 ) , ” c h i l d r e n ' s s c i e n c e “ ( G i l b e r t , O s b o r n e , a n d F e n s h a m , 1 9 8 2 ) , ' t h e o r i e s - i n - a c t i o n " ( R o w e l l a n d D a w s o n , 1 9 8 0 ) , a n d " i n t u i t i v e t h e o r i e s " ( M c C l o s k e y , 1 9 8 3 ) . E a c h r e s e a r c h e r h a s t h e o r e t i c a l r e a s o n s f o r p r e f e r r i n g o n e n a m e o v e r a n o t h e r . I n f a c t , a g r e a t d e a l o f d i s c u s s i o n a t t h e r e c e n t I n t e r n a t i o n a l S e m i n a r o n M i s c o n c e p t i o n s i n S c i e n c e a n d M a t h e m a t i c s ( H e l m a n d N o v a k , 1 9 8 3 ) c o n c e r n e d t h e n u a n c e s o f m e a n i n g c o n t a i n e d i n d i f f e r e n t n a m e s . T h u s , f o r e x a m p l e , m a n y a r e c o n c e r n e d t h a t t h e n o t i o n o f _ m _ i § c o n c e p t i o n s p u t s t o o m u c h e m p h a s i s o n t h e ' w r o n g n e s s " o f s t u d e n t s ' i d e a s r a t h e r t h a n o n t h e m o r e c o m p l e x p i c t u r e o f i n d i v i d u a l l y c o n s t r u c t e d c o n c e p t u a l s c h e m e s t h a t c o n t a i n s o m e " c o r r e c t " ( i . e . , i n a c c o r d w i t h a c c e p t e d s c i e n t i f i c t h e o r i e s ) n o t i o n s c o n - n e c t e d i n v a r i o u s w a y s w i t h ” i n c o r r e c t " o r " p a r t i a l l y c o r r e c t ” i d e a s . O t h e r s d e f e n d t h e u s e o f t h e t e r m i n s p i t e o f t h i s f a u l t , b e c a u s e i t i s o n e t h a t c o m m u n i c a t e s e a s i l y t o t e a c h e r s a n d t h e g e n e r a l p u b l i c . O t h e r r e s e a r c h e r s o b j e c t t o " c h i l d r e n ' s s c i e n c e " o r " c h i l d r e n ' s t h e o r i e s ” o n t h e g r o u n d s t h a t c h i l d r e n ' s e x p l a n a t i o n s a r e n o t w o r t h y o f b e i n g e q u a t e d e q u a l s t a t u s w i t h s c i e n t i f i c t h e o r i e s . G i l b e r t a n d W a t t s ( 1 9 8 3 ) d i s c u s s i n d e t a i l t h i s i s s u e o f t e r m i n o l o g y a n d t h e d i f f e r e n c e s i n m e a n i n g i m p l i e d b y d i f f e r e n t w o r d s . H o w e v e r , t h e r e s e a r c h e r s i n t h i s g r o u p a r e a l l b a s i c a l l y i n v e s t i g a t i n g t h e s a m e t h i n g . T h e y a r e a l l t a l k i n g a b o u t c h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s o f t h e w o r l d , t h e " s u b s t a n c e o f t h e a c t u a l b e l i e f s a n d c o n c e p t s ” ( E r i c k s o n , 1 9 7 9 ) h e l d b y s t u d e n t s . T h e y a r e a l l l o o k i n g a t h o w t h e s t u d e n t c o n s t r u c t s , o r g a n i z e s , a n d s t r u c t u r e s k n o w l e d g e a b o u t t h e w o r l d a n d h o w t h a t k n o w l e d g e o r g a n i z a t i o n ( s c h e m a ) d i f f e r s f r o m t h a t o f t h e s c i e n t i f i c c o m m u n i t y , t h e t e a c h e r , a n d t h e t e x t b o o k . T h e y a r e a l l r e c o g n i z i n g t h e n e e d t o u n d e r s t a n d s t u d e n t s ' w a y s o f t h i n k i n g i f m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g i s t o b e a r e a l i s t i c g o a l o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n . 3 3 F o r t h i s r e a s o n , t h e t e r m s w i l l b e u s e d i n t e r c h a n g e a b l y i n t h i s p a p e r , w i t h p r e f e r e n c e b e i n g g i v e n t o t h e t e r m " m i s c o n c e p t i o n s “ . I s e l e c t e d t h i s t e r m f o r t h e f o l l o w i n g r e a s o n s : 1 ) I t i n c l u d e s t h e w o r d " c o n c e p t i o n s ” , a w o r d w h i c h s u g g e s t s a c o n c e r n a b o u t h o w p e o p l e l i n k v a r i o u s i d e a s t o g e t h e r t o m a k e s o m e p e r s o n a l s e n s e o f t h e w o r l d . T h u s , i t s u g g e s t s a c o m p l e x o f i n t e r r e l a t e d i d e a s , n o t n e c e s s a r i l y a n e a t m a p t h a t t h e t e r m ” f r a m e w o r k " c o n n o t e s t o s o m e p e o p l e . 2 ) I t d o e s n o t l i m i t u s t o t h i n k i n g o n l y a b o u t c h i l d r e n a s d o t e r m s l i k e “ c h i l d r e n ' s s c i e n c e " o r " c h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s " . 3 ) I t h a s a c h i e v e d g r o w i n g a c c e p t a n c e i n t h e r e s e a r c h c o m m u n i t y , a s e v i d e n c e d b y t h e I n t e r n a t i o n a l S e m i n a r o n M i s c o n c e p t i o n s i n S c i e n c e a n d M a t h e m a t i c s . 4 ) I t i s a c o m p a c t w o r d , l e s s c l u m s y t h a n ' a l t e r n a t i v e f r a m e w o r k s " o r “ a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n s ” . 5 ) I t s u g g e s t s t h a t c h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s a r e i n s o m e i m p o r t a n t w a y i n c o n f l i c t w i t h t h e c o n t e n t t h a t i s b e i n g t a u g h t . U n f o r t u n a t e l y , t h e t e r m a l s o s u g g e s t s t h a t t h e c o n t e n t b e i n g t a u g h t i s c o r r e c t f o r a l l t i m e , w h i c h i s a n a i v e ( a n d i n c o r r e c t ) n o t i o n a b o u t t h e n a t u r e o f k n o w l e d g e g r o w t h i n s c i e n c e ( K u h n , 1 9 7 0 ; T o u l m i n , 1 9 7 2 ) . I u s e t h e w o r d a c k n o w l e d g i n g t h e d a n g e r t h i s c o n n o t a t i o n m a y h a v e f o r s o m e r e a d e r s . 6 ) I t d o e s n o t i m p l y t h a t t h e c o n c e p t i o n s a r e n e c e s s a r i l y g o i n g t o c h a n g e w i t h t i m e o r d e v e l o p m e n t a s d o e s t h e t e r m , ' p r e c o n c e p - t i o n s ” . A s t h e r e s e a r c h r e v i e w w i l l s h o w , m a n y s t u d e n t s ' E ‘ fl ' i n s t r u c t i o n a l c o n c e p t i o n s a r e n o t m u c h d i f f e r e n t t h a n t h e i r E g - c o n c e p t i o n s . 7 ) M o s t i m p o r t a n t l y , t h i s i s a w o r d t h a t c a n b e u s e d i n c o m m u n i c a t - i n g w i t h n o n - r e s e a r c h e r s i n t e r e s t e d i n i m p r o v i n g s c i e n c e e d u c a - t i o n : s c h o o l p e r s o n n e l , t e a c h e r s , s c i e n t i s t s , a n d t h e g e n e r a l p u b l i c . S i n c e t h i s r e s e a r c h h a s a s i t s g o a l t o c o n t r i b u t e t o i m p r o v e d s c i e n c e i n s t r u c t i o n , t h e a v o i d a n c e o f r e s e a r c h j a r g o n w h e r e v e r p o s s i b l e i s d e s i r a b l e . I d e n t i f y i n g S t u d e n t s ' M i s c o n c e p t i o n s A l a r g e n u m b e r o f t h e s t u d i e s i n t h i s a r e a h a v e f o c u s e d o n d o c u m e n t i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s o n a v a r i e t y o f t o p i c s i n t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m a n d c o n t r a s t i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s w i t h s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . T h e p u r p o s e o f t h e s e s t u d i e s i s t o u n d e r s t a n d t h e w o r k i n g s o f t h e m i n d , p a r t i c u l a r l y c h i l d r e n ' s 3 4 m i n d s , i n a w a y a n a l o g o u s t o t h e p a t h o l o g i s t ' s s t u d y o f d i s e a s e . I f t h e o r i g i n s a n d s t r u c t u r e s o f s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s c a n b e ” d i a g n o s e d " , t h e n p e r h a p s p r e s c r i p - t i o n s f o r i n s t r u c t i o n c a n b e i d e n t i f i e d . T h u s , t h e g r o u p o f s t u d i e s r e v i e w e d i n t h i s s e c t i o n p a r a l l e l s b a s i c r e s e a r c h o n d i s e a s e m e c h a n i s m s . W h a t m d i s e a s e s ] m i s c o n c e p t i o n s ? H o w d o t h e y w o r k ? W h o h a s t h e m ? L i k e t h e p a t h o l o g i s t w h o d o e s n o t s t u d y a l l d i s e a s e s b u t f o c u s e s o n o n e a t a t i m e , t h e s e r e s e r a c h e r s e a c h f o c u s o n u n d e r s t a n d i n g i n d e t a i l m i s c o n c e p t i o n s a b o u t o n e p a r t i c u l a r t o p i c . T h i s g r o u p o f r e s e a r c h s t u d i e s f o c u s e s o n G l a s e r ' s s e c o n d c o m p o n e n t o f a n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y , u n d e r s t a n d i n g t h e i n i t i a l s t a t e o f t h e l e a r n e r . T h e e a r l i e s t s t u d i e s i n t h i s a r e a f o c u s e d o n t h e p r o b l e m s c o l l e g e s t u d e n t s h a v e w i t h p h y s i c s c o n c e p t s , b u t m o r e r e c e n t l y t h i s r e s e a r c h h a s e x p a n d e d t o s t u d y a ) m i s c o n c e p t i o n s a b o u t t o p i c s i n m a n y o t h e r b r a n c h e s o f s c i e n c e i n c l u d i n g b i o l o g y , c h e m i s t r y a n d e a r t h s c i e n c e , b ) c h i l d r e n o f a l l d i f f e r e n t a g e s , a n d c ) c r o s s c u l t u r a l s i m i l a r i t i e s a n d d i f f e r e n c e s i n m i s c o n c e p t i o n s . S i n c e m i s c o n c e p t i o n s a b o u t m o t i o n a n d a b o u t h e a t a n d t e m p e r a t u r e h a v e b e e n r e s e a r c h e d h e a v i l y , a r e v i e w o f t h e s t u d i e s o n t h e s e t o p i c s i s g i v e n n e x t t o i l l u s t r a t e h o w e v i d e n c e a b o u t s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e h a s b e e n d e v e 1 0 p i n g . T h e s e r e p r e s e n t a t i v e e x a m p l e s w i l l s h o w t h a t w h i l e k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s d o e s n o t a l w a y s g r o w i n a n e a t , o r d e r l y p r o g r e s s i o n , i t i s g r o w i n g . T h e e x p a n s i o n o f t h e r e s e a r c h f r o m a f o c u s o n c o l l e g e u n d e r g r a d u a t e s t o c r o s s - c u l t u r a l a n d c r o s s - a g e s t u d i e s i s n o t a b l e . F i n a l l y , t h e s e e x a m p l e s w i l l b e u s e d i n s u p p o r t o f s o m e g e n e r a l c o n c l u s i o n s a b o u t s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s t h a t c a n b e m a d e f r o m t h e l a r g e r b o d y o f r e s e a r c h i n t h i s a r e a . M i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . S e v e r a l r e s e a r c h e r s h a v e i d e n t i - f i e d s t r i k i n g m i s c o n c e p t i o n s a b o u t t h e m o t i o n o f o b j e c t s t h a t a p p e a r t o b e e m b e d d e d i n a s y s t e m a t i c , “ i n t u i t i v e “ t h e o r y o f m o t i o n t h a t i s i n c o n s i s t e n t w i t h a c c e p t e d N e w t o n i a n m e c h a n i c s ( M c C l o s k e y , 1 9 8 3 ) . I n f a c t , M c C l o s k e y f o u n d 3 5 t h e s e “ i n t u i t i v e “ t h e o r i e s t o b e s u r p r i s i n g l y s i m i l a r t o A r i s t o t e l i a n i d e a s . F o r e x a m p l e , M c C l o s k e y a s k e d c o l l e g e s t u d e n t s t o i m a g i n e a b a l l t i e d t o a s t r i n g a n d w h i r l e d o v e r a p e r s o n ' s h e a d i n a c i r c u l a r p a t h . W h a t w o u l d h a p p e n t o t h e b a l l i f t h e s t r i n g s u d d e n l y b r o k e ? W h i l e N e w t o n i a n m e c h a n i c s p r e d i c t s t h a t a n o b j e c t m o v e s i n a s t r a i g h t l i n e u n l e s s a c t e d o n b y a n e x t e r n a l f o r c e , o n e - t h i r d o f t h e s t u d e n t s p r e d i c t e d a c u r v e d t r a j e c t o r y f o r t h e b a l l . O n a n o t h e r t a s k , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o w a l k a c r o s s t h e r o o m a n d w h i l e t h e y w a l k e d t o d r o p a g o l f b a l l s o i t w o u l d h i t a t a r g e t o n t h e f l o o r . O n l y 4 5 % o f t h e s t u d e n t s a c t e d i n a w a y t h a t r e f l e c t e d a n u n d e r s t a n d i n g t h a t t h e b a l l w o u l d t r a v e l f o r w a r d a s i t f e l l . S u b s e q u e n t d i s c u s s i o n s w i t h t h e s t u d e n t s a b o u t a v a r i e t y o f t a s k s r e v e a l e d m a n y o f t h e m h e l d c o n s i s t e n t n o t i o n s t h a t o b j e c t s a r e k e p t i n m o t i o n b y a n i n t e r n a l f o r c e t h a t g r a d u a l l y d i s s i p a t e s . S i m i l a r t o t h e i m p e t u s t h e o r y h e l d b y s i x t e e n t h c e n t u r y s c i e n t i s t s , t h i s n a i v e t h e o r y h o l d s t h a t a n o b j e c t a c q u i r e s t h i s i m p e t u s o n l y w h e n i t i s p u s h e d o r t h r o w n , n o t w h e n i t i s p a s s i v e l y c a r r i e d . T h e r e f o r e , w h e n a c a r r i e d o b j e c t i s d r o p p e d , i t f a l l s s t r a i g h t d o w n . E v e n a t h i g h s p e e d s ( l i k e a p l a n e d r o p p i n g a b o m b ) s t u d e n t s e x p l a i n e d t h e r e w a s n o f o r c e t o m o v e t h e b o m b f o r w a r d s o i t w o u l d f a l l s t r a i g h t d o w n . I n a n o t h e r s t u d y 9 0 % o f o n e t e a c h e r ' s h i g h s c h o o l s t u d e n t s ( M i n s t r e l l , 1 9 8 4 ) e x p l a i n e d t h a t a f r i c t i o n l e s s w h e e l e d c a r t r o l l i n g w i t h a c o n s t a n t v e l o c i t y a c r o s s a h o r i z o n t a l , s m o o t h t a b l e t o p m u s t h a v e a c o n s t a n t f o r w a r d f o r c e o r p u s h t o k e e p i t g o i n g . I n t h e i r m o t i o n s c h e m a , t h e s e s t u d e n t s b e l i e v e d t h a t a p u s h p r o d u c e s m o t i o n , a n i d e a c o n s i s t e n t w i t h A r i s t o t e l i a n p h y s i c s a n d M c C l o s k e y ' s f i n d i n g s w i t h c o l l e g e s t u d e n t s . S i m i l a r r e s u l t s h a v e b e e n o b t a i n e d i n a n u m b e r o f s t u d i e s w i t h i m i v e r s i t y s t u d e n t s . F o r e x a m p l e , C l e m e n t ( 1 9 8 2 ) u s e d w r i t t e n t e s t s a n d v i d e o t a p e d p r o b l e m - s o l v i n g i n t e r v i e w s t o d e t a i l s e v e r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h i s ' m o t i o n i m p l i e s f o r c e ' c o n c e p t u a l s y s t e m i n c o l l e g e f r e s h m e n . H e n o t e d h o w ” d e e p - s e a t e d ” a n d 3 6 " p e r v a s i v e " t h e s e n o t i o n s a r e . I n a d d i t i o n , h e n o t e d t h e d i v e r s i t y o f s i t u a t i o n s i n w h i c h t h i s m i s c o n c e p t i o n s u r f a c e s . V i e n n o t ( 1 9 7 9 ) s h o w e d h o w h i g h l y s e l f - c o n s i s t e n t t h i s m i s c o n c e p t i o n i s a n d h o w f u n c t i o n a l i t i s i n e v e r y d a y e x p e r i e n c e . ” I t i s n o t p r i m i t i v e . . . l t r e p r e s e n t s a w o r k e d - o u t a n d e f f e c t i v e s y s t e m o f t h o u g h t , d e s p i t e b e i n g i n c o n f l i c t w i t h t h e y e t m o r e w o r k e d - o u t a n d e f f e c t i v e N e w t o n i a n s c h e m e . I t d e a l s w i t h o u t c o n t r a d i c t i o n w i t h m o s t s i t u a t i o n s e n c o u n t e r e d i n d a i l y l i f e " ( p . 2 1 3 ) . C h a m p a g n e , K l o p f e r , S o l o m o n , a n d C a h n ( 1 9 8 0 ) a n d L e B o u t e t - B a r r e l ] ( 1 9 7 6 ) f o u n d t h e s a m e m i s c o n c e p t i o n s i n b o t h h i g h s c h o o l a n d c o l l e g e s t u d e n t s , a n d S j p b e r g a n d L i e ( 1 9 8 1 ) d o c u m e n t e d i d e n t i c a l A r i s t o t e l i a n b e l i e f s a m o n g 1 6 - 1 9 y e a r - o l d N o r w e g i a n s e c o n d a r y s c h o o l s t u d e n t s . G i l b e r t a n d W a t t s ( 1 9 8 3 ) d e s c r i b e a n u m b e r o f o t h e r i n t e r n a t i o n a l s t u d i e s t h a t c o n s i s t e n t l y r e p o r t s i m i l a r m i s c o n c e p t i o n s a m o n g h i g h s c h o o l a n d c o l l e g e s t u d e n t s . H e l m ( 1 9 8 0 ) , f o r e x a m p l e , f o m d t h a t b o t h s t u d e n t s a n d t e a c h e r s u s e d s u c h m i s c o n c e i v e d n o t i o n s t o s o l v e m e c h a n i c s p r o b l e m s . B o t h I t a l i a n h i g h s c h o o l s t u d e n t s ( A i e l l o - N i c o s i a a n d S p e r a n d o - M i n e o , 1 9 8 0 ) a n d L e b a n e s e s t u d e n t s ( Z a ' R o u r , 1 9 7 5 ) s h a r e t h e s e c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . D i S e s s a ( 1 9 8 2 ) e x t e n d e d t h e s e f i n d i n g s t o y o u n g e r s t u d e n t s . S h e o b s e r v e d e i g h t s i x t h g r a d e r s i n t e r a c t i n g w i t h a m i c r o c o m p t u e r p r o g r a m , D y n a t u r t l e . F r o m a n a l y s i s o f t h e i r i n t e r a c t i o n s w i t h t h i s p r o g r a m a n d f r o m i n t e r v i e w s w i t h t h e s t u d e n t s s h e c o n c l u d e d t h a t t h e s t u d e n t s h e l d s u r p r i s i n g l y r o b u s t a n d c o n s i s t e n t A r i s t o t e l i a n n o t i o n s t h a t o b j e c t s s h o u l d g o i n t h e d i r e c t i o n t h e y a r e p u s h e d . I n a d d i t i o n , s h e n o t e d a s u r p r i s i n g d e g r e e o f c o m m o n a l i t y i n t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p - t i o n s . T h e y w e r e a l s o n e a r l y i d e n t i c a l t o t h e m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y o l d e r s t u d e n t s r e p o r t e d i n t h e o t h e r s t u d i e s . L a n g f o r d a n d Z o l l m a n ( 1 9 8 2 ) a l s o s t u d i e d e l e m e n t a r y s t u d e n t s ' b e l i e f s a b o u t m o t i o n . T h e y f o u n d t h a t b o t h e l e m e n t a r y a n d h i g h s c h o o l s t u d e n t s h e l d s t r o n g b e l i e f s i n t h e ' c o n s t a n t m o t i o n r e q u i r e s c o n s t a n t f o r c e ' m i s c o n c e p t i o n . T h u s , s t u d e n t s b e l i e v e d t h a t u n l e s s a n o b j e c t r e c e i v e s 3 7 c o n s t a n t f o r c e , m o t i o n i s ” u s e d u p " t m t i l s o m e o t h e r f o r c e , l i k e g r a v i t y , t a k e s o v e r . I n s u m , a l t h o u g h t h e s e s t u d i e s i n v e s t i g a t i n g m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n s p a n s t u d e n t s o f d i f f e r e n t a g e s , a p t i t u d e s , a n d n a t i o n a l i t i e s , t h e y a l l s e e m t o i d e n t i f y a f e w c o m m o n l y s h a r e d m i s c o n c e p t i o n s . S t u d e n t s d o n o t j u s t m a k e r a n d o m e r r o r s i n t r y i n g t o a n s w e r q u e s t i o n s o r s o l v e p r o b l e m s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . I n s t e a d , t h e y r e l y o n c o n s i s t e n t , s t r o n g l y h e l d p a t t e r n s o f t h i n k i n g a b o u t m o t i o n b a s e d o n t h e i r e v e r y d a y e x p e r i e n c e w i t h m o v e m e n t . T h e s e n a i v e t h e o r i e s a r e i n c o n f l i c t w i t h s c i e n t i f i c a l l y a c c e p t e d N e w t o n i a n e x p l a n a t i o n s o f m o t i o n . M i s c o n c e p t i o n s a b o u t h e a t a n d t e m p e r a t u r e . S t u d i e s a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h e a t h a v e b e e n l e s s n u m e r o u s , b u t t h e y a r e o f p a r t i c u l a r i n t e r e s t b e c a u s e o f t h e i r i n c r e a s e d f o c u s o n m i s c o n c e p t i o n s i n s c h o o l a g e c h i l d r e n a s o p p o s e d t o c o l l e g e - a g e s t u d e n t s . L i k e t h e s t u d i e s o n m o t i o n , r e s e a r c h e r s h a v e f o u n d a f e w c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s t h a t a r e s h a r e d b y m a n y s t u d e n t s . U n l i k e t h e s t u d i e s o n f o r c e a n d m o t i o n , t h e s e s t u d i e s m o r e o f t e n l o o k e d f o r e v i d e n c e o f d e v e l o p m e n t a l p a t t e r n s . E r i c k s o n ( 1 9 7 9 , 1 9 8 0 ) c o n d u c t e d c l i n i c a l i n t e r v i e w s w i t h s i x 1 3 y e a r - o l d s f o l l o w e d b y i n - d e p t h i n t e r v i e w s w i t h t e n 1 2 y e a r - o l d C a n a d i a n s t u d e n t s . H e f o u n d t h a t s t u d e n t s h e l d a n u m b e r o f t h e o r i e s a b o u t h e a t t h a t w e r e n o t c o n s i s t e n t w i t h t h e c o n t e m p o r a r y s c i e n t i f i c p a r a d i g m o f h e a t a s k i n e t i c e n e r g y . A c c o r d i n g t o t h e m o d e r n k i n e t i c v i e w , h e a t i s e n e r g y i n t r a n s i t . A s o n e t e x t b o o k ( B r i n k a n d J o n e s , 1 9 7 7 ) d e s c r i b e s t h i s v i e w : ” T h e e n e r g y w h i c h f l o w s f r o m a b o d y a t a h i g h t e m p e r a t u r e t o a b o d y a t a l o w t e m p e r a t u r e i s c a l l e d h e a t o n l y w h i l e i t i s f l o w i n g f r o m t h e o n e b o d y t o t h e o t h e r . A l l p a r t i c l e s a r e i n a s t a t e o f m o t i o n , a n d h e a t i s t h e e n e r g y i n t r a n s i t b e t w e e n m o v i n g p a r t i c l e s . T h e a v e r a g e k i n e t i c e n e r g y o f p a r t i c l e s d i f f e r s a c c o r d i n g t o t h e w a y i n w h i c h p a r t i c l e s o f d i f f e r e n t s u b s t a n c e s a r e b o u n d t o g e t h e r a n d t h e i r a r r a n g e m e n t . “ 3 8 I n c o n t r a s t t o t h i s k i n e t i c v i e w , t h e s t u d e n t s i n E r i c k s o n ' s t w o s t u d i e s v i e w e d h e a t a s a s u b s t a n c e w h i c h m o v e s t h r o u g h o b j e c t s a n d a c c u m u l a t e s i n o b j e c t s . T e m p e r a t u r e i s j u s t a m e a s u r e o f t h e a m o u n t o f h e a t i n a n o b j e c t ; h e a t a n d t e m p e r a t u r e a r e n o t d i s t i n g u i s h e d . E r i c k s o n a l s o d e s c r i b e d a c o m m o n t w o - c o m p o n e n t v i e w o f h e a t i n h i s s u b j e c t s . I n t h i s v i e w , h e a t h a s p o s i t i v e a n d n e g a t i v e q u a l i t i e s - - h o t a n d c o l d . E r i c k s o n n o t e d t h e s i m i l a r i t y o f m a n y o f t h e s t u d e n t s ' n o t i o n s t o t h e c a l o r i c t h e o r y o f h e a t p r e v a l e n t i n t h e l a t e 1 8 t h a n d e a r l y 1 9 t h c e n t u r i e s : t h a t h e a t i s a f l u i d ( c a l o r i c ) t h a t m o v e s t h r o u g h s u b s t a n c e s . I n F r a n c e , T i b e r g h i e n ( 1 9 7 9 ) a l s o n o t e d a l i m i t e d n u m b e r o f c o m m o n , e r r o - n e o u s w a y s o f t h i n k i n g a b o u t h e a t a m o n g 1 2 - 1 3 y e a r o l d s . L i k e E r i c k s o n ' s s u b j e c t s , t h e s e s t u d e n t s a l s o t h o u g h t o f h e a t a s a f l u i d t h a t c a n m o v e o v e r t h e s u r f a c e o f o b j e c t s . F o r e x a m p l e , s o m e s t u d e n t s e x p l a i n e d t h a t s o l i d o b j e c t s c a n g e t h o t i n t h e c e n t e r b y h e a t f l o w i n g t h r o u g h h o l e s i n t h e s o l i d . T i b e r g h i e n a l s o n o t e d a n o t h e r m i s c o n c e p t i o n i n w h i c h s t u d e n t s t a l k e d a b o u t h e a t a s a p r o p e r t y o f a n o b j e c t . H o l d i n g t h i s v i e w , s t u d e n t s o f t e n t a l k e d a b o u t h e a t a s a v e r b : ' h o t t h i n g s h e a t a n d c o l d t h i n g s c o o l . " S h a y e r a n d W y l a m ( 1 9 8 1 ) f o l l o w e d u p o n E r i c k s o n ' s s t u d y w i t h a l a r g e r s t u d y u s i n g w r i t t e n t e s t s . I n E n g l a n d , t h e y g a v e t e s t s t o 1 0 - 1 3 y e a r - o l d s t u d e n t s t o d e t e r m i n e w h a t k i n d o f c o n c e p t i o n s o f h e a t s t u d e n t s h e l d . T h e y c o n c l u d e d t h a t i t w a s p o s s i b l e t o m a p t h e d e v e l o p m e n t o f s t u d e n t s ' c o n c e p t s o f h e a t o n t o P i a g e t i a n s t a g e s o f d e v e l o p m e n t . L i k e A l b e r t ( 1 9 7 8 ) , w h o c o n d u c t e d 4 0 i n t e r v i e w s w i t h 4 - 9 y e a r o l d s , S h a y e r a n d W y l a m c l a i m t h a t c h i l d r e n ' s d e v e l o p i n g c o n c e p t s o f h e a t w e r e n o t m a i n l y d e p e n d e n t o n s t u d e n t s ' p r e v i o u s e x p e r i e n c e ( a s a r g u e d b y E r i c k s o n ) b u t f o l l o w e d p r e d i c t a b l e d e v e l o p m e n t a l s t a g e s . S t r a u s s a n d S t a v y ( 1 9 8 1 , 1 9 8 2 , 1 9 8 3 ) a l s o l o o k e d a t d e v e l o p m e n t a l t r e n d s i n t h e i r s t u d i e s o f t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n c h i l d r e n ' s r e p r e s e n t a t i o n s o f n o n s p o n - t a n e o u s , s c h o o l - l e a r n e d k n o w l e d g e a b o u t h e a t a n d t h e i r c o m m o n s e n s e , e v e r y d a y 3 9 s p o n t a n e o u s u n d e r s t a n d i n g o f t h e s a m e c o n c e p t . I n o n e t a s k , t w o c u p s o f w a t e r t h a t t h e e x p e r i m e n t e r c a l l e d " c o l d w a t e r t h a t i s t h e s a m e t e m p e r a t u r e " w e r e p o u r e d i n t o a t h i r d c u p . T h e c h i l d r e n w e r e a s k e d w h e t h e r t h e t e m p e r a t u r e i n t h e t h i r d c u p w a s t h e s a m e . C h i l d r e n a g e d 4 t o 5 o f t e n c o r r e c t l y s a i d i t w o u l d b e t h e s a m e , g i v i n g t h e r e a s o n t h a t t h e w a t e r i s s t i l l t h e s a m e w a t e r . O l d e r s t u d e n t s , a g e s 5 t o 8 ' , m a d e i n c o r r e c t j u d g m e n t s a n d s a i d t h e w a t e r i n t h e t h i r d c u p w o u l d b e t w i c e a s c o l d b e c a u s e i t h a s t w i c e a s m u c h w a t e r . S t i l l o l d e r c h i l d r e n p r o d u c e d c o r r e c t p r e d i c t i o n s a n d j u s t i f i e d t h e m i n m u c h t h e s a m e w a y a s t h e y o u n g e s t s t u d e n t s . I n a d d i t i o n , c h i l d r e n w h o g a v e i n c o r r e c t p r e d i c t i o n s o f t e n r e v e r s e d t h e i r p r e d i c t i o n s w h e n t h e q u e s t i o n a s s i g n e d n u m e r i c a l r e p r e s e n t a t i o n s t o t h e c u p s : I f c u p A i s 1 0 ° C a n d c u p B i s 1 0 ° C , w h a t w i l l b e t h e t e m p e r a t u r e o f t h e w a t e r w h e n p o u r e d i n t o c u p C ? A l t h o u g h t h e s e s t u d e n t s h a d p r e d i c t e d t h a t t h e w a t e r i n c u p C w o u l d b e t w i c e a s c o l d , t h e i r n u m e r i c a l p r e d i c t i o n w a s o f t e n 2 0 ° ( t w i c e a s h o t ) . T h e y d i d n o t s e e t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e s e t w o a n s w e r s a n d v i e w e d t h e q u e s t i o n s a s t w o d i f f e r e n t q u e s t i o n s . S t r a u s s e x p l a i n e d t h e U - s h a p e d d e v e l o p m e n t p a t t e r n a s a n i n t e r f e r i n g e f f e c t o f f o r m a l s c h o o l k n o w l e d g e w i t h c h i l d r e n ' s i n t u i t i v e l y c o r r e c t a n s w e r s . F r o m m y o w n s m a l l i n t e r v i e w s t u d y ( 1 9 8 4 a ) w i t h s e v e n s t u d e n t s r a n g i n g i n a g e f r o m 5 t o 2 5 , I w a s s t r u c k b y t h e s i m i l a r i t i e s i n b e l i e f s a c r o s s t h e a g e s p a n . T h u s , 1 1 1 t h e s t u d e n t s a n s w e r e d a t l e a s t s o m e o f t h e q u e s t i o n s u s i n g c a l o r i c n o t i o n s o f h e a t ( “ h e a t m o v e s f r o m t h e h o t s o u p u p t h e s p o o n ” ) , a n d m o s t h a d n o t i o n s t h a t h e a t a n d c o l d w e r e t w o d i f f e r e n t c o n c e p t s ( " i c e c o o l s o f f s u r r o u n d i n g h o t w a t e r " ) . H o l l o n a n d A n d e r s o n ( 1 9 8 5 ) f o u n d s i m i l a r p a t t e r n s o f t h o u g h t i n c o l l e g e s t u d e n t s , m a n y o f w h o m h a d h a d h i g h s c h o o l c h e m i s t r y a n d / o r p h y s i c s i n s t r u c t i o n . T h u s , i t s e e m s m o r e c o n v i n c i n g t o e x p l a i n a g e d i f f e r e n c e s a s a r e s u l t o f s c h o o l e f f e c t s t h a n d e v e l o p m e n t p e g s _ e . F o r e x a m p l e , t h e h i g h s c h o o l s t u d e n t i n m y s t u d y h a d t a k e n c h e m i s t r y a n d w a s c u r r e n t l y t a k i n g p h y s i c s . W h i l e s h e 4 0 a n s w e r e d m o s t o f m y q u e s t i o n s u s i n g h e r s c h o o l - l e a r n e d k n o w l e d g e r e f l e c t i n g a k i n e t i c v i e w o f h e a t , c e r t a i n q u e s t i o n s t r i g g e r e d t h i n k i n g t h a t w a s c l e a r l y b a s e d o n h e r r e a l - w o r l d e x p e r i e n c e s . F o r t h e s e q u e s t i o n s , s h e a b a n d o n e d t h e k i n e t i c e x p l a n a t i o n s a n d r e v e a l e d t h e s a m e k i n d o f c a l o r i c n o t i o n s a s t h e o t h e r s t u d e n t s . W i s e r a n d C a r e y ( 1 9 8 3 ) t r a c e d h i s t o r i c a l c o n c e p t i o n s o f h e a t a n d t e m p e r a - t u r e t h a t p a r a l l e l m a n y o f t h e s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s o f h e a t d e s c r i b e d i n t h i s g r o u p o f s t u d i e s . F o r e x a m p l e , t h e y d e s c r i b e d t h e A r i s t o t e l i a n v i e w t h a t h e a t a n d c o l d a r e q u a l i t i e s , l i k e d i f f e r e n t c o l o r h u e s , a n d t h a t b o t h h o t a n d c o l d o b j e c t s c a n e m i t h e a t o r c o l d . T h e s e i d e a s w e r e h e l d b y s t u d e n t s i n t h e E r i c k s o n , T i b e r g h i e n , a n d R o t h s t u d i e s . S t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s o f h e a t h a v e n o t b e e n a s h e a v i l y r e s e a r c h e d a s t h e n o t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n , b u t p a t t e r n s i n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h e a t b e a r s o m e i m p o r t a n t s i m i l a r i t i e s t o t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . F o r e x a m p l e , t h e r e a r e a f e w c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y s t u d e n t s o f v a r y i n g a g e s a n d n a t i o n a l i t i e s . T h e r e a l s o s e e m t o b e s i m i l a r p a r a l l e l s b e t w e e n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d h i s t o r i c a l p a t t e r n s o f t h i n k i n g a b o u t h e a t . S u m m a r y : C h a r a c t e r i s t i c s o f m i s c o n c e p t i o n s . M a n y o t h e r s t u d i e s h a v e i n v e s t i g a t e d s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a b o u t a v a r i e t y t o p i c s c o m m o n l y t a u g h t i n t h e s c h o o l s c i e n c e c u r r i c u l u m . T a b l e 2 . 1 p r e s e n t s i n a b b r e v i a t e d f o r m a s a m p l i n g i n d i c a t i n g t h e r a n g e o f t h e s e r e s u l t s . S t u d i e s o f S t u d e n t M i s c o n c e p t i o n s 4 1 T a b l e 2 . 1 R e s e a r c h e r s N a t u r e o f M i s c o n c e p t i o n s S t u d e n t s A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 3 a S t e a d a n d O s b o r n e , 1 9 8 0 B e l l , 1 9 8 1 C h a m p a g n e e t a l . , 1 9 8 0 N o v i c k a n d N u s s b a u m , 1 9 7 8 N u s s b a u m a n d N o v a k , 1 9 7 6 N u s s b a u m a n d S h a r o n i - D a g a n , 1 9 8 3 M a l i a n d H o w e , 1 9 7 9 D u n c a n a n d J o h n s t o n e , 1 9 7 3 R o w e l l a n d D a w s o n , 1 9 7 7 l i g h t e n a b l e s u s t o s e e b y s h i n i n g o n o b j e c t s a n d b r i g h t e - n i n g t h e m u p l i g h t f r o m a c a n d l e g o e s f u r t h e r a t n i g h t E l e c t r i c c u r r e n t i s u s e d u p i n a l i g h t b u l b h e a v i e r o b j e c t s f a l l f a s t e r t h a n l i g h t e r o b j e c t s m a t t e r i s c o n t i n u o u s ( v _ s . p a r t i c u l a t e t h e o r y o f m a t t e r ) ' D o w n " d i r e c t i o n s a t d i f f e r e n t p o i n t s o n e a r t h a r e a l w a y s p a r a l l e l t o e a c h o t h e r “ P e o p l e c a n o n l y l i v e o n t h e t o p o f t h e e a r t h " O n e m o l e o f a c o m - p o r m d w i l l a l w a y s r e a c t w i t h o n e m o l e o f a n o t h e r e x p l a i n f l o a t i n g a n d s i n k i n g i n t e r m s o f h e a v i e r / l i g h t e r ( E : r e l a t i v e d e n s i t y ) 5 t h g r a d e r s 8 - 1 1 y r o l d s 8 - 1 1 y r o l d s b e g i n n i n g c o l l e g e p h y s i c s s t u d e n t s , A u s t r a l i a n 1 4 y r o l d , I s r a e l i 2 n d g r a d e , U . S . 4 t h — 8 t h g r a d e s , I s r a e l i c r o s s - a g e , N e p a l i 1 4 - 1 5 y r o l d s 9 t h g r a d e , A u s t r a l i a n 4 2 F r o m a l l t h i s r e s e a r c h , s o m e g e n e r a l c o n c l u s i o n s c a n b e d r a w n a b o u t t h e n a t u r e o f s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s : 1 . S t u d e n t s h a v e ” d e s c r i p t i v e a n d e x p l a n a t o r y s y s t e m s , " o r m i s c o n - c e p t i o n s f o r m a n y s c i e n t i f i c c o n c e p t s t h a t t h e y h a v e d e v e l o p e d f r o m t h e i r r e a l - w o r l d e x p e r i e n c e s ( C h a m p a g n e , K l o p f e r , a n d G u n - s t o n e , 1 9 8 2 ) . 2 . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s a r e d i f f e r e n t i n s i g n i f i c a n t w a y s f r o m t h e s c i e n t i f i c v i e w s t h a t s t u d e n t s a r e t a u g h t i n s c h o o l . 3 . T h e m i s c o n c e p t i o n s a r e r e m a r k a b l y c o n s i s t e n t a c r o s s s t u d e n t s o f d i f f e r e n t a g e s a n d n a t i o n a l i t i e s . 4 . F o r e a c h t o p i c i n t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m , t h e r e a r e g e n e r a l l y a f e w c o m m o n l y h e l d m i s c o n c e p t i o n s . 5 . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s a r e n o t e a s y f o r t r a i n e d s c i e n t i s t s t o p r e d i c t , a n d t h e y c a n o n l y b e r e v e a l e d b y c a r e f u l l y d e s i g n e d i n t e r v i e w a n d t e s t q u e s t i o n s . 6 . M i s c o n c e p t i o n s o f t e n p a r a l l e l e a r l y h i s t o r i c a l s c i e n t i f i c n o t i o n s . E f f e c t s o f S c i e n c e I n s t r u c t i o n o n M i s c o n c e p t i o n s F r o m t h e p r o c e s s o f d i a g n o s i n g s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d c o m p a r i n g t h e m t o s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s , r e s e a r c h e r s q u i c k l y b e g a n t o s e n s e t h a t i n s t r u c t i o n w a s f a i l i n g t o h e l p s t u d e n t s m o d i f y o r a b a n d o n t h e i r f a u l t y t h i n k i n g . T h e r e f o r e , r e s e a r c h e r s b e g a n t o e x p l o r e t h e e f f e c t s o f e x i s t i n g i n s t r u c t i o n o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . L i k e t h e p a t h o l o g i s t w h o d i s c o v e r s t h a t t r e a t m e n t x i s n o t c u r i n g d i s e a s e y f o r p a t i e n t 2 , t h e s e r e s e a r c h e r s w a n t e d t o l m o w n o t j u s t , ' I s t h e t r e a t m e n t / i n s t r u c t i o n w o r k i n g ? " T h e y a l s o w a n t e d t o u n d e r s t a n d w h a t k i n d o f i n s t r u c t i o n w a s f a i l i n g , w _ h y i n s t r u c t i o n w a s f a i l i n g , a n d f o r w _ h g i p i t w a s f a i l i n g . F r o m t h i s r e s e a r c h c o m e s t h e u n e q u i v o c a l c o n c l u s i o n t h a t m i s c o n c e p t i o n s o f t e n i n t e r f e r e w i t h c l a s s r o o m l e a r n i n g o f s c i e n t i f i c c o n c e p t s ( N u s s b a u m a n d N o v i c k , 1 9 8 2 b ; C h a m p a g n e e t a l . , 1 9 8 2 ) . T h u s , s t u d e n t s ' l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s i n s c i e n c e c l a s s e s a r e o f t e n n o t d u e t o a . 1 1 9 3 . o f p r i o r k n o w l e d g e o r t o i m p o v e r i s h e d p r i o r k n o w l e d g e b u t t o t h e i r c o n f l i c t i n , i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e . A s t u d e n t i n t e r p r e t s i n s t r u c t i o n i n t e r m s o f h i s / h e r o w n n a i v e p e r s p e c t i v e , g i v i n g i n s t r u c t i o n 4 3 q u i t e d i f f e r e n t m e a n i n g t h a n t h o s e i n t e n d e d b y t h e t e a c h e r . T h e l e a r n e r m a y r e m a i n u n a w a r e o f t h i s c o n f l i c t a n d b e t o t a l l y s a t i s f i e d w i t h h i s o w n i n t e r p r e t a - t i o n . T h e t e a c h e r , t o o , m a y b e t o t a l l y u n a w a r e o f h o w t h e s t u d e n t h a s “ m a d e s e n s e " o f i n s t r u c t i o n . M u c h o f t h e e v i d e n c e f o r t h i s c o n c l u s i o n c o m e s f r o m s t u d i e s o f c o l l e g e l e v e l p h y s i c s i n s t r u c t i o n . H e r e s e v e r a l r e s e a r c h e r s h a v e d o c u m e n t e d t h e s u r p r i s i n g r o b u s t n e s s o f s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . C l e m e n t ( 1 9 8 2 ) f o u n d , f o r e x a m p l e , t h a t a n a l a r m i n g l y h i g h n u m b e r o f s t u d e n t s e n d e d a o n e - s e m e s t e r i n t r o d u c t o r y c o u r s e f o r e n g i n e e r s a n d s c i e n c e m a j o r s u s i n g m i s c o n c e p t i o n s t o a n s w e r m o t i o n q u e s t i o n s a b o u t p e n d u l u m s , c o i n t o s s i n g , a n d r o c k e t p a t h s . O n a c o i n t o s s q u e s t i o n , f o r e x a m p l e , t h e p e r c e n t a g e o f e r r o r s c h a n g e d o n l y f r o m 8 8 % t o 7 5 % a f t e r i n s t r u c - t i o n . L e B o u t e t - B a r r e l l ( 1 9 7 6 ) f o u n d a s i m i l a r p e r s i s t e n c e o f m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n i n b o t h h i g h s c h o o l a n d c o l l e g e s t u d e n t s . C h a m p a g n e , K l o p f e r , S o l o m o n a n d C a h n ( 1 9 8 0 ) a l s o s t u d i e d c o l l e g e s t u d e n t s ' l e a r n i n g a b o u t c l a s s i c a l m e c h a n i c s . S t u d e n t s ' p r i o r c o n c e p t i o n s w e r e f o u n d t o i n h i b i t t h e i r i m d e r s t a n d i n g a n d d i s t o r t t h e i r o b s e r v a t i o n s a n d i n t e r p r e t a t i o n s o f e x p e r i m e n t s . T r o w b r i d g e a n d M c D e r m o t t ( 1 9 8 0 ) u s e d o v e r 3 0 0 d e m o n s t r a t i o n i n t e r v i e w s a b o u t s i m p l e , o b s e r v a b l e r e a l ~ w o r l d m o t i o n s t o a s s e s s t h e u n d e r s t a n d i n g o f v e l o c i t y a m o n g s t u d e n t s e n r o l l e d i n a w i d e v a r i e t y o f i n t r o d u c t o r y c o l l e g e p h y s i c s c o u r s e s . T h e s t u d e n t p o p u l a t i o n i n c l u d e d i n - s e r v i c e e l e m e n t a r y t e a c h e r s , a c a - d e m i c a l l y d i s a d v a n t a g e d s t u d e n t s , n o n - c a l c u l u s g e n e r a l p h y s i c s s t u d e n t s i n a s e l f - p a c e d c o u r s e , a n d c a l c u l u s p h y s i c s s t u d e n t s . T h e m e a s u r e o f u n d e r s t a n d i n g u s e d w a s “ t h e d e g r e e t o w h i c h a n i n d i v i d u a l s u c c e s s f u l l y a p p l i e s t h a t c o n c e p t t o t h e i n t e r p r e t a t i o n o f s i m p l e m o t i o n s o f r e a l o b j e c t s . " ( p . 1 0 2 0 ) T h u s , t h e r e s e a r c h e r s w e r e l o o k i n g f o r m e a n i n g f u l l e a r n i n g . O n t h e p r e t e s t o v e r o n e - t h i r d o f t h e s t u d e n t s h e l d t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t r e l a t i v e v e l o c i t y c a n b e d e t e r m i n e d u s i n g a p o s i t i o n c r i t e r i o n : T a s k s B a l l s a r e r o l l e d , B a l l A w i t h u n i f o r m m o t i o n a n d B a l l B w i t h a n i n i t i a l v e l o c i t y f a s t e r t h a n B a l l A . B a l l B i s l a t e r s l o w e d b y a g e n t l e i n c l i n e . B a l l B i n i t i a l l y p a s s e s B a l l A , b u t l a t e r B a l l A p a s s e s B a l l B . I : D o t h e y e v e r h a v e t h e s a m e s p e e d ? 8 : W e l l , i t ' s h a r d t o s a y . I t s e e m s l i k e t h e y w o u l d . . . Y e a h , t h e y a r e , b e c a u s e l i k e w h e n I ' m d r i v i n g d o w n t h e f r e e w a y y o u k n o w h o w y o u h a t e t o h a v e s o m e o n e d i r e c t l y o n t h e s i d e o f y o u . . . I a s s u m e t h a t , e v e n t h o u g h h e m i g h t h a v e b e e n b e h i n d m e , t h a t h e ' s c a u g h t u p , a n d n o w h e ' s n e c k a n d n e c k w i t h m e f o r a w h i l e , s o h e m u s t b e g o i n g t h e s a m e s p e e d e v e n t h o u g h h e p a s s e s m e . S o a t t h e t i m e w h e n w e ' r e t o g e t h e r , w e ' r e p r o b a b l y g o i n g t h e s a m e s p e e d . ” ( p . 1 0 2 3 ) . A f t e r i n s t r u c t i o n o n e - f i f t h o f t h e s t u d e n t s s t i l l h e l d t h i s p o s i t i o n c r i t e r i o n m i s c o n c e p t i o n . I n t h e i r c o n c l u s i o n s , t h e r e s e a r c h e r s e m p h a s i z e d t h e d a n g e r o f a s s e s s i n g u n d e r s t a n d i n g o n t h e b a s i s o f t e c h n i c a l v o c a b u l a r y s t u d e n t s u s e o r t h e g r a d e s t h e y r e c e i v e . T h e y f o u n d t h a t t h e i n a b i l i t y t o d i s c r i m i n a t e b e t w e e n r e l a t e d c o n c e p t s w a s o f t e n a c c o m p a n i e d b y a m b i g u o u s u s e o f t e c h n i c a l v o c a b u - l a r y . I n t h e s e l f - p a c e d g e n e r a l p h y s i c s c l a s s , s t u d e n t s w h o c o n f u s e d v e l o c i t y a n d p o s i t i o n o n t h e “ r e a l - w o r l d “ e x p e r i m e n t a l t a s k s o f t e n w e r e q u i t e s u c c e s s f u l s o l v i n g c o n v e n t i o n a l e x a m q u e s t i o n s a n d i n r e c e i v i n g g o o d g r a d e s . C h a m p a g n e , K l o p f e r , a n d A n d e r s o n ( 1 9 8 0 ) f o m d t h a t 8 0 % o f b e g i n n i n g c o l l e g e p h y s i c s s t u d e n t s b e l i e v e d t h a t h e a v i e r o b j e c t s f a l l f a s t e r t h a n l i g h t e r o n e s . U p o n f u r t h e r i n v e s t i g a t i o n , t h e y f o u n d t h a t s t u d e n t s i n t h e s a m p l e w h o h a d s t u d i e d h i g h s c h o o l p h y s i c s d i d n o t h a v e b e t t e r n o t i o n s t h a n t h o s e w i t h n o p r i o r p h y s i c s i n s t r u c t i o n . T h e s e s t u d i e s o f t h e e f f e c t s o f c o l l e g e l e v e l i n s t r u c t i o n h a v e f o c u s e d m a i n l y o n s t u d e n t s ' p r e - a n d p o s t - i n s t r u c t i o n a l c o n c e p t i o n s . F e w r e s e a r c h e r s h a v e l o o k e d s p e c i f i c a l l y a t w h a t g o e s o n d u r i n g i n s t r u c t i o n a n d h o w t h a t i n f l u e n c e s s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s . T h a t i s , v e r y f e w s t u d i e s h a v e l o o k e d a t G l a s e r ' s t h i r d c o m p o n e n t o f a n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y : i d e n t i f y i n g l e a r n i n g t r a n s i t i o n p r o c e s s e s . 4 5 I n o n e s t u d y t h a t d i d a d d r e s s G l a s e r ' s t h i r d c o m p o n e n t , A n d e r s o n a n d S m i t h ( 1 9 8 3 a a n d b ) , u s e d n a t u r a l i s t i c o b s e r v a t i o n s o f f i f t h g r a d e s c i e n c e t e a c h i n g t o t r a c e t h e i n f l u e n c e o f i n s t r u c t i o n o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s . P r e - a n d p o s t t e s t s d e s i g n e d t o r e v e a l s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a b o u t l i g h t a n d s e e i n g a n d c l i n i c a l i n t e r v i e w s w e r e u s e d t o d o c u m e n t s t u d e n t l e a r n i n g . A s i n t h e T r o w b r i d g e a n d M c D e r m o t t s t u d y , t e s t q u e s t i o n s r e q u i r e d s t u d e n t s t o a p p l y b a s i c c o n c e p t s t o m a k e p r e d i c t i o n s a b o u t t h e b e h a v i o r o f l i g h t i n e v e r y d a y s i t u a t i o n s . A f t e r 4 - 6 w e e k s o f ' g o o d " s c i e n c e i n s t r u c t i o n u s i n g a t e x t b o o k , d e m o n s t r a t i o n s , a n d d i s c u s s i o n , 7 8 % o f t h e s t u d e n t s r e m a i n e d c o m m i t t e d t o t h e i d e a t h a t s e e i n g i s t m c o n n e c t e d t o t h e r e f l e c t i o n o f l i g h t . I n t h e i r v i e w , l i g h t s h i n e s o n o b j e c t s a n d b r i g h t e n s t h e m u p s o t h a t w e c a n l o o k o u t a n d s e e t h e o b j e c t . T h e s t u d e n t s h a d d i s t o r t e d i n s t r u c t i o n t o m a k e i t f i t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T h e y f a i l e d t o u n d e r g o m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e . D e t a i l e d a n a l y s e s o f i n s t r u c t i o n b y f i v e t e a c h e r s p r o v i d e d p o w e r f u l e x p l a n a - t i o n s o f h o w s t u d e n t s c o u l d c l i n g t o t h e s e m i s c o n c e p t i o n s d e s p i t e i n s t r u c t i o n ( A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 3 b ) . O n e c r i t i c a l f a c t o r , f o r e x a m p l e , w a s t h a t t e a c h e r s w e r e u n a w a r e o f t h e s e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s e v e n a f t e r g i v i n g t h e i r f i n a l t e s t s . T h u s , t h e y g l o s s e d o v e r c r i t i c a l p o i n t s , a c c e p t e d s t u d e n t a n s w e r s a s c o r r e c t t h a t s o u n d e d “ p r e t t y g o o d ” o n t h e s u r f a c e b u t i n f a c t r e v e a l e d m i s c o n c e p t i o n s , f a i l e d t o p o s e c r i t i c a l q u e s t i o n s , f o c u s e d o n f a c t s ( i . e . , t h e p a r t s o f t h e e y e ) a t t h e e x p e n s e o f c o n c e p t s ( w h a t d o e s t h e e y e h a v e t o d o w i t h l i g h t ) , e t c . I n s t r u c t i o n i n t h e s e c l a s s r o o m s f o c u s e d o n a c c u r a t e p r e s e n t a t i o n o f s c i e n t i f i c c o n c e p t s . I f s t u d e n t s f a i l e d t o u n d e r s t a n d , i t w a s a s s u m e d t h e y d i d n ' t l i s t e n o r j u s t w e r e n ' t i n t e l l e c t u a l l y r e a d y t o u n d e r s t a n d a b s t r a c t i d e a s . D i s c u s s i o n q u e s t i o n s , w o r k - s h e e t s , a n d t e s t q u e s t i o n s a l l w e r e e v a l u a t e d i n t e r m s o f r i g h t o r w r o n g . N o a t t e m p t w a s m a d e t o u n d e r s t a n d h o w s t u d e n t t h i n k i n g w a s g o i n g w r o n g . 4 6 O s b o r n e a n d W i t t r o c k ( u n d a t e d ) r e p o r t s i m i l a r f i n d i n g s f r o m n a t u r a l i s t i c o b s e r v a t i o n s d o n e b y T a s k e r ( 1 9 8 1 ) . L i k e A n d e r s o n a n d S m i t h , h e f o u n d t h a t t e a c h e r s w e r e u n a w a r e o f s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d t h a t s t u d e n t s d e v e l o p e d u n d e r s t a n d i n g s o f e x p e r i m e n t s a n d o t h e r i n s t r u c t i o n t h a t w e r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h o s e i n t e n d e d b y t h e t e a c h e r . S t u d e n t s s p e n t m o s t o f t h e i r t i m e m a k i n g " e x e c u t i v e t y p e d e c i s i o n s " ( W h a t d o w e d o n o w ? ) a n d v e r y l i t t l e t i m e a c t u a l l y t h i n k i n g a b o u t s c i e n c e c o n c e p t s . T y p i c a l a s s e s s m e n t p r a c t i c e s s t r e s s e d n e a t l y w r i t t e n l a b o r a t o r y r e p o r t s a n d t h e p r o d u c t i o n o f a p p r o p r i a t e s t a t e m e n t s o n t e s t s , i n s t e a d o f a s s e s s m e n t s t h a t s e a r c h e d o u t h o w s t u d e n t s r e a l l y t h i n k . T h i s k i n d o f a s s e s s m e n t e n c o u r a g e d n o n m e a n i n g f u l k i n d s o f " l e a r n i n g " . W h a t c o n c l u s i o n s c a n b e d r a w n f r o m t h e s e s t u d i e s o f t h e f a i l u r e s o f i n s t r u c t i o n t o c h a n g e s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e ? T h e m o s t i m p o r t a n t c o n c l u s i o n i s t h a t f o r m a l i n s t r u c t i o n n o r m a l l y d o e s n o t c h a n g e s t u d e n t s ' e v e r y d a y n o t i o n s a b o u t s c i e n t i f i c p h e n o m e n a . A s G u n s t o n e a n d W h i t e ( 1 9 8 1 ) c o n c l u d e d f r o m t h e i r s t u d y o f p h y s i c s i n s t r u c t i o n : ” s t u d e n t s k n o w a l o t o f p h y s i c s b u t d o n o t r e l a t e i t t o t h e e v e r y d a y w o r l d . " S t u d e n t s h a v e t h e i r o w n i n t e r p r e t a t i o n s o f t h e w o r l d ( r e a l - w o r l d k n o w l e d g e ) t h a t a r e o f t e n i n c o n f l i c t w i t h t h e s c i e n t i f i c v i e w o f t h e w o r l d p r e s e n t e d t o t h e m i n s c i e n c e c l a s s ( d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e ) . T o r e c o n c i l e t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e i r o w n n o t i o n s a n d t h o s e p r e s e n t e d b y t h e t e a c h e r , s t u d e n t s e i t h e r a ) i g n o r e o r r e j e c t t h e s c i e n t i f i c n o t i o n , a n d c l i n g t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n , b ) d i s t o r t t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n t o f i t t h e i r o w n i n c o r r e c t f r a m e w o r k , o r c ) r o t e l y m e m o r i z e t h e n e w c o n c e p t i o n w i t h o u t c o n n e c t i n g i t i n a n y w a y t o t h e i r o w n " r e a l - w o r l d " c o n c e p t i o n s . C u r r e n t t e a c h i n g p r a c t i c e s e n c o u r a g e t h e l a s t o f t h e s e a p p r o a c h e s t o " l e a r n i n g ” a n d f a i l t o h e l p s t u d e n t s a c h i e v e m e a n i n g f u l l e a r n i n g . T h u s , s t u d e n t s a r e n o t u s i n g s c h o o l i n s t r u c t i o n t o m o d i f y , c h a n g e , o r r e p l a c e t h e i r e r r o n e o u s c o n c e p t i o n s w i t h s c i e n t i f i c c o n c e p - t i o n s . 4 7 C o n c l u s i o n : W h y i s M e a n i n g f u l L e a r n i n g ) D i f f i c u l t i n S c i e n c e C l a s s e s ? E a r l i e r I g a v e a n e x a m p l e f r o m m y o w n t e a c h i n g , a n d I a s k e d t w o q u e s t i o n s a b o u t t h e e p i s o d e : W h a t w a s s o s p e c i a l a b o u t t h e l e a r n i n g t h a t M i n d y H a r p e r a c h i e v e d ? W h y d i d s o m a n y o f m y s t u d e n t s f a i l t o a c h i e v e t h a t k i n d o f u n d e r s t a n d i n g ? I b e l i e v e t h a t M i n d y ' s l e a r n i n g w a s s p e c i a l b e c a u s e i t w a s m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g a c h i e v e d b y a s t u d e n t w h o n o r m a l l y d i d w e l l i n s c h o o l b y w o r k i n g h a r d a t a d d i t i o n l e a r n i n g . A t t h i s p o i n t I h a v e n o i d e a w h a t i n s t r u c t i o n a l e v e n t ( s ) t r i g g e r e d h e r c o n c e p t u a l c h a n g e , b u t h e r r e s p o n s e t o i n s t r u c t i o n r e v e a l e d t h a t s h e h a d m o s t l i k e l y g i v e n u p h e r n a i v e w a y s o f v i e w i n g t h e h u m a n b o d y a s c o n t a i n i n g c e r t a i n p a r t s t h a t e a c h h a v e d i s c r e t e f u n c t i o n s i n f a v o r o f a s c i e n t i f i c v i e w t h a t a l l t h e s e p a r t s h a v e i m p o r t a n t i n t e r a c t i o n s w i t h e a c h o t h e r . T h i s l e a r n i n g w a s s p e c i a l b e c a u s e i t s t o o d i n s u c h s t a r k c o n t r a s t w i t h t h e k i n d o f l e a r n i n g I a c c e p t e d a s s a t i s f a c t o r y m o s t o f t h e t i m e f o r m o s t o f m y s t u d e n t s . M a n y o f m y s t u d e n t s p r o b a b l y h e l d s i m i l a r m i s c o n c e p t i o n s , b u t i n s t r u c t i o n f a i l e d t o h e l p t h e m s e e t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e s c i e n t i f i c v i e w I w a s p r e s e n t i n g a n d t h e i r o w n n a i v e v i e w s . A s t h e i r t e a c h e r , i t n e v e r o c c u r r e d t o m e t h a t t h e i r n a i v e t h e o r i e s m i g h t b e c a u s i n g t h e i r f a i l u r e t o r e a l l y m a k e s e n s e o f i n s t r u c t i o n . I n f a c t , I o f t e n d i d n o t e v e n r e c o g n i z e t h e i r l e a r n i n g f a i l u r e s . M y t e s t s a n d o t h e r a s s e s s m e n t s o f l e a r n i n g w e r e s t r u c t u r e d i n a w a y t h a t s t u d e n t s c o u l d d o w e l l b y u s i n g t h e a d d i t i o n l e a r n i n g s t r a t e g y . T h e r e s e a r c h r e v i e w e d h e r e , h o w e v e r , p r o v i d e s c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t s t u d e n t s o f t e n f a i l t o d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f s c i e n t i f i c p h e n o m e n a , b e c a u s e t r a d i t i o n a l i n s t r u c t i o n d o e s n o t t a k e i n t o a c c o u n t t h e p o w e r f u l r o l e t h e s e m i s c o n c e p t i o n s p l a y i n p r e v e n t i n g s t u d e n t s f r o m u n d e r s t a n d i n g s c i e n c e c o n c e p t s . T y p i c a l i n s t r u c t i o n , i n f a c t , o f t e n e n c o u r a g e s r o t e m e m o r i z a t i o n a n d n o n m e a n i n g 4 8 f u l a d d i t i o n l e a r n i n g . T h u s , t r a d i t i o n a l s c i e n c e i n s t r u c t i o n i s n o t d e s i g n e d t o p r o m o t e m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h e n e x t s e c t i o n e x p l o r e s h o w i n s t r u c t i o n m i g h t b e c h a n g e d i n o r d e r t o p r o m o t e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . I n s t r u c t i o n f o r C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g i n S c i e n c e G o a l s o f C o n i fl t u a l C h a r g e I n s t r u c t i o n : L i n k i g T w o W o r l d s o f K n o w l e d g g M e a n i n g f u l l e a r n i n g c a n n o t o c c u r a s l o n g a s l e a r n i n g i s v i e w e d o n l y a s a p r o c e s s o f a d d i n g / a c q u i r i n g n e w c o n c e p t s . I n s t e a d , l e a r n i n g m u s t b e v i e w e d a s a p r o c e s s o f m o d i f y i _ n ' g e x i s t i n g “ r e a l - w o r l d " c o n c e p t s o r r e p l a c i n g e x i s t i n g n o t i o n s w i t h a l t e r n a t i v e s t h a t a p p r o p r i a t e l y r e f l e c t t h e v i e w o f t h e d i s c i p l i n e . T h u s , s c i e n c e i n s t r u c t i o n t h a t h a s c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g a s i t s g o a l m u s t s o m e h o w e n c o u r a g e c o n n e c t i o n s b e i n g m a d e b e t w e e n d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e a n d “ r e a l - w o r l d k n o w l e d g e ” , o r e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e , t h a t c h i l d r e n u s e t o d e v e l o p t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t s c i e n t i f i c p h e n o m e n a . P i n e s a n d W e s t ( 1 9 8 3 ) h a v e u s e d a v i n e m e t a p h o r t h a t c a p t u r e s w e l l t h e g o a l s o f t h i s k i n d o f i n s t r u c t i o n : O u r v i e w o f m a t u r e c o n c e p t u a l l e a r n i n g . . . i s t h e i n t e g r a t i o n o f k n o w l e d g e f r o m t h e s e t w o s o u r c e s . W e f i n d a v i n e m e t a p h o r u s e f u l i n i m d e r s t a n d i n g t h i s . W e i m a g i n e t w o v i n e s , r e p r e s e n t i n g t h e s e d i f f e r e n t s o u r c e s o f k n o w l e d g e , t h e o n e o r i g i n a t i n g f r o m t h e c h i l d ' s i n t u i t i v e k n o w l e d g e o f t h e w o r l d ( w h i c h w e c a l l t h e u p w a r d g r o w i n g v i n e t o e m p h a s i z e t h a t i t i s p a r t o f t h e g r o w t h o f t h e c h i l d ) , t h e o t h e r o r i g i n a t i n g f r o m f o r m a l i n s t r u c t i o n ( w h i c h w e c a l l t h e d o w n w a r d g r o w i n g v i n e t o e m p h a s i z e i t s i m p o s i t i o n o n t h e c h i l d f r o m a b o v e ) . M a t u r e c o n c e p t l e a r n i n g i n v o l v e s t h e i n t e r t w i n i n g o f t h e s e t w o v i n e s . T h e v i n e m e t a p h o r e m p h a s i z e s t h a t o n c e t h e i n t e g r a t i o n o c c u r s , t h e s o u r c e s o f t h e p a r t i c u l a r p a r t s o f t h e i n t e r t w i n e d v i n e s a r e i m p o s s i b l e t o i d e n t i f y - - i n d e e d , a t t h a t p o i n t , t h e q u e s t i o n o f s o u r c e i s i r r e l e v a n t . A t t h e p o i n t o f i n t e g r a t i o n , h o w e v e r , t h e s o u r c e s o f k n o w l e d g e a r e m o s t i m p o r t a n t . . . ( p . 4 7 ) T h e c h a l l e n g e o f i n s t r u c t i o n i s t o g e t t h o s e t w o v i n e s t o m e e t . L e s t t h e e l e g a n t m e t a p h o r m a k e t h i s s o u n d l i k e a n e a s y t a s k , l e t u s c o n s i d e r t h e v a s t d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e t w o s o u r c e s o f k n o w l e d g e : e x p e r i e n t i a l o r r e a l - w o r l d . — : . : 1 3 ‘ — L L { " . w a o . l l a f ” 3 ' - ? ? “ : 1 4 9 k n o w l e d g e a n d d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i n s c i e n c e . C h i l d r e n ' s m i s c o n c e p t i o n s c o m e Q ‘ . f r o m a w o r l d o f k n o w l e d g e a n d t h i n k i n g t h a t s h a r e s s o m e c o m m o n c h a r a c t e r i s t i c s . ; t h a t a r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h e w o r l d o f s c i e n t i f i c k n o w l e d g e . I n t h e w o r l d o f ” o r d i n a r y l e a r n i n g " ( P a r i s a n d C r o s s , 1 9 8 3 ) o r " g u t k n o w l e d g e ” ( P i n e s a n d W e s t , 1 9 8 3 ) o r " l i f e - w o r l d k n o w l e d g e " ( S o l o m o n , 1 9 8 3 ) , f o r e x a m p l e , t h i n g s a r e o f t e n m e s s y a n d i n c o n s i s t e n t . L i f e - w o r l d k n o w l e d g e i s h i g h l y s i t u a t i o n a l a n d c o n t e x t b o u n d . T h u s , C h a m p a g n e e t a l . ( 1 9 8 2 ) n o t e : " S t u d e n t s n e v e r . . . n o t i c e t h a t a p r o p o s i t i o n t h e y h a v e u s e d t o e x p l a i n t h e m o t i o n ( o f a n o b j e c t ) i n o n e o f t h e s i t u a t i o n s i s d i r e c t l y c o n t r a d i c t e d b y a p r o p o s i t i o n t h a t t h e y u s e t o e x p l a i n t h e m o t i o n i n a n o t h e r s i t u a t i o n . ” R e a l - w o r l d t h i n k i n g o p e r a t e s m o r e b y a n a l o g y t h a n b y t h e f o r m a l s y m b o l i c r e a s o n i n g c h a r a c t e r i s t i c o f t h e w o r l d o f s c i e n c e . R e a l - w o r l d k n o w l e d g e i s w e l l s o c i a l i z e d i n t o o u r e v e r y d a y l a n g u a g e a n d t h e r e f o r e i s d a i l y r e i n f o r c e d : W e t a l k a b o u t ” s e e i n g t h e b o o k ” . W e d o n o t t a l k a b o u t " s e e i n g t h e l i g h t t h a t i s r e f l e c t e d o f f t h e b o o k t o m y e y e s . ” R e a l - w o r l d k n o w l e d g e h a s l i m i t e d d e m a n d s f o r e x p l a n a t i o n s . A s l o n g a s a I ' t h e o r y " w o r k s i n g e t t i n g o n e t h r o u g h l i f e , t h e r e i s n o d e m a n d f o r f u r t h e r e x p l a n a t i o n . S c i e n t i f i c k n o w l e d g e , o n t h e o t h e r h a n d , d e m a n d s c a u s a l e x p l a n a t i o n s a n d s e a r c h e s f o r u n i v e r s a l l a w s . S o l o m o n ( 1 9 8 3 ) t a l k s a b o u t t h e f u z z i n e s s , l o o s e n e s s a n d " u n d e m a n d i n g c l u t t e r " o f l i f e - w o r l d k n o w l e d g e i n w h i c h t h e r e a r e o v e r l a p p i n g ' p r o v i n c e s o f m e a n i n g ” i n c o n t r a s t w i t h t h e f o r m a l l y d e f i n e d c o n c e p t s a n d c l e a r l y d e s i g n a t e d t h e o r e t i c a l n e t w o r k s o f i d e a s i n t h e w o r l d o f s c i e n t i f i c k n o w l e d g e . I n s t r u c t i o n t h a t w i l l a c h i e v e m e a n i n g f u l l e a r n i n g b y h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r - g o c o n c e p t u a l c h a n g e m u s t h e l p s t u d e n t s r e c o g n i z e a n d r e c o n c i l e t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e s e t w o d i f f e r e n t w o r l d s o f t h i n k i n g . S e v e r a l r e s e a r c h e r s h a v e p r o p o s e d i n s t r u c t i o n a l m o d e l s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t o a c h i e v e t h i s g o a l . 5 0 M o d e l s o f C o n c e p t u a l C h g g e I n s t r u c t i o n A l l o f t h e p r o p o s e d m o d e l s o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n s h a r e a n e m p h a s i s o n m a k i n g o b v i o u s t o s t u d e n t s t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e i r o w n w a y o f t h i n k i n g a b o u t a p h e n o m e n o n a n d s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g a b o u t i t . H e w s o n a n d H e w s o n ( 1 9 8 4 ) a s s e r t t h a t w i t h o u t s u c h c o n c e p t u a l c o n f l i c t , s t u d e n t s w i l l b e i n h i b i t e d f r o m l e a r n i n g t h e a c c e p t e d v i e w . O n c e c o n f l i c t i s r e c o g n i z e d , t h e c o n f l i c t c a n t h e n b e r e c o n c i l e d a s t h e p e r s o n m a k e s s e n s e o f t h e n e w c o n c e p t i n l i g h t o f h i s o r h e r p r e s e n t k n o w l e d g e o r u n d e r s t a n d i n g ( H e w s o n , 1 9 8 3 ) . R e c o n c i - l i a t i o n , o r m e a n i n g f u l l e a r n i n g , i m p l i e s t h a t t h e r e a r e n o w l i n k s b e t w e e n t h e t w o c o n c e p t s , t h a t t h e r e a r e n o c o n t r a d i c t i o n s b e t w e e n t h e m , t h a t t h e y a r e c o n s i s t e n t w i t h o n e a n o t h e r a n d t h a t t h e y a r e p a r t s o f t h e s a m e i n t e g r a t e d s e t o f i d e a s ( H e w s o n , 1 9 8 3 ) . R o t e m e m o r i z a t i o n , o n t h e o t h e r h a n d , a l l o w s t h e t w o “ v i n e s " t o e x i s t s i d e b y s i d e , w i t h n o d e m a n d s p l a c e d o n t h e i r r e l a t i o n s h i p . I n d i s t o r t e d l e a r n i n g , b i t s o f t h e d i s c i p l i n a r y v i n e a r e b r o k e n o f f a n d f o r c e d t o f i t i n t o t h e r e a l - w o r l d k n o w l e d g e v i n e . N u s s b a u m a n d N o v i c k ( 1 9 8 2 a , b ) h a v e d e s c r i b e d t h e f o l l o w i n g s t e p s i n a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n : 1 . i n i t i a l e x p o s u r e o f s t u d e n t s ' a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n s t h r o u g h t h e i r r e s p o n s e s t o a n ' e x p o s i n g e v e n t " ; 2 . s h a r p e n i n g s t u d e n t a w a r e n e s s o f t h e i r o w n a n d o t h e r s t u d e n t s ' a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n s t h r o u g h d i s c u s s i o n a n d d e b a t e ; 3 . c r e a t i n g c o n c e p t u a l c o n f l i c t b y h a v i n g s t u d e n t s a t t e m p t t o e x - p l a i n a d i s c r e p a n t e v e n t ; 4 . e n c o u r a g i n g a n d g u i d i n g c o g n i t i v e a c c o m m o d a t i o n a n d t h e i n v e n - t i o n o f a n e w c o n c e p t u a l m o d e l c o n s i s t e n t w i t h t h e a c c e p t e d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . H e w s o n ( 1 9 8 3 ) c r i t i c i z e s t h i s m o d e l b e c a u s e i t f a i l s t o g i v e e x p l i c i t h e l p i n i d e n t i f y i n g t h e c o n d i t i o n s w h i c h d e t e r m i n e w h e t h e r s t u d e n t s w i l l r e c o g n i z e t h e 5 1 c o n f l i c t o r n o t . H e p r o p o s e s t h a t f o r a s t u d e n t t o r e c o g n i z e c o n f l i c t b e t w e e n t w o c o m p e t i n g c o n c e p t i o n s , t h e f o l l o w i n g t h r e e c o n d i t i o n s m u s t b e m e t : 1 . 2 . 3 . B o t h c o n c e p t i o n s m u s t b e i n t e l l i g i b l e t o t h e s t u d e n t . T h e s t u d e n t m u s t c o m p a r e t h e t w o c o n c e p t i o n s a n d f i n d t h e m t o b e i n c o n f l i c t . T h e s t u d e n t m u s t r e s o l v e t h e c o n f l i c t b y a c c e p t i n g t h e m o r e p l a u s i b l e o n e a n d r e j e c t i n g t h e o t h e r . T h e s e n o t i o n s h a v e b e e n b u i l t i n t o t h e m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e p r o p o s e d b y P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) . T h e y h a v e p r o p o s e d f o u r c o n d i t i o n s t h a t m u s t b e f u l f i l l e d i f s t u d e n t s a r e l i k e l y t o m a k e c h a n g e s i n t h e i r c e n t r a l c o n c e p t s b y i n t e g r a t i n g n e w c o n c e p t s w i t h e x i s t i n g k n o w l e d g e : 1 ) 2 ) 3 ) T h e r e m u s t b e d i s s a t i s f a c t i o n w i t h e x i s t i g c o n c e p t i o n s . S t u d e n t s m u s t b e a w a r e o f t h e i r o w n c o n c e p t i o n s a n d r e c o g n i z e t h e d i s s o n a n c e b e t w e e n t h e i r o w n i d e a s a n d t h o s e s h a r e d b y t h e s c i e n t i f i c c o m m u n i t y . A n e w c o n c e p t i o n h a s t o b e i n t e l l i g i b l e . T h e s t u d e n t m u s t k n o w w h a t t h e n e w i d e a m e a n s , f i n d i t t o b e i n t e r n a l l y c o n s i s t e n t , a n d b e a b l e t o c o n s t r u c t a r e p r e s e n t a t i o n o f i t . T h i s d o e s p a t m e a n t h e s t u d e n t h a s t o b e l i e v e i t t o b e t r u e o r r e l a t e d t o e v e n t s i n t h e r e a l w o r l d . T e a c h e r s g e n e r a l l y f o c u s i n s t r u c t i o n o n t h i s g o a l o f m a k i n g n e w c o n c e p t i o n s i n t e l l i g i b l e . A n e w c o n c e p t i o n h a s t o b e i n i t i a l l y p l a u s i b l e . T h e s t u d e n t m u s t f i n d t h e n e w c o n c e p t i o n t o b e p o t e n t i a l l y t r u e a n d b e l i e v a b l e , c o n s i s t e n t w i t h h i s o r h e r e x i s t i n g v i e w o f t h e w o r l d . T h a t i s , t h e s t u d e n t m u s t b e a b l e t o r e c o n c i l e t h e n e w c o n c e p t i o n w i t h h i s o r h e r o w n p r i o r c o n c e p t i o n s . U s i n g t h e m e t a p h o r o f P i n e s a n d W e s t , t h e t w o s o u r c e s o f k n o w l e d g e , e x p e r i e n t i a l a n d f o r m a l , m u s t b e i n t e r t w i n e d . T h i s i s a s t e p t h a t t r a d i t i o n a l s c i e n c e i n s t r u c t i o n a s s u m e s w i l l h a p p e n i f c o n 5 2 c e p t i o n s a r e m a d e i n t e l l i g i b l e . T h e s t u d i e s o f i n s t r u c t i o n a l f a i l u r e s , h o w e v e r , p r o v i d e c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t s t u d e n t s d o p p t a u t o m a t i - c a l l y d o t h i s . 4 ) A n e w c o n c e p t i o n h a s t o b e f r u i t f u l . I f a s t u d e n t i s g o i n g t o i n c o r p o r a t e a n e w c o n c e p t i o n i n t o h i s o r h e r s c h e m a a t t h e e x p e n s e o f a v e r y c o m f o r t a b l e , l o n g - h e l d m i s c o n c e p t i o n , t h e r e h a s t o b e a c o n v i n c i n g r e a s o n . T h u s , t h e n e w c o n c e p t i o n h a s t o b e s h o w n t o b e m o r e u s e f u l t h a n t h e o l d c o n c e p t i o n . A n e w c o n c e p t i o n c a n b e v i e w e d a s f r u i t f u l i f i t c a n s o l v e a p r e v i o u s l y u n s o l v e d p r o b l e m , i f i t s u g g e s t s n e w i d e a s , o r i f i t g i v e s b e t t e r e x p l a n a t o r y a n d p r e d i c t i v e p o w e r t h a n w a s p r e v i o u s l y p o s s i b l e . F o r e x a m p l e , u n d e r s t a n d i n g t h e b o u n c i n g n a t u r e o f l i g h t a n d t h a t w e s e e b e c a u s e l i g h t i s r e f l e c t e d t o o u r e y e s c a n b e u s e f u l i n e x p l a i n i n g a n u m b e r o f e v e r y d a y p h e n o m e n a s u c h a s w h y p o s i t i o n i n g o f t h e l i g h t s o u r c e i s i m p o r t a n t i n p h o t o g r a p h y , w h y i t ' s h a r d t o s e e i n f o g , w h y p e o p l e d r e s s i n g i n t h e d a r k m a k e c o l o r m a t c h i n g m i s t a k e s , w h y t h e s k y l o o k s b l u e , h o w m i r r o r s w o r k , e t c . T h u s , s t u d e n t s m u s t s e e t h a t t h e n e w c o n c e p t c a n b e a p p l i e d t o b e t t e r e x p l a i n r e a l - w o r l d p h e n o m e n a . A l t h o u g h m a n y h a v e a d v o c a t e d t h a t a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c - t i o n b e u s e d f o r t h e d e v e l o p m e n t o f n e w s c i e n c e t e a c h i n g m e t h o d s a n d m a t e r i a l s ( N a t i o n a l A c a d e m y o f S c i e n c e s , 1 9 8 2 ; P o s n e r , 1 9 8 1 a , b ; C h a m p a g n e e t a l . , 1 9 8 2 ; R e s n i c k , 1 9 8 3 ) , f e w a t t e m p t s t o d o t h i s h a v e b e e n m a d e . T h e n e x t s e c t i o n w i l l d e s c r i b e s t u d i e s t h a t h a v e t r i e d t o a p p l y t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l i n c l a s s r o o m s . 5 3 C l a s s r o o m S t u d i e s U s i n g t h e C o n c e p t u a l C h a fl g M o d e l o f I n s t r u c t i o n T h i s g r o u p o f s t u d i e s r e p r e s e n t s p i o n e e r e f f o r t s i n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y . T a k i n g t h e f i n d i n g s o f c o g n i t i v e p s y c h o l o g y a n d t e s t i n g t h e i r u s e f u l n e s s i n i m p r o v i n g s c i e n c e i n s t r u c t i o n , t h e s e s t u d i e s a r e e x p l o r i n g t h e t h i r d a n d f o u r t h s t e p s i n G l a s e r a n d R e s n i c k ' s m o d e l o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y ( s e e p . 2 0 ) . T h a t i s , t h e y a r e i n v e s t i g a t i n g h o w s p e c i f i c k n o w l e d g e a b o u t t h e c o n f l i c t b e t w e e n a c c e p t e d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s ( S t e p 1 i n G l a s e r ' s m o d e l ) a n d l e a r n e r ' s m i s c o n - c e p t i o n s ( S t e p 2 i n G l a s e r ' s m o d e l ) a n d c a n b e u s e d t o i d e n t i f y w a y s i n s t r u c t i o n c a n f o s t e r c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g ( S t e p 3 ) . I n t h e p r o c e s s o f t e s t i n g o u t n e w i n s t r u c t i o n a l m o d e l s , t h e s e r e s e a r c h e r s h a v e a l s o d e v e l o p e d m e a n s o f a s s e s s i n g t h e i n t e r m e d i a t e s t e p s i n s t u d e n t s ' t h i n k i n g a s t h e y u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e ( S t e p 4 i n G l a s e r ' s m o d e l ) . T h e k i n d s o f a s s e s s m e n t u s e d i n t h e s e s t u d i e s g o b e y o n d s i n g l e t e s t s c o r e s o f l e a r n i n g o u t c o m e s b y p r o v i d i n g r i c h r e p r e s e n t a t i o n s o f p a t t e r n s o f s t u d e n t t h i n k i n g a n d h o w t h a t t h i n k i n g i s i n f l u e n c e d b y i n s t r u c t i o n . U n l i k e s i n g l e s n a p s h o t s a t t h e e n d o f i n s t r u c t i o n , t h i s r e s e a r c h i s b e g i n n i n g t o p r o v i d e m o v i n g p i c t u r e s o f h o w s t u d e n t s g o t t o t h a t e n d p o i n t . A l l o f t h e s t u d i e s r e p o r t e d h e r e u s e t h e c o m p o n e n t s o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n d e s c r i b e d b y P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) , a l t h o u g h s o m e u s e t h i s m o d e l e x p l i c i t l y w h e r e a s o t h e r h a v e t h e i r o w n m o d e l w h i c h i s c o n s i s t e n t w i t h P o s n e r ' s . T h e s t u d i e s w i l l b e d e s c r i b e d i n e n o u g h d e t a i l t o p e r m i t t h e r e a d e r t o g a i n a n a p p r e c i a t i o n f o r t h e c a r e f u l a t t e n t i o n p a i d t o a s s e s s m e n t o f s t u d e n t l e a r n i n g i n t h e s e s t u d i e s . T h e k i n d o f l e a r n i n g t h a t t h e r e s e a r c h e r s w e r e s t r i v i n g f o r , t h e a t t e n t i o n t o s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e , a n d t h e a s s e s s m e n t o f t h e p r o c e s s o f c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g m a k e t h i s g r o u p o f s t u d i e s u s e f u l i n t h i n k i n g a b o u t i n s t r u c t i o n a l p r o b l e m s . N o t s u r p r i s i n g l y , m u c h o f t h e i n s t r u c t i o n a l r e s e a r c h t e s t i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l h a s b e e n i n t h e a r e a o f p h y s i c s . F o r e x a m p l e , C h a m p a g n e , 5 4 G u n s t o n e , a n d K l o p f e r ( 1 9 8 3 ) h a v e u s e d t h e i r e a r l i e r w o r k , i n w h i c h t h e y d e r i v e d d e t a i l e d d e s c r i p t i o n s o f t h e c o g n i t i v e s t r u c t u r e s a n d p r o b l e m s o l v i n g s t r a t e g i e s o f i n d i v i d u a l s w i t h v a r y i n g l e v e l s o f p h y s i c s e x p e r t i s e , t o d e s i g n a n i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y t h a t w o u l d f a c i l i t a t e c o g n i t i v e s t r u c t u r e c h a n g e . T o t r y t o c h a n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n , i n s t r u c t i o n w a s d e s i g n e d t o p r o v i d e m a n y o p p o r t u n i t i e s f o r s t u d e n t s t o a r g u e t h e i r o w n i n t e r p r e t a t i o n s o f b o t h s p e c i f i c e v e n t s a n d g e n e r a l r e l a t i o n s h i p s . F i r s t , g e n e r a l d i s c u s s i o n w a s u s e d t o e l i c i t s t u d e n t s ' o w n t h e o r i e s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . T h i s w a s f o l l o w e d b y a s e q u e n c e o f d e m o n s t r a t i o n s a n d d i r e c t e x p e r i e n c e s w h e r e s t u d e n t s w e r e f r e q u e n t - l y a s k e d t o m a k e a n d d e f e n d p r e d i c t i o n s . A s s e s s m e n t s o f s t u d e n t s ' c o g n i t i v e s t r u c t u r e s b e f o r e a n d a f t e r i n s t r u c t i o n i n c l u d e d a v a r i e t y o f d i f f e r e n t p r o b e s . T h e s e i n c l u d e d t h r e e g r o u p - a d m i n i s t e r e d p r o b e s ( f r e e s o r t t a s k , t r e e c o n s t r u c t i o n t a s k , a n d w o r d a s s o c i a t i o n t a s k ) . I n a d d i t i o n , s t u d e n t s c o n t r u c t e d c o n c e p t m a p s i n a n i n t e r v i e w s e t t i n g , w i t h t h e i n t e r v i e w e r a s k i n g f o l l o w - u p q u e s t i o n s . I n a n o t h e r i n d i v i d u a l i n t e r v i e w , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o p r e d i c t a n d e x p l a i n t h e o u t c o m e o f a r e a l e v e n t , t o o b s e r v e t h e e v e n t , a n d t o e x p l a i n a n y d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e p r e d i c t i o n a n d o u t c o m e . F i n a l l y , p r e - a n d p o s t t e s t s t h a t t e s t e d u n d e r s t a n d i n g o f r e a l e v e n t s i t u a t i o n s w e r e g i v e n . T w o s m a l l g r o u p s o f s t u d e n t s w e r e s t u d i e d : T h i r t e e n a c a d e m i c a l l y g i f t e d m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s a n d s i x n o n - p h y s i c s - m a j o r s c i e n c e g r a d u a t e s s t u d y i n g t o b e c o m e h i g h s c h o o l t e a c h e r s . T h e m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s m e t o n e d a y / w e e k f o r e i g h t w e e k s ; t h e t e a c h e r s m e t f o r f i v e f u l l d a y s o v e r f o u r w e e k s . T h e i n s t r u c t i o n f a i l e d t o m a k e c h a n g e s i n t h e c o g n i t i v e s t r u c t u r e s o f t h e m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s , b u t w a s q u i t e s u c c e s s f u l w i t h t h e a d u l t s t u d e n t s . T r a n s c r i p t s o f s e s s i o n s w i t h t h e a d u l t s t u d e n t s w e r e a n a l y z e d i n c o n j u n c t i o n w i t h s t u d e n t w r i t t e n r e a c t i o n s a t t h e e n d o f e a c h s e s s i o n a n d t h e p r e - a n d p o s t t e s t 5 5 d a t a t o i d e n t i f y f e a t u r e s o f i n s t r u c t i o n w h i c h p r o m o t e d c o n c e p t u a l c h a n g e . T h e y f o u n d n o s u g g e s t i o n o f a s i n g l e , d r a m a t i c ” f l a s h o f i n s p i r a t i o n , " b u t d i d f i n d t h e s e c o n d a n d t h i r d s e s s i o n s t o b e c r i t i c a l t u r n i n g p o i n t s . I n t h e s e s e s s i o n s , t h e c o n t e n t b r o u g h t s t r o n g l y h e l d a l t e r n a t i v e v i e w s i n t o a ” l e n g t h y a n d v o l u b l e d e b a t e " ( p . 2 3 ) . A t t h e e n d o f t h e s e s s i o n s t u d e n t s h a d b e g u n t o c h a n g e t h e i r c o g n i t i v e s t r u c t u r e , b u t m o r e s i g n i f i c a n t l y t h e y a l l i n d i c a t e d a r e c o g n i t i o n o f t h e o r i g i n a n d r e s i l i e n c e o f t h e i r p r i o r v i e w o f p h y s i c s . W h i l e t h e s t u d y i n v o l v e d a s m a l l n u m b e r o f s t u d e n t s a n d w a s s u c c e s s f u l o n l y w i t h m o t i v a t e d a d u l t s , i t i s r e m a r k a b l e i n t h a t s i g n i f i c a n t c o n c e p t u a l c h a n g e a b o u t c o n c e p t s p r o v e n r e p e a t e d l y t o b e v e r y d i f f i c u l t t o u n d e r s t a n d w a s a c h i e v e d i n a s h o r t t i m e b y f i v e o u t o f s i x o f t h e a d u l t s t u d e n t s . H e w s o n ( 1 9 8 3 ) s t u d i e d h o w a m i c r o c o m p u t e r c o u l d m a k e e x p l i c i t u s e o f i d e n t i f i e d m i s c o n c e p t i o n s a b o u t v e l o c i t y a n d a c c e l e r a t i o n t o i m p r o v e s t u d e n t l e a r n i n g . T h e P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) m o d e l w a s e x p l i c i t l y u s e d t o d e s i g n a m i c r o c o m p u t e r p r o g r a m w h i c h w o u l d a ) d i a g n o s e s t u d e n t s u s i n g t h e ' p o s i t i o n ' c r i t e r i o n f o r c o m p a r i n g r e l a t i v e v e l o c i t y ( s e e i n t e r v i e w e x c e r p t f r o m T r o w b r i d g e a n d M c D e r m o t t s t u d y d e s c r i b e d o n p p . 4 3 - 4 4 ) , a n d b ) p e r s u a d e t h e s e s t u d e n t s t o c h a n g e t o a n a c c e p t a b l e c r i t e r i o n . I n t h e r e m e d i a l p h a s e ( b ) o f t h e p r o g r a m , a t t e m p t s w e r e m a d e t o m a k e s t u d e n t s d i s s a t i s f i e d w i t h t h e ' p o s i t i o n ' c r i t e r i o n b y t h e u s e o f t w o s i m u l a t e d r a c e s f o l l o w e d b y c r i t i c a l q u e s t i o n s a n d t h e i n t r o d u c t i o n o f t h e c o r r e c t c r i t e r i o n a g a i n b y u s e o f t h e r a c e s . T h e p r o g r a m c o n c l u d e d w i t h a s u m m a r y t h a t “ r a i s e s t h e s t a t u s o f t h e c o r r e c t c o n c e p t i o n b y r e m i n d i n g t h e s t u d e n t o f a f a m l i a r e x p e r i e n c e w h i c h d e m o n s t r a t e s t h a t t h e c o r r e c t c o n c e p t i o n i s i n d e e d p l a u s i b l e . " ( p . 1 4 ) A s s e s s m e n t o f s t u d e n t l e a r n i n g w a s d e r i v e d f r o m a n a l y s i s o f r e s p o n s e s m a d e b y t h e s t u d e n t w h i l e i n t e r a c t i n g w i t h t h e c o m p u t e r . I n a d d i t i o n , s o m e s t u d e n t s w e r e i n t e r v i e w e d a b o u t t h e i r u s e o f t h e p r o g r a m . T h e i n s t r u c t i o n a l p r o g r a m w a s 5 6 u s e d i n S o u t h A f r i c a b y e d u c a t i o n a l l y d i s a d v a n t a g e d f r e s h m e n p h y s i c s s t u d e n t s ( n = 8 ) a n d b y g r a d e 8 ( n = 7 ) a n d g r a d e 1 1 ( n = 4 ) s t u d e n t s i n a m u l t i - r a c i a l s c h o o l . S e v e n t y - f i v e p e r c e n t o f b o t h t h e f r e s h m e n a n d G r a d e 1 1 s t u d e n t s u n d e r w e n t c o n c e p t u a l c h a n g e a s a r e s u l t o f u s i n g t h e p r o g r a m . F i v e o u t o f s e v e n o f t h e e i g h t h g r a d e s t u d e n t s w e r e s u c c e s s f u l i n a d o p t i n g t h e c o r r e c t c r i t e r i o n a f t e r u s i n g t h e p r o g r a m t w i c e ( o n c e i n S p r i n g , o n c e i n F a l l ) . I n a s e c o n d g r o u p o f e i g h t h g r a d e r s ( n = 2 5 ) a t t h e s a m e s c h o o l , s i x o u t o f n i n e o f t h o s e w h o i n i t i a l l y h a d i n c o r r e c t c o n c e p t i o n s c h a n g e d a s a r e s u l t o f t h e p r o g r a m . W h i l e H e w s o n a c k n o w l e d g e s t h a t t h i s s t u d y a t t a c k e d a r e l a t i v e l y ” e a s y " , c l e a r l y d e l i m i t e d m i s c o n c e p t i o n , i t i s c l e a r t h a t t h e u s e o f t h e p r o g r a m w a s s u c c e s s f u l i n d i a g n o s i n g a n d c h a n g i n g t h a t m i s c o n c e p t i o n i n a v a r i e t y o f s t u d e n t s . T h u s , t h e s t u d y d e m o n s t r a t e s b o t h t h e v a l u e o f t h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l a s w e l l a s i m p o r t a n t i n s t r u c t i o n a l a p p l i c a t i o n s o f t h e m i c r o c o m p u t e r . D i S e s s a ( 1 9 8 2 ) a l s o u s e d a m i c r o c o m p u t e r p r o g r a m t o c h a r t t h e c o n c e p t u a l c h a n g e o f s t u d e n t s ' t h i n k i n g a b o u t m o t i o n . H e r s t u d y c o n s i s t e d o f n a t u r a l i s t i c o b s e r v a t i o n s o f e i g h t s i x t h g r a d e s t u d e n t s u s i n g t h e L o g o d y n a t u r t l e p r o g r a m w h i c h o p e r a t e s a c c o r d i n g t o N e w t o n ' s l a w s o f m o t i o n . A l t h o u g h t h i s p r o g r a m d o e s n o t f o r m a l l y t e a c h N e w t o n ' s l a w s , t h e s t u d e n t c a n o n l y b e s u c c e s s f u l i n o p e r a t i n g i t i f N e w t o n i a n p r i n c i p l e s a r e u s e d . I n s p i t e o f s t r i k i n g d i f f e r e n c e s i n a b i l i t i e s a n d s t y l e a m o n g t h e s t u d e n t s , t h e y i n i t i a l l y s h o w e d s u r p r i s i n g l y i m i f o r m n o n - N e w t o n i a n e x p e c t a t i o n s w h i c h w e r e c o n t r a d i c t e d b y t h e b e h a v i o r o f t h e d y n a t u r t l e . D i S e s s a c h a r t e d " l e a r n i n g p a t h s ” f o r e a c h s t u d e n t a n d f o u n d a h i g h d e g r e e o f c o m m o n a l i t y a s t h e s t u d e n t s b e g a n t o u n d e r s t a n d t h e n o t i o n o f m o m e n t u m . A s u b s e q u e n t s t u d y w i t h p h y s i c s - n a i v e a d u l t s s h o w e d c o n s i d e r a b l e s i m i l a r i t y i n p a t t e r n s o f a n s w e r s a s t h e y o m g e r s u b j e c t s . D i S e s s a c o n c l u d e d t h a t a _ d g e p u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' p r i o r k n o w - l e d g e i s a c r i t i c a l f a c t o r i n i m p r o v i n g t e a c h i n g . 5 7 W h i t e ( 1 9 8 4 ) r e v i s e d a N e w t o n i a n m i c r o w o r l d c o m p u t e r p r o g r a m w r i t t e n b y D i S e s s a ( 1 9 7 9 ) t o f o c u s o n c h a n g i n g t h r e e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o r c e a n d m o t i o n . G a m e s w e r e d e s i g n e d t o f o c u s o n o n e m i s c o n c e p t i o n a t a t i m e a n d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o m a k e l i n k s b e t w e e n t h e i r i n t u i t i v e b e l i e f s a n d t h e i r k n o w l e d g e o f f o r m a l p h y s i c s . T h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e g a m e s w a s a s s e s s e d b y a s e r i e s o f p r o b l e m s g i v e n t o s t u d e n t s i n a n i n t e r v i e w s i t u a t i o n b e f o r e p l a y i n g t h e g a m e s . T h e p r o b l e m s r e q u i r e d s t u d e n t s t o u s e t h e i r k n o w l e d g e o f t h e q u a l i t a t i v e , r e a l - w o r l d i m p l i c a - t i o n s o f N e w t o n ' s l a w s . I n a d d i t i o n t o t h e w r i t t e n w o r k o n t h e p r o b l e m s , d a t a a l s o i n c l u d e d c o m p u t e r r e c o r d i n g s o f s t u d e n t s ' i n p u t s t o t h e g a m e s , t a p e r e c o r d i n g s o f t h e i n t e r v i e w s , a n d n o t e s t a k e n d u r i n g t h e e x p e r i m e n t a l s e s s i o n s . T h i r t y - t w o h i g h s c h o o l s t u d e n t s w h o h a d s t u d i e d t h e P S S C t e x t b o o k ( H a b e r - S c h a i m e t a l . , 1 9 7 1 ) i n s c h o o l u s e d t h e p r o g r a m . D e s p i t e g o o d t e a c h e r s a n d a w e l l - r e s p e c t e d t e x t , t h e s t u d e n t s h a d d i f f i c u l t y w i t h t h e p r e t e s t p r o b l e m s e v e n t h o u g h t h e y h a d r e c e n t l y s t u d i e d a c h a p t e r o n N e w t o n ' s l a w s o f m o t i o n . A f t e r p l a y i n g t h e g a m e s s t u d e n t s d i d s i g n i f i c a n t l y b e t t e r o n t h e p r o b l e m s . T e s t r e s u l t s i n d i c a t e d t h e y w e r e m o r e s u c c e s s f u l i n o v e r c o m i n g c e r t a i n m i s c o n - c e p t i o n s t h a n o t h e r s . Q u a l i t a t i v e a n a l y s i s f r o m o b s e r v a t i o n s o f s t u d e n t s a t w o r k s u g g e s t e d t h a t t h i s i m p r o v e m e n t c a m e a b o u t b e c a u s e t h e p r o g r a m e v o k e d m a n y a s p e c t s o f t h e s t u d e n t s ' k n o w l e d g e i n c l u d i n g t h e i r i n t u i t i v e t h e o r i e s , t h e i r f o r m a l p h y s i c s k n o w l e d g e , k n o w l e d g e f r o m o t h e r d o m a i n s a n d g e n e r a l p r o b l e m - s o l v i n g h e u r i s t i c s . T h e d e s i g n f e a t u r e s o f t h e p r o g r a m , w h i c h b e a r m a n y s i m i l a r i t i e s t o P o s n e r ' s c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l , c o n t r i b u t e d t o t h i s s u c c e s s b y m a k i n g N e w t o n ' s l a w s " m o r e o b v i o u s ” i n s e v e r a l w a y s : 1 ) b y f o c u s i n g o n a s p e c t s o f t h e s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e t h a t n e e d e d r e v i s i n g , 2 ) b y e n c o u r a g i n g a n d r e p r e s e n t i n g b e t t e r w a y s o f t h i n k i n g a b o u t t h e d o m a i n , 5 8 3 ) b y e n c o u r a g i n g t h e a p p l i c a t i o n o f r e l e v a n t k n o w l e d g e f r o m o t h e r d o m a i n s , 4 ) b y r e p r e s e n t i n g t h e p h e n o m e n a o f t h e d o m a i n c l e a r l y , 5 ) b y e l i m i n a t i n g i r r e l e v a n t c o m p l e x i t i e s . A l l o f t h e s t u d i e s d e s c r i b e d t h u s f a r h a v e f o c u s e d o n t h e p h y s i c s c o n c e p t s o f m o t i o n a n d v e l o c i t y a n d h a v e i n v o l v e d e i t h e r i n d i v i d u a l i n s t r u c t i o n w i t h t h e m i c r o c o m p u t e r o r s m a l l g r o u p i n s t r u c t i o n . I n s t r u c t i o n a l s t u d i e s i n o t h e r c o n t e n t a r e a s a n d i n r e g u l a r c l a s s r o o m s h a v e b e e n r a r e . N u s s b a u m a n d S h a r o n i - D a g a n ( 1 9 8 3 ) h a v e l o o k e d a t t h e l e a r n i n g o f c o n c e p t s a b o u t e a r t h a m o n g s e c o n d g r a d e r s u s i n g i n d i v i d u a l i z e d a u d i o - t u t o r i a l i n s t r u c t i o n . S t u d i e s b y N u s s b a u m a n d N o v i c k ( 1 9 8 2 b ) , M i n s t r e l l ( 1 9 8 4 ) , a n d A n d e r s o n a n d S m i t h ( 1 9 8 3 a , b ) , h o w e v e r , h a v e t r i e d t o i n c o r p o r a t e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l s i n t o r e g u l a r c l a s s r o o m s . T h e s e f o u r s t u d i e s w i l l b e d e s c r i b e d n e x t . D r a w i n g o n e a r l i e r s t u d i e s w h i c h i d e n t i f i e d f o u r s t u d e n t t h e o r i e s a b o u t t h e e a r t h i n s p a c e h e l d b y s t u d e n t s f r o m t h e s e c o n d t h r o u g h t h e e i g h t h g r a d e s ( N u s s b a u m a n d N o v a k , 1 9 7 6 ; N u s s b a u m , 1 9 7 9 ) , N u s s b a u m a n d S h a r o n i - D a g a n ( 1 9 8 3 ) r e v i s e d a n a u d i o - t u t o r i a l u n i t u s e d i n t h e e a r l i e s t s t u d y t o m a k e i t d e a l e x p l i c i t l y w i t h t h e ” c o g n i t i v e b a r r i e r s ” c r e a t e d b y t h e f o u r n a i v e t h e o r i e s . T h e s e f o u r n a i v e t h e o r i e s w e r e s e e n a s b e i n g a r r a n g e d h i e r a r c h i c a l l y , w i t h e a c h o n e b e i n g m o r e s o p h i s t i c a t e d a n d c l o s e r t o t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n t h a n t h e l a s t . T h e a u d i o - t u t o r i a l i n s t r u c t i o n i n c l u d e d o b s e r v a t i o n s o f v i s u a l s , h a n d s - o n a c t i v i t i e s , a n d a u d i o - t a p e d e x p l a n a t i o n s , s t o r i e s , q u e s t i o n s , g u i d a n c e f o r o b s e r v i n g v i s u a l s , a n d i n s t r u c t i o n s f o r u s i n g m a t e r i a l s . S i x 2 0 - m i n u t e l e s s o n s w e r e c o m - p l e t e d b y 4 1 I s r a e l i s e c o n d g r a d e s t u d e n t s o v e r a n i n e - d a y p e r i o d i n a c a r r e l l i n t h e r e g u l a r c l a s s r o o m . T w o s i m i l a r c l a s s e s s e r v e d a s c o n t r o l s . P r i o r k n o w l e d g e w a s a s s e s s e d d u r i n g 3 0 - m i n u t e i n d i v i d u a l i n t e r v i e w s t h a t i n c l u d e d o p e n - e n d e d a s w e l l a s m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s . S t u d e n t - m a d e d r a w i n g s 5 9 w e r e e l i c i t e d , a n d p r o p s w e r e u s e d t o f u r t h e r i n v e s t i g a t e s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g s o f t h e e a r t h a s a c o s m i c b o d y . A n a l y s i s o f t h e i n t e r v i e w f o c u s e d o n c l a s s i f y i n g s t u d e n t s a s t o w h e t h e r t h e y h e l d o n e o f t h e f o u r n a i v e t h e o r i e s i d e n t i f i e d e a r l i e r . P o s t - i n s t r u c t i o n a l i n t e r v i e w s t o a s s e s s s t u d e n t l e a r n i n g w e r e h e l d f i v e w e e k s a f t e r i n s t r u c t i o n e n d e d t o i n c r e a s e t h e c h a n c e s t h a t a s s e s s m e n t w o u l d c a p t u r e m e a n i n g - f u l l y l e a r n e d c o n c e p t s t h a t w o u l d b e r e t a i n e d . T h e a u t h o r s f o u n d t h a t s t u d e n t s u s i n g t h e i n s t r u c t i o n m a d e s i g n i f i c a n t p r o g r e s s i n m o v i n g f r o m l o w e r l e v e l t o m o r e a d v a n c e d m i s c o n c e p t i o n s w h e n c o m p a r e d w i t h c o n t r o l s . T h e y w e r e e n c o u r a g e d t h a t s u c h s h o r t i n s t r u c t i o n c o u l d r e s u l t i n y o u n g s t u d e n t s m a k i n g s i g n i f i c a n t c o g n i t i v e s h i f t s t o w a r d t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . T h e s e s e c o n d g r a d e r s d e v e l o p e d m o r e a d v a n c e d n o t i o n s t h a n u n i n - s t r u c t e d f o u r t h g r a d e r s i n t h e e a r l i e r s t u d y ( N u s s b a u m , 1 9 7 9 ) . T h e s e r e s u l t s p r o v i d e e n c o u r a g e m e n t t h a t c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n c a n b e e f f e c t i v e e v e n f o r v e r y y o u n g s t u d e n t s . O n a m e t h o d o l o g i c a l i s s u e , N u s s b a u m a n d S h a r o n i - D a g a n e m p h a s i z e d t h e p o w e r o f t h e i n t e r v i e w m e t h o d a s a m e a n s o f p e n e t r a t i n g t h e l e a r n e r ' s c o g n i t i v e s t r u c t u r e . T h e y a l s o n o t e t h e i m p o r t a n c e i n c o g n i t i v e s t u d i e s o f c o m p a r i n g c o g n i t i v e a s s e s s m e n t f o r i n d i v i d u a l c h i l d r e n r a t h e r t h a n t h e c o m m o n a p p r o a c h o f c o m p a r i s o n & p o s t - g r o u p s c o r e s . T h e i r s u g g e s t e d a p p r o a c h p r o v i d e s a n a s s e s s - m e n t o f t h e i n s t r u c t i o n a l i m p a c t f o r t h e w h o l e g r o u p a s w e l l a s " i n c r e a s i n g t h e d y n a m i c s o f t h e p i c t u r e b y t r a c i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e w i t h i n t h e i n d i v i d u a l _ 1 _ e _ £ _ n _ e _ r _ . " ( p . 1 1 2 ) T h i s t y p e o f a s s e s s m e n t i s c l e a r l y i n l i n e w i t h G l a s e r ' s c a l l f o r a s s e s s m e n t s o f t h e i n t e r m e d i a t e s t a t e s i n t h e l e a r n i n g p r o c e s s . O n e o f t h e f i r s t e f f o r t s t o i n t r o d u c e c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n i n t o a r e g u l a r c l a s s r o o m w a s d o n e b y N u s s b a u m a n d N o v i c k ( 1 9 8 2 b ) . U s i n g t h e i r m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n ( s e e p . 5 0 ) , t h e y d e v e l o p e d a n i n s t r u c t i o n a l s e - q u e n c e d e s i g n e d t o h e l p s i x t h g r a d e s t u d e n t s c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t 6 0 t h e p a r t i c u l a t e n a t u r e o f m a t t e r . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s h a d b e e n i d e n t i f i e d i n e a r l i e r s t u d i e s ( N o v i c k a n d N u s s b a u m , 1 9 7 8 a n d 1 9 8 1 ) . T h e i n s t r u c t i o n c o n s i s t e d o f t e n l e s s o n s s t r u c t u r e d a r o u n d f i v e d e m o n - s t r a t i o n s / e x p e r i m e n t s . T h e s e w e r e u s e d a s f o c i f o r s m a l l g r o u p a n d c l a s s d i s c u s s i o n . W o r k s h e e t s a n d w r i t t e n q u e s t i o n n a i r e s w e r e a l s o u s e d p e r i o d i c a l l y . T h e s t u d y w a s d e s i g n e d n o t o n l y t o a s s e s s t h e i m p a c t o f i n s t r u c t i o n b u t a l s o t o t r a c e t h e c o n c e p t u a l c h a n g e o f e a c h s t u d e n t i n t h e c l a s s a n d t o r e l a t e p a t t e r n s o f c h a n g e w i t h e v e n t s i n i n s t r u c t i o n . T h u s , l e s s o n s w e r e e i t h e r v i d e o t a p e d o r w r i t t e n p r o t o c o l s f r o m d i r e c t o b s e r v a t i o n s w e r e m a d e . T h e s e w e r e u s e d a l o n g w i t h s t u d e n t w o r k s h e e t s , q u e s t i o n n a i r e s , a n d i m m e d i a t e a n d d e l a y e d p o s t t e s t s t o a s s e s s s t u d e n t s ' c o g n i t i v e s t r u c t u r e s b e f o r e , d u r i n g a n d a f t e r i n s t r u c t i o n . T h e s t u d y w a s c o n d u c t e d i n a r e g u l a r c l a s s r o o m ( n = 1 7 ) , w i t h s t u d e n t s o f a v e r a g e a b i l i t y . H o w e v e r , t h e u n i t w a s t a u g h t b y a g r a d u a t e s t u d e n t , n o t b y t h e r e g u l a r t e a c h e r . T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t s t u d e n t s w e r e q u i t e s l o w i n u n d e r g o i n g c o n c e p t u a l c h a n g e . T h e a u t h o r s h a d i d e n t i f i e d f o u r s t u d e n t a l t e r n a t i v e f r a m e w o r k s t h a t r e p r e s e n t e d i n c r e a s i n g l y s o p h i s t i c a t e d n o t i o n s ( f r o m A b e i n g l e a s t s o p h i s t i c a t e d t o D b e i n g m o s t ) . O n l y o n e s t u d e n t e n d e d i n s t r u c t i o n h o l d i n g t h e g o a l s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n , a n d o n l y f i v e r e a c h e d t h e D l e v e l . T h u s , a l t h o u g h t h e q u a l i t y o f i n s t r u c t i o n w a s j u d g e d t o b e " h i g h " a n d s t u d e n t s w e r e m o t i v a t e d b y t h e n o v e l t y o f t h e s i t u a t i o n , l e a r n i n g g o a l s w e r e n o t m e t . T h i s f a i l u r e l e d t h e a u t h o r s t o c o n c l u d e t h a t c o n c e p t u a l c h a n g e n e e d s t o b e v i e w e d a s a n e v o l u t i o n a r y r a t h e r t h a n a r e v o l u t i o n a r y p r o c e s s . H o w e v e r , t h e f a i l u r e o f t h e a u t h o r s t o d e t a i l w h y s t u d e n t s w e r e f a i l i n g t o m a k e d e s i r e d s h i f t s a s a r e s u l t o f p a r t i c u l a r t e a c h i n g m o v e s p r e v e n t s u s f r o m u n d e r s t a n d i n g w h e t h e r t h e f a i l u r e s h e r e s h o u l d b e v i e w e d a s d e v e l o p m e n t a l o r i n s t r u c t i o n a l . F o r e x a m p l e , w e g e t n o i d e a o f w h a t c l a s s r o o m d i s c u s s i o n s w e r e 6 1 l i k e . W h a t k i n d s o f q u e s t i o n s w e r e a s k e d o r n o t a s k e d ? H o w w e r e t h e s t u d e n t r e s p o n s e s h a n d l e d ? W a s t h e i n s t r u c t i o n r e a l l y " h i g h " q u a l i t y w h e n s t u d e n t l e a r n i n g w a s s o d i s a p p o i n t i n g ? W h y 3 3 5 t h e t e a c h i n g r a t e d " h i g h " q u a l i t y ? A n a l y s i s o f i n s t r u c t i o n a l f a i l u r e s w o u l d m a k e t h i s e f f o r t m o r e u s e f u l i n f u t u r e a t t e m p t s a t c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n . T h e r e a r e a l s o u n a n s w e r e d m e t h o d o l o g i c a l q u e s t i o n s . H o w w e r e i n f e r e n c e s a b o u t s t u d e n t c o g n i t i v e s t r u c t u r e s m a d e ? D i d e v e r y s t u d e n t p a r t i c i p a t e e n o u g h i n e v e r y c l a s s d i s c u s s i o n f o r j u d g m e n t s t o b e m a d e f r o m v i d e o t a p e s a b o u t t h e i r c o g n i t i v e s t r u c t u r e s ? W h a t k i n d s o f q u e s t i o n s w e r e a s k e d o n t h e p o s t t e s t ? I n t e r v i e w s w i t h s t u d e n t s a t p o i n t s d u r i n g i n s t r u c t i o n m i g h t h a v e p r o v i d e d h e l p f u l i n f o r m a t i o n a b o u t t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s t u d e n t s ' c o g n i t i v e s t r u c t u r e s a n d i n s t r u c t i o n a l e v e n t s . A s a c l a s s r o o m t e a c h e r , M i n s t r e l l ( 1 9 8 2 , 1 9 8 4 ) f o u n d 9 0 % o f h i s h i g h s c h o o l p h y s i c s s t u d e n t s h o l d i n g t h e m o t i o n - i m p l i e s - a - f o r c e m i s c o n c e p t i o n a b o u t f o r c e a n d m o t i o n r e v i e w e d e a r l i e r . I n h i s p o s i t i o n a s b o t h a t e a c h e r a n d a r e s e a r c h e r , h e w a s a b l e t o t r y o u t d i f f e r e n t a p p r o a c h e s t o i n s t r u c t i o n a n d t o m o d i f y t h e a p p r o a c h e a c h y e a r b a s e d o n r e s u l t s f r o m t h e p r e v i o u s y e a r . F r o m i n t e r a c t i o n s w i t h h i s s t u d e n t s a n d a n a l y s i s o f s t u d e n t s ' a n s w e r s t o q u a l i t a t i v e t e s t q u e s t i o n s p r o b i n g s t u d e n t s ' r e a l - w o r l d u n d e r s t a n d i n g o f m o t i o n , b o t h i m m e d i a t e l y a f t e r a n i n s t r u c t i o n a l u n i t a n d o n s e m e s t e r a n d f i n a l e x a m s , h e r e f i n e d h i s i n s t r u c t i o n t o t h e p o i n t w h e r e 8 0 - 9 0 % o f h i s s t u d e n t s g a v e N e w t o n i a n e x p l a n a t i o n s o f a c c e l e r a - t i o n a n d c o n s t a n t v e l o c i t y o n s e m e s t e r e x a m s . H e u s e d t h e s e s u c c e s s e s a t c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n t o g e n e r a t e a l i s t o f i n s t r u c t i o n a l f e a t u r e s t h a t h e f e l t c o u l d b e g e n e r a l i z e d t o m a n y s e t t i n g s w h e r e t e a c h i n g f o r c o n c e p t u a l c h a n g e i s t h e g o a l . H i s f e a t u r e s b e a r s t r i k i n g r e s e m b - l a n c e s t o b o t h t h e P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) a n d N u s s b a u m a n d N o v i c k ( 1 9 8 2 a ) m o d e l s o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n d e s c r i b e d e a r l i e r . T w o f e a t u r e s M i n s t r e l l i n c l u d e d 6 2 t h a t a r e n o t e x p l i c i t l y m e n t i o n e d i n t h e o t h e r m o d e l s a r e t h a t : a ) d i s c u s s i o n s h o u l d e n c o u r a g e s t u d e n t s t o r e s o l v e t h e d i s c r e p a n c i e s b e t w e e n t h e i r m i s c o n c e p - t i o n s a n d t h e i r o b s e r v a t i o n s , a n d b ) s t u d e n t s s h o u l d h a v e r e p e a t e d o p p o r t i m i t i e s t o r e u s e t h e a r g u m e n t s t h a t l e d t h e m t o t h e n e w i d e a a n d t o a p p l y t h e m i n n e w c o n t e x t s . I n a l a r g e r s c a l e c l a s s r o o m s t u d y , A n d e r s o n a n d S m i t h ( l 9 8 3 a , b ) i n v e s t i g a t e d w h e t h e r i n s t r u c t i o n a l m a t e r i a l s d e s i g n e d t o c h a n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t l i g h t c o u l d b e u s e d s u c c e s s f u l l y b y r e g u l a r e l e m e n t a r y c l a s s r o o m t e a c h e r s . K n o w - l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s w a s o b t a i n e d f r o m n a t u r a l i s t i c o b s e r v a t i o n s o f t r a d i t i o n a l t e x t b o o k - b a s e d i n s t r u c t i o n a b o u t l i g h t a n d s e e i n g i n f i v e f i f t h g r a d e c l a s s r o o m s a l o n g w i t h p r e - a n d p o s t t e s t s g i v e n t o 1 1 3 s t u d e n t s . T h e t e s t s w e r e d e s i g n e d t o r e v e a l s t u d e n t s ' r e a l - w o r l d t h i n k i n g a n d w e r e a n a l y z e d i n a w a y t h a t p e r m i t t e d i d e n t i f i c a t i o n o f p a t t e r n s o f b e l i e f a b o u t f o u r c e n t r a l c o n c e p t s . P r e - a n d p o s t t e s t c l i n i c a l i n t e r v i e w s w i t h e l e v e n s t u d e n t s s u p p o r t e d t h e t e s t f i n d i n g s . T h e f i r s t p h a s e o f t h e s t u d y , a s r e p o r t e d e a r l i e r o n p . 4 5 , h a d i d e n t i f i e d t h a t t r a d i t i o n a l i n s t r u c t i o n w a s f a i l i n g t o a l t e r s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d h a d i d e n t i f i e d c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s t h a t w e r e p r o b l e m a t i c . F o r e x a m p l e , o n l y 2 2 % o f t h e s t u d e n t s u n d e r s t o o d a f t e r i n s t r u c t i o n t h e g o a l c o n c e p t t h a t w e s e e b e c a u s e l i g h t i s r e f l e c t e d t o o u r e y e s . I n s t e a d , t h e y b e l i e v e d t h a t l i g h t b r i g h t e n s o b j e c t s a n d t h a t w e t h e n d i r e c t l y p e r c e i v e t h e o b j e c t . ‘ A n d e r s o n a n d S m i t h u s e d w h a t t h e y l e a r n e d f r o m t h e i r i n i t i a l o b s e r v a t i o n s t o d e s i g n a s e t o f o v e r h e a d t r a n s p a r e n c i e s t o h e l p t e a c h e r s c h a l l e n g e a n d c h a n g e t h e s e m i s c o n c e p t i o n s . T h e s e t w a s a c c o m p a n i e d b y a t e a c h e r ' s m a n u a l t h a t e x p l a i n e d t h e n a t u r e o f c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a b o u t l i g h t a n d h o w t o i n t e r p r e t s t u d e n t a n s w e r s t o q u e s t i o n s i n t e r m s o f t h e s e m i s c o n c e p t i o n s . E a c h t r a n s p a r e n c y h a d a p i c t u r e a n d a q u e s t i o n a b o u t h o w l i g h t w o u l d b e h a v e i n t h e p a r t i c u l a r s i t u a t i o n . A n o v e r l a y p r o v i d e d t h e s c i e n t i s t s ' a n s w e r t o t h e q u e s t i o n . 6 3 T h u s , t e a c h e r s c o u l d u s e t h e q u e s t i o n t o e l i c i t a n d d i a g n o s e s t u d e n t ' s m i s c o n c e p — t i o n s . T h e o v e r l a y t h e n p r o v i d e d a n i m m e d i a t e c o n t r a s t b e t w e e n s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s a n d a c c e p t e d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . C o m p a r e d w i t h t h e e l a b o r a t e i n s t r u c t i o n a l d e s i g n i n t h e N u s s b a u m a n d N o v i c k s t u d y o n t h e n a t u r e o f m a t t e r r e p o r t e d e a r l i e r , t h i s i n s t r u c t i o n a l c h a n g e w a s s p e c i f i c a l l y d e s i g n e d t o b e l e s s c o m p l e x . T h e r e s e a r c h e r s w a n t e d t o i n t r o d u c e a c h a n g e t h a t c o u l d b e u s e d b y r e g u l a r e l e m e n t a r y s c h o o l t e a c h e r s ( a s o p p o s e d t o g r a d u a t e s t u d e n t s ) w i t h o u t m a k i n g e x c e s s i v e , u n r e a l i s t i c d e m a n d s o n t h e m . S i x t e a c h e r s u s e d t h e t r a n s p a r e n - c i e s a l o n g w i t h t h e i r t e x t b o o k t o t e a c h t h e l i g h t u n i t t o 1 3 6 s t u d e n t s . W i t h t h i s m a n y s t u d e n t s i t w a s i m p o s s i b l e t o u s e i n t e r v i e w s t o a s s e s s s t u d e n t p r i o r k n o w l e d g e a n d s t u d e n t l e a r n i n g . I n s t e a d , t h e p r e - a n d p o s t t e s t s w e r e a n a l y z e d i n a n o n - t r a d i t i o n a l w a y . E v i d e n c e o f s t u d e n t b e l i e f i n d i f f e r e n t g o a l c o n c e p t i o n s o f i n s t r u c t i o n a n d i n a l t e r n a t i v e m i s c o n c e p t i o n s w e r e a s s e s s e d u s i n g a m i c r o c o m p u t e r p r o g r a m t h a t c o m b i n e d e v i d e n c e f r o m d i f f e r e n t t e s t i t e m s t o g e n e r a t e a m e a s u r e o f t h e c o n s i s t e n c y a n d s t r e n g t h o f s t u d e n t b e l i e f i n e _ a _ c _ h _ p r o p o s i t i o n . T h u s , i n s t e a d o f e n d i n g u p w i t h o n e s c o r e f o r e a c h s t u d e n t , t h e r e w e r e a s e r i e s o f s c o r e s i n d i c a t i n g t h e s t r e n g t h o f s t u d e n t b e l i e f i n d i f f e r e n t p r o p o s i t i o n s . S t u d e n t s w i t h t h e h i g h e s t s c o r e s f o r a p r o p o s i t i o n w e r e t h e n c o n s i d e r e d b e l i e v e r s i n t h a t p r o p o s i t i o n ; t h o s e w i t h t h e l o w e s t s c o r e s w e r e a s s u m e d g o ; t o b e l i e v e i n t h e p r o p o s i t i o n ; t h o s e i n t h e m i d d l e r a n g e w e r e n o t c l a s s i f i e d a s e i t h e r b e l i e v e r s o r n o n - b e l i e v e r s . T h i s a n a l y s i s s c h e m e w a s u s e d t o i d e n t i f y s t u d e n t s ' c o g n i t i v e s t r u c t u r e s b e f o r e a n d a f t e r i n s t r u c t i o n u s i n g t h e t r a n s p a r e n c i e s . T h e p e r c e n t a g e o f s t u d e n t s b e l i e v i n g t h e g o a l c o n c e p t t h a t w e s e e b e c a u s e l i g h t i s r e f l e c t e d t o o u r e y e s w a s 7 8 % a f t e r i n s t r u c t i o n u s i n g t h e t r a n s p a r e n c i e s . T h i s r e p r e s e n t e d a d r a m a t i c i m p r o v e m e n t i n s t u d e n t l e a r n i n g o v e r t h e f i r s t y e a r ' s r e s u l t s , a n d p r o v i d e s s u p p o r t f o r t h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t o n . 6 4 A n d e r s o n a n d S m i t h a l s o i n c l u d e d n a t u r a l i s t i c c l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s i n t h e i r s t u d y o f t e a c h e r s u s i n g t h e t r a n s p a r e n c i e s . A n a l y s i s o f c l a s s r o o m n a r r a t i v e s f o r e a c h t e a c h e r w e r e u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h s t u d e n t l e a r n i n g o u t c o m e s f o r e a c h t e a c h e r t o d e f i n e p a t t e r n s o f t e a c h e r b e h a v i o r a s s o c i a t e d w i t h c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . I n t h i s w a y A n d e r s o n a n d S m i t h ( l 9 8 3 b ) p r o v i d e t h e k i n d o f d e t a i l e d i n f o r m a t i o n a b o u t i n s t r u c t i o n a l e f f e c t s t h a t i s m i s s i n g f r o m t h e o t h e r i n s t r u c t i o n a l s t u d i e s . T h i s k i n d o f i n f o r m a t i o n i s n e c e s s a r y t o u n d e r s t a n d w h i c h f e a t u r e s o f i n s t r u c t i o n a r e c r i t i c a l f o r c o n c e p t u a l c h a n g e . I m p l i c a t i o n s f o r T h i s S t u d y T h i s g r o u p o f s t u d i e s s u g g e s t s t h a t t h e r e i s m u c h p r o m i s e i n t h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n . T h e m o d e l h a s b e e n s u c c e s s f u l l y u s e d i n s e v e r a l s t u d i e s t o h e l p s t u d e n t s c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s s o t h a t t h e y a r e m o r e i n l i n e w i t h s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . T h u s , t h e s e s t u d i e s h a v e t a k e n f i r s t s t e p s t o w a r d a d d r e s s i n g a l l f o u r s t e p s i n G l a s e r ' s m o d e l o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y . T h a t i s , t h e y h a v e t r i e d t o i d e n t i f y w h a t s t u d e n t s a r e t h i n k i n g b e f o r e , d u r i n g a n d a f t e r i n s t r u c t i o n , a n d t h e i r a s s e s s m e n t s o f s t u d e n t t h i n k i n g a n d l e a r n i n g h a v e m o v e d t o w a r d i d e n t i f y i n g i n t e r m e d i a t e s t a t e s o f " k n o w i n g " . R e l a t i o n s h i p s o f s t u d e n t s ' c o g n i t i v e s t a t e s t o i n s t r u c t i o n a l m o v e s h a v e b e e n d e t a i l e d , p a r t i c u l a r l y i n t h e A n d e r s o n a n d S m i t h s t u d y . U n f o r t u n a t e l y , s u c c e s s e s t h u s f a r h a v e b e e n a c c o m p l i s h e d l a r g e l y w i t h c o l l e g e o r a d u l t s t u d e n t s w o r k i n g i n d i v i d u a l l y w i t h a m i c r o c o m p u t e r o r i n s m a l l g r o u p s w i t h r e s e a r c h e r s a s t e a c h e r s . T h u s , t h e i n s t r u c t i o n a l e f f o r t s t h u s f a r h a v e l a r g e l y c i r c u m v e n t e d K - 1 2 s t u d e n t s a n d t h e r e g u l a r c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n a l f o r m a t s . E x c e p t f o r t h e A n d e r s o n a n d S m i t h s t u d y , n o n e o f t h e s t u d i e s h a s p a i d a n y a t t e n t i o n t o t h e p r o b l e m s f a c e d b y r e g u l a r c l a s s r o o m t e a c h e r s a t t e m p t i n g t o t e a c h f o r c o n c e p t u a l c h a n g e . I n p a r t i c u l a r , t h e r o l e o f t h e t e x t b o o k i n a 6 5 c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n h a s a l s o b e e n v i r t u a l l y i g n o r e d b y t h e s e r e s e a r c h e r s . T o a d d r e s s t h i s g a p i n o u r k n o w l e d g e , t h i s s t u d y u s e s t h e t h e b o d y o f r e s e a r c h o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s t o i n v e s t i g a t e t h e p o t e n t i a l r o l e t h a t a t e x t b o o k c a n p l a y i n a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n . U s i n g S c h e m a T h e o r y t o U n d e r s t a n d S t u d e n t s ' R e a d i n g C o m p r e h e n s i o n D i f f i c u l t i e s I n t r o d u c t i o n I n t h i s s e c t i o n , t h e o r e t i c a l c o n t r i b u t i o n s f r o m a s e c o n d l i n e o f s c h e m a - t h e o r y — b a s e d r e s e a r c h , r e s e a r c h o n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n , w i l l b e d e s c r i b e d . H o w t h i s r e s e a r c h h a s d e m o n s t r a t e d t h a t p r i o r k n o w l e d g e c a n b o t h a i d a n d c o n s t r a i n t e x t c o m p r e h e n s i o n w i l l b e e x p l a i n e d . T h e s e c t i o n w i l l e n d w i t h a d i s c u s s i o n o f h o w t h i s r e s e a r c h r e l a t e s t o t h e c u r r e n t s t u d y . P r i o r K n o w l e d g e a s a n A i d t o C o m p r e h e n s i o n C o g n i t i v e p s y c h o l o g i s t s i n v e s t i g a t i n g r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n p r o c e s s e s h a v e e m p h a s i z e d t h e a c t i v e r o l e o f t h e r e a d e r i n m a k i n g s e n s e o f t e x t . T h u s , t h e m e a n i n g o f t h e t e x t i s n o t c o n t a i n e d i n e x p l i c i t w o r d s o n t h e t e x t p a g e . R a t h e r , t h e r e a d e r c r e a t e s m e a n i n g i n r e s p o n s e t o t h e t e x t . T h u s , r e a d i n g i s a c o n s t r u c t i v e , i n t e r a c t i v e p r o c e s s w h e r e w h a t i s i n t h e r e a d e r ' s h e a d i s u s e d t o m a k e s e n s e o f w h a t i s w r i t t e n o n t h e p a g e ( B r a n s f o r d a n d F r a n k s , 1 9 7 6 ; S c h a n k a n d A b e l s o n , 1 9 7 7 ; K i n t s c h , 1 9 7 4 ) . I n t h i s v i e w o f r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n , t h e r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e p l a y s a c e n t r a l r o l e i n i n t e r p r e t i n g a n d i m d e r s t a n d i n g t h e t e x t . A l a r g e n u m b e r o f s t u d i e s h a v e b e e n d o n e t o s u p p o r t t h e a s s e r t i o n t h a t p r i o r k n o w l e d g e f a c i l i t a t e s l e a r n i n g f r o m t e x t . I n t h i s s e c t i o n e x a m p l e s o f t h i s t y p e o f r e s e a r c h w i l l b e d e s c r i b e d . T h i s r e v i e w p r o v i d e s c o m p e l l i n g e v i d e n c e f o r t h e e m p h a s i s p l a c e d o n t h e r o l e o f p r i o r k n o w l e d g e i n s c h e m a t h e o r i s t s ' v i e w o f r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . 6 6 S t u d i e s o f i n f e r e n c i p L i n r e a d i n g . M a n y r e s e a r c h e r s h a v e f o u n d s c h e m a t h e o r y u s e f u l i n e x p l a i n i n g h o w p r i o r k n o w l e d g e w o r k s t o a i d t h e t e x t c o m p r e - h e n s i o n p r o c e s s . F r o m a r e v i e w o f r e a d i n g r e s e a r c h , P e a r s o n , H a n s e n , a n d G o r d o n ( 1 9 7 9 ) h a v e d e r i v e d t w o s o m e w h a t o v e r l a p p i n g w a y s s c h e m a t a h a v e b e e n f o u n d t o a i d i n t e x t c o m p r e h e n s i o n . l ) S c h e m a t a p r o v i d e a s t r u c t u r e f o r i n f e r e n c i n g a n d f i l l i n g i n g a p s w h e r e t h e t e x t i s n o t c o m p l e t e l y e x p l i c i t , a n d 2 ) S c h e m a t a p r o v i d e a f r a m e w o r k f o r c l a s s i f y i n g c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t e x t s o t h a t t h e c o n c e p t s a r e m o r e e a s i l y r e t r i e v a b l e f r o m l o n g - t e r m m e m o r y . T h e u s e o f s c h e m a t a i s p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n t i n i n t e r p r e t i n g t e x t p a s s a g e s w h e r e t h e r e i s s o m e a m b i g u i t y t h a t f o r c e s t h e r e a d e r t o m a k e i n f e r e n c e s i n o r d e r t o m a k e s e n s e o f t h e t e x t . A l m o s t a n y t e x t p a s s a g e r e q u i r e s s u c h i n f e r e n c i n g ; i t i s p r e c i s e l y b e c a u s e a t e x t c a n n e v e r b e c o m p l e t e l y e x p l i c i t t h a t r e a d i n g h a s c o m e t o b e v i e w e d a s a n i n t e r a c t i v e p r o c e s s b e t w e e n r e a d e r a n d t e x t ( B r a n s f o r d a n d M c C a r r e l l , 1 9 7 4 ; T h o r n d y k e , 1 9 7 6 ; R e d e r , 1 9 7 9 ; K i n t s c h a n d v a n D i j k , 1 9 7 8 ) . W e l l - d e v e l o p e d s c h e m a t a c a n a i d i n t h i s i n f e r e n c i n g p r o c e s s . W h a t k i n d s o f s t u d i e s h a v e b e e n d o n e t o s u p p o r t t h e s e i d e a s ? I n o n e s t u d y B r a n s f o r d a n d F r a n k s ( 1 9 7 1 ) h a d p a r t i c i p a n t s r e a d a s e r i e s o f f a c t s t h a t r e l a t e d t o a s i n g l e , c o m p l e x i d e a . F o r e x a m p l e , T h e a n t s a t e t h e s w e e t j e l l y , T h e j e l l y w a s o n t h e t a b l e , a n d T h e a n t s w e r e i n t h e k i t c h e n w e r e c o m p o n e n t s o f t h e i d e a , T h e a n t s i n t h e k i t c h e n a t e t h e s w e e t j e l l y w h i c h w a s o n t h e t a b l e . P a r t i c i p a n t s w e r e l a t e r s h o w n e x a c t s e n t e n c e s t a k e n f r o m t h e t e x t a n d n e w c o m b i n a t i o n s o f t h e c o m p o n e n t i d e a s a n d a s k e d t o i d e n t i f y " n e w " s e n t e n c e s a n d s e n t e n c e s t h a t w e r e i n t h e t e x t . P a r t i c i p a n t s " r e c o g n i z e d " i n f e r e n c e s a s b e i n g i n t h e t e x t a s c o n f i d e n t l y a s t h e y d i d s e n t e n c e s t h a t h a d a c t u a l l y b e e n i n t h e t e x t . T h e s e r e s u l t s s u g g e s t t h a t e x p e r i e n c e d r e a d e r s m a k e s e n s e o f t e x t b y c r e a t i n g a b s t r a c t m e a n i n g r e p r e s e n t a - 6 7 t i o n s ( s c h e m a t a ) t h a t a r e d i f f e r e n t f r o m w h a t i s e x p l i c i t l y i n t h e t e x t . T h e y d o t h i s s o s p o n t a n e o u s l y t h a t t h e y a r e i m a b l e t o s e p a r a t e o u t e x a c t l y w h a t c a m e f r o m t e x t o r w h a t t h e y i n f e r r e d . I n a n o t h e r s t u d y F r e d e r i k s o n ( 1 9 7 5 ) h a d p a r t i c i p a n t s r e c a l l a S O D - w o r d e s s a y a n d f o u n d , l i k e B r a n s f o r d a n d F r a n k s , t h a t s u b j e c t s p r o d u c e d r e s p o n s e s t h a t w e r e n o t a l w a y s i n t h e p r e s e n t e d t e x t b u t t h a t i n d i c a t e d i n f e r e n c e s h a d b e e n m a d e i n t e g r a t i n g t e x t e x p l i c i t k n o w l e d g e a n d r e a d e r k n o w l e d g e . W h e n s u b j e c t s w e r e a s k e d t o r e r e a d t h e s a m e p a s s a g e a n d r e c a l l i t o n t h r e e s u b s e q u e n t o c c a s i o n s , t h e s u b j e c t s d i d n o t c h a n g e t h e i r o r i g i n a l l y d e r i v e d c o n c e p t u a l f r a m e w o r k s . T h e s e f i n d i n g s s u p p o r t t h e n o t i o n t h a t t e x t i n f o r m a t i o n i s r e c o n s t r u c t e d d u r i n g r e a d i n g , a n d t h a t t h e r e a d e r h a s a d i f f i c u l t t i m e s e e i n g t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e e x p l i c i t t e x t a n d h i s r e c o n s t r u c t i o n o f t h a t t e x t . O n c e a r e a d e r h a s f i t t h e t e x t i n t o a p a r t i c u l a r k n o w l e d g e s t r u c t u r e , i t i s d i f f i c u l t t o t h i n k a b o u t t h e t e x t i n a d i f f e r e n t w a y . S t u d i e s o n t h e r o l e o f p r i o r k n o w l e d g e i n r e a d i n g . O t h e r s t u d i e s h a v e t r i e d t o i n v e s t i g a t e m o r e d i r e c t l y t h e r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e i n o r d e r t o d e m o n s t r a t e e m p i r i c a l l y t h a t i t i _ s a p e r s o n ' s e x i s t i n g s c h e m a t a t h a t d i r e c t i n f e r e n c i n g a n d i n t e r p r e t a t i o n o f t e x t . I n t h i s g r o u p o f s t u d i e s d i f f e r e n c e s i n p r i o r k n o w l e d g e w e r e o f c e n t r a l c o n c e r n a n d w e r e a c c o u n t e d f o r e x p e r i m e n t a l l y b y e i t h e r u s i n g p e r s o n a l h i s t o r i e s o f t h e s u b j e c t s o r b y p r o v i d i n g i n t r o d u c t i o n s o r t i t l e s t h a t w o u l d i n d u c e r e a d e r s t o a d o p t a g i v e n p e r s p e c t i v e p r i o r t o r e a d i n g . F o r e x a m p l e , R . C . A n d e r s o n , R e y n o l d s , S c h a l l e r t , a n d G o e t z ( 1 9 7 7 ) i n v e s t i - g a t e d r e a d e r s ' r e c a l l a n d c o m p r e h e n s i o n o f s h o r t ( 1 4 5 w o r d s ) t e x t p a s s a g e s t h a t w e r e w r i t t e n a m b i g u o u s l y s o t h e y c o u l d r e a s o n a b l y b e i n t e r p r e t e d u s i n g t w o d i f f e r e n t s c h e m a ( w r e s t l i n g y g . a p r i s o n b r e a k a n d c a r d p l a y i n g y _ s . m u s i c r e h e a r s a l ) . T h e y f o u n d r e c a l l a n d c o m p r e h e n s i o n t o b e c l o s e l y r e l a t e d t o t h e g e n e r a l b a c k g r o u n d k n o w l e d g e o f t h e r e a d e r . T h a t i s , p h y s i c a l e d u c a t i o n s t u d e n t s 6 8 c h o s e a w r e s t l i n g i n t e r p r e t a t i o n o f t h e f i r s t p a s s a g e b u t a c a r d p l a y i n g i n t e r p r e t a - t i o n o f t h e s e c o n d . M u s i c s t u d e n t s , o n t h e o t h e r h a n d , m a d e e x a c t l y t h e o p p o s i t e s e l e c t i o n s . B r a n s f o r d a n d M c C a r r e l l ( 1 9 7 4 ) u s e d s i m i l a r a m b i g u o u s p a s s a g e s a n d f o u n d t h a t s u b j e c t s r e c a l l e d p r o p o s i t i o n s c o n s i s t e n t w i t h a t h e m e t h e y w e r e g i v e n p r i o r t o r e a d i n g . S i m i l a r f i n d i n g s b y P i c k e r t a n d A n d e r s o n ( 1 9 7 7 ) s h o w t h a t d i r e c t i o n s t o a d o p t a p a r t i c u l a r p e r s p e c t i v e , o r s c h e m a , e f f e c t s w h a t i s l e a r n e d a n d r e m e m b e r e d f r o m t e x t a n d w h a t i s r a t e d a s i m p o r t a n t . I n a s t u d y b y A n d e r s o n , S p i r o , a n d A n d e r s o n ( 1 9 7 8 ) a s s u m p t i o n s a b o u t " m o s t p e o p l e ' s r e s t a u r a n t s c h e m a t a " w e r e u s e d t o s u p p o r t t h e c o n c l u s i o n t h a t s t r o n g e r s c h e m a t a e n a b l e o n e t o c l a s s i f y c o n c e p t s a n d l a t e r r e t r i e v e c o n c e p t s m o r e e a s i l y . T h e y f o u n d t h a t s u b j e c t s w h o r e a d s h o r t p a s s a g e s a b o u t 1 8 f o o d a n d b e v e r a g e i t e m s w e r e b e t t e r a b l e t o r e c a l l t h o s e f o o d i t e m s w h e n t h e y w e r e e m b e d d e d i n a r e s t a u r a n t s t o r y t h a n w h e n e m b e d d e d i n a g r o c e r y s t o r e s c e n a r i o . T h u s , t h e p a r t i c u l a r o r d e r f o o d i s n o r m a l l y s e r v e d i n r e s t a u r a n t s ( w a t e r , a p p e t i z e r , s a l a d s , e n t r e e s , d e s s e r t s ) p r o v i d e d a s t r o n g e r o r g a n i z i n g s c h e m a t h a n t h e g r o c e r y s t o r e s e t t i n g i n w h i c h i n d i v i d u a l p a t t e r n s o f s h o p p i n g p r e c l u d e a g e n e r a l " o r d e r o f f o o d s " s c h e m a . A n d e r s o n e t a l . ( 1 9 7 8 ) c o n c l u d e d t h a t t h e p a r t i c u l a r s c h e m a u s e d t o i n t e r p r e t t e x t i s s i g n i f i c a n t i n t e r m s o f l e a r n i n g a n d r e c a l l . B e t t e r d e v e l o p e d h i g h - l e v e l s c h e m a t a c a n p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i n a i d i n g l e a r n i n g a n d m e m o r y f r o m t e x t . T h e y s t a t e : " T h e f i n d i n g s p r o v i d e u n a m b i g u o u s c o n f i r m a t i o n t h a t h i g h - l e v e l s c h e m a t a p l a y a r o l e i n t h e l e a r n i n g a n d r e m e m b e r i n g o f t e x t i n f o r m a t i o n . " W h a t s e t s t h i s g r o u p o f s t u d i e s a p a r t f r o m t h e f i r s t g r o u p i s t h e a t t e m p t t o u n d e r s t a n d s o m e t h i n g a b o u t t h e r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e a n d h o w t h a t i n t e r a c t s w i t h t h e t e x t . T h i s a t t e m p t r e p r e s e n t s a c r i t i c a l t u r n i n g p o i n t i n r e a d i n g 6 9 r e s e a r c h . I n t h e p a s t , r e s e a r c h e r s c a r e f u l l y d e s i g n e d s t u d i e s t o r u l e o u t t h e l i k e l i h o o d o f i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s i n p r i o r k n o w l e d g e . A n d e r s o n ' s s t u d i e s , i n p a r t i c u l a r , p r o v i d e c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t m u c h c a n b e l e a r n e d a b o u t r e a d i n g p r o c e s s e s b y l o o k i n g a t r e a d e r s ' p r i o r k n o w l e d g e . I n s t r u c t i o n a l l y o r i e n t e d s t u d i e s o f p r i o r k n o w l e d i e i n r e a d i n g . T h e n e x t g r o u p o f s t u d i e s t o b e d e s c r i b e d a l l l o o k a t m o r e r e a l i s t i c ( i n t e r m s o f c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n ) t e x t p a s s a g e s . T h e y a l s o a l l c o n s i d e r d i f f e r e n c e s i n r e a d e r s ' p r i o r k n o w l e d g e , a l t h o u g h t h e y v a r y i n t h e m e t h o d s u s e d t o l o o k a t s u b j e c t d i f f e r e n c e s a n d i n t h e d e g r e e o f a t t e n t i o n p a i d t o t h e s e d i f f e r e n c e s . M e y e r ( 1 9 8 4 ) d i v i d e d r e a d e r s i n t o h i g h - a n d l o w - k n o w l e d g e g r o u p s ( e x p e r t a n d n o n e x p e r t ) , b a s e d o n t h e i r g e n e r a l r e a d i n g a b i l i t i e s u s i n g a v o c a b u l a r y t e s t s c o r e . Q u e s t i o n n a i r e s a n d i n t e r v i e w s w e r e u s e d t o s u b s t a n t i a t e t h a t t h e e x p e r t r e a d e r s d i d m o r e r e a d i n g , e n j o y e d r e a d i n g , a n d r e a d b e t t e r t h a n t h e n o n e x p e r t g r o u p . I n a d d i t i o n , a n u n d e r l i n i n g o f i m p o r t a n t i d e a s t a s k s h o w e d t h e e x p e r t r e a d e r s w e r e b e t t e r a b l e t o p i c k o u t t h e " t o p l e v e l s " o f c o n t e n t s t r u c t u r e . S u b j e c t s ( 1 0 0 o l d e r a d u l t s , a g e 6 5 a n d o v e r ) r e a d a n d r e c a l l e d t w o s h o r t ( 3 8 8 w o r d s ) t e x t p a s s a g e s w h i c h w e r e m o d i f i e d v e r s i o n s o f a n i n t h - g r a d e m a g a z i n e a r t i c l e a n d a h i s t o r y t e x t s e l e c t i o n . F i v e d i f f e r e n t v e r s i o n s o f e a c h t e x t w e r e w r i t t e n i n o r d e r t o e x a m i n e h o w t e x t d i m e n s i o n s o f e m p h a s i s a n d o r g a n i z a t i o n i n f l u e n c e r e a d i n g s t r a t e g i e s a n d c o g n i t i v e p r o c e s s e s . T h e s u b j e c t m a t t e r o f t h e t w o p a s s a g e s w e r e " S u p e r t a n k e r s " a n d " R a i l r o a d s " . N o a t t e m p t w a s m a d e t o a s s e s s s u b j e c t s ‘ p r i o r k n o w l e d g e a b o u t t h e s e t o p i c s . T w o s o u r c e s o f d a t a w e r e u s e d t o a s s e s s s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t . F i r s t , f r e e r e c a l l s w e r e a n a l y z e d f o r n u m b e r o f i d e a u n i t s r e m e m b e r e d f r o m t h e t e x t a n d f o r w h i c h t o p - l e v e l s t r u c t u r e s u b j e c t s u s e d t o o r g a n i z e t h e i r r e c a l l . S e c o n d l y , n u m b e r s o f c o r r e c t a n s w e r s t o d e t a i l a n d l o g i c a l r e l a t i o n s q u e s t i o n s w e r e t o t a l l e d . 7 0 A s e x p e c t e d , t e x t v a r i a t i o n s d i d n o t a f f e c t t o t a l r e c a l l o r n u m b e r o f i d e a s r e c a l l e d p e r t i m e s p e n t r e a d i n g . H o w e v e r , t h e r e w e r e v a r i a t i o n s i n m o f r e c a l l s , w i t h e x p e r t r e a d e r s o f t e n u s i n g a " s t r u c t u r e " s t r a t e g y a n d n o n e x p e r t s u s i n g a " d e t a i l " s t r a t e g y . E x p e r t r e a d e r s a l s o s h i f t e d t h e i r s t r a t e g i e s t o m a t c h t e x t v a r i a t i o n s m o r e t h a n n o n e x p e r t r e a d e r s . T h e f i n d i n g s w e r e s i m i l a r f o r b o t h t o p i c s . T h u s , t e x t d i m e n s i o n s o f e m p h a s i s a n d o r g a n i z a t i o n i n t e r a c t w i t h r e a d e r e x p e r t i s e a n d r e a d e r s t r a t e g i e s a s t h e r e a d e r f o r m s a r e p r e s e n t a t i o n o f t e x t i n h i s / h e r m i n d . D i f f e r e n t t e x t s t r u c t u r e s c a n s t i m u l a t e c o n s t r u c t i o n o f d i f f e r e n t c o g n i t i v e r e p r e s e n t a t i o n s , a n d t h e s e r e p r e s e n t a t i o n s d e t e r m i n e w h a t k i n d s o f i n f o r m a t i o n f r o m t e x t c a n b e r e m e m b e r e d . U n l i k e M e y e r ' s s t u d y , F i n l e y ' s s t u d y ( 1 9 8 3 ) o f h i g h s c h o o l s t u d e n t s ' r e a d i n g o f a l o n g e r p h y s i c s t e x t b o o k p a s s a g e ( 1 0 0 0 w o r d s ) d o e s n o t e x p l o r e a n y t e x t v a r i a t i o n s o r m a n i p u l a t i o n s . H i s f o c u s o n t h e p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t a n d 2 ° 1 1 s t u d e n t s o r g a n i z e d t h o s e i n s t r u c t i o n a l l y i m p o r t a n t c o n c e p t s t a k e s u s a s t e p c l o s e r t o c l a s s r o o m r e l e v a n c e . T h e t e x t b o o k p a s s a g e u s e d i n t h i s s t u d y p r e s e n t e d c o n c e p t s r e l a t e d t o t h e t r a n s f e r o f e n e r g y i n p h y s i c a l s y s t e m s . T h i s s u b j e c t m a t t e r w a s r e l a t e d t o t h e s t u d e n t s ' c o u r s e w o r k i n p h y s i c s a n d c h e m i s t r y . T h e s u b j e c t s w e r e f r o m m i d d l e a n d u p p e r m i d d l e c l a s s s o c i o e c o n o m i c b a c k g r o u n d s , w e r e a c a d e m i c a l l y o r i e n t e d , a n d h a d c o m p l e t e d b i o l o g y ( g r a d e 9 ) , c h e m i s t r y , a n d t w o - t h i r d s o f a p h y s i c s c o u r s e . T h e s e l l t h g r a d e s t u d e n t s r e a d t h e t e x t p a s s a g e a n d t h e n w e r e a s k e d t o r e c a l l e v e r y t h i n g t h e y c o u l d r e m e m b e r f r o m t h e p a s s a g e . F i n l e y ' s f i n d i n g s a r e q u i t e c o n s i s t e n t w i t h t h o s e o f B r a n s f o r d a n d F r a n k s ( 1 9 7 1 ) , F r e d e r i k s o n ( 1 9 7 5 ) a n d o t h e r s r e p o r t e d e a r l i e r . S t u d e n t s c l e a r l y w e r e c o n s t r u c t i n g i n t e r p r e t a t i o n s o f t h e t e x t . O f t h e 2 5 9 p r o p o s i t i o n s r e c a l l e d b y s t u d e n t s , o n l y 7 3 w e r e a c t u a l l y i n t h e t e x t . S t u d e n t s r e c a l l e d d i f f e r e n t c o n c e p - 7 1 t u a l l y c o h e r e n t p a t t e r n s o f p r o p o s i t i o n s , a n d t h e s e p a t t e r n s w e r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h e m a i n t h e m e o f t h e t e x t . T h u s , s t u d e n t s i n a m o r e r e a l i s t i c t a s k s e t t i n g d e m o n s t r a t e d t h e s a m e i n f e r e n c i n g a n d t e x t e l a b o r a t i o n p r o c e s s e s s e e n i n t h e m o r e c o n t r o l l e d e x p e r i m e n t a l s e t t i n g s . B u t F i n l e y ' s f i n d i n g s g o b e y o n d t h i s a n d p r o v i d e s o m e i n f o r m a t i o n t h a t c a n b e u s e d i n i n s t r u c t i o n a l s e t t i n g s . T h a t i s , h i s s t u d y g i v e s u s d e t a i l e d i n f o r m a t i o n a b o u t h o w h i g h s c h o o l s t u d e n t s o r g a n i z e a n d t h i n k a b o u t s p e c i f i c s u b j e c t m a t t e r c o n c e p t s - - s p e c i f i c a l l y , e n e r g y t r a n s f e r i n p h y s i c a l s y s t e m s . T h e r e c a l l d a t a i s i n t e r e s t i n g n o t o n l y f o r m a k i n g t h e p o i n t a b o u t s t u d e n t ' s e l a b o r a t i o n o f t e x t . T h e r e c a l l d a t a i s a l s o u s e f u l i n a n i n s t r u c t i o n a l s e n s e . F r o m t h i s d a t a , F i n l e y i d e n t i f i e d f o u r d i f f e r e n t p a t t e r n s o f r e c a l l , e a c h o f w h i c h h a d s o m e c o n c e p t u a l c o h e r e n c e a l t h o u g h n o n e w e r e t h e k i n d o f c o h e r e n c e i n t e n d e d b y t h e t e x t . T h e f a c t t h a t a l l g r o u p s s t r u c t u r e d r e c a l l s a r o u n d o n e o r m o r e e m p i r i c a l e v e n t s d e s c r i b e d i n t h e t e x t a n d t h a t t h e s e e m p i r i c a l e v e n t s w e r e n o t i n t e r p r e t e d a s i n s t a n c e s o f t h e g e n e r a l t h e o r e t i c a l i d e a o f t r a n s f e r o f e n e r g y o f m o t i o n a s e x p e c t e d i s i n s t r u c t i o n a l l y s i g n i f i c a n t . I n s t e a d , e m p i r i c a l e v e n t s w e r e r e c a l l e d i n t e r m s o f m o r e s p e c i f i c a c c o m p a n y i n g t h e o r e t i c a l i d e a s s u c h a s m o l e c u l a r c o l l i - s i o n s . V o s s ( 1 9 8 4 ) r e p o r t s a n u m b e r o f r e l a t e d s t u d i e s h e a n d h i s c o l l e a g u e s h a v e d o n e t o s t u d y h o w s p e c i a l i z e d , d o m a i n - r e l a t e d p r i o r k n o w l e d g e i n f l u e n c e s l e a r n i n g f r o m t e x t ( S p i l i c h , V e s o n d e r , C h i e s i a n d V o s s , 1 9 7 9 ; V o s s , V e s o n d e r , a n d S p i l i c h , 1 9 8 0 ; C h i e s i , S p i l i c h a n d V o s s , 1 9 7 9 ) . T h e s u b j e c t d o m a i n t h e y s t u d i e d w a s b a s e b a l l , a n d s u b j e c t s w e r e d i v i d e d i n t o h i g h - a n d l o w - k n o w l e d g e g r o u p s u s i n g a s e r i e s o f s e n t e n c e c o m p l e t i o n i t e m s d e s i g n e d t o t e s t k n o w l e d g e o f t e r m i n o l o g y , r u l e s , a n d p r i n c i p l e s o f b a s e b a l l . T h e t w o g r o u p s w e r e e q u a t e d o n a v e r b a l c o m p r e h e n s i o n t a s k . I n e a c h s t u d y , s u b j e c t s r e a d t e x t p a s s a g e s a b o u t f i c t i t i o u s 7 2 b a s e b a l l g a m e s a n d w e r e a s k e d t o r e c a l l t h e c o n t e n t s o f t h e t e x t . I n a d d i t i o n , s u b j e c t s a n s w e r e d t e x t - r e l a t e d c o m p l e t i o n q u e s t i o n s a f t e r t h e r e c a l l . U s i n g a m e a s u r e o f t h e a m o u n t o f p r i o r b a s e b a l l k n o w l e d g e , t h e a u t h o r s w e r e a b l e t o m a k e c o m p a r i s o n s b e t w e e n h i g h - k n o w l e d g e a n d l o w - k n o w l e d g e r e a d e r s . T h e y f o u n d t h a t h i g h k n o w l e d g e w a s r e l a t e d t o g r e a t e r r e c a l l . H o w e v e r , t h e m o r e “ i n t e r e s t i n g f i n d i n g s r e l a t e d t o p a t t e r n s o f r e c a l l . H i g h - k n o w l e d g e i n d i v i d u a l s t e n d e d t o r e c a l l i n f o r m a t i o n r e l a t e d t o t h e g o a l s t r u c t u r e o f t h e g a m e , w h e r e a s t h e r e w a s l i t t l e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e g r o u p s i n r e c a l l i n g i n f o r m a t i o n u n r e l a t e d t o t h e g o a l s o f t h e g a m e . L o w - k n o w l e d g e i n d i v i d u a l s t e n d e d t o r e c a l l t h e t e a m s , w e a t h e r , a n d t h e f i r s t b a t t e r , b u t r e c a l l o f s u b s e q u e n t e v e n t s w a s i n f r e q u e n t a n d n o t s y s t e m a t i c . T h e i n c l u s i o n o f a m e a s u r e o f l e a r n i n g o t h e r t h a n r e c a l l l e d t o t h e i n t e r e s t i n g f i n d i n g t h a t h i g h - k n o w l e d g e i n d i v i d u a l s w e r e a b l e t o r e c a l l i n f o r m a t i o n o n t h e c o m p l e t i o n t e s t t h a t w a s n o t s t a t e d d u r i n g t h e f r e e r e c a l l . S u c h i n f o r m a t i o n w a s n o t i m p o r t a n t t o t h e g a m e , s u g g e s t i n g t h a t h i g h e r k n o w l e d g e i n d i v i d u a l s e n c o d e d t e x t i n a h i e r a r c h i c a l m a n n e r w i t h m o r e s a l i e n t g a m e c h a r a c t e r i s t i c s s t o r e d a t h i g h e r l e v e l s . A n o t h e r i n t e r e s t i n g f i n d i n g r e s u l t e d f r o m l o o k i n g a t t e x t s o f d i f f e r e n t l e n g t h s . H i g h - a n d l o w - k n o w l e d g e g r o u p s d i f f e r e d l i t t l e i n r e c a l l o n p a s s a g e s o f l - 9 s e n t e n c e s ( n o d i f f e r e n c e a t o n e s e n t e n c e ) . U s i n g a n o t h e r v a r i a t i o n o f t h e t e x t i t w a s f o u n d t h a t t a r g e t s e n t e n c e s w e r e b e t t e r r e m e m b e r e d b y h i g h - k n o w l e d g e r e a d e r s w h e n t h e y w e r e p r e c e d e d b y o n e o r t w o r e l a t e d s e n t e n c e s . H o w e v e r , s u c h s e n t e n c e s i n t e r f e r e d w i t h l o w - k n o w l e d g e s u b j e c t s ' a b i l i t y t o r e c a l l t h e t a r g e t s e n t e n c e . T h u s , V o s s e t a l . ' s s t u d i e s a t t e m p t t o l o o k a t m o r e m e a n i n g f u l , r e a l - w o r l d t e x t s u b j e c t m a t t e r a n d t o m e a s u r e a n d s t u d y h o w s u b j e c t ' s p r i o r k n o w l e d g e 7 3 e f f e c t s t h e i r r e c a l l a n d l e a r n i n g f r o m t e x t . S u c h i n f o r m a t i o n p r o v i d e s a r i c h e r u n d e r s t a n d i n g o f h o w r e a d e r k n o w l e d g e a n d t e x t i n t e r a c t . S c h n o t z ( 1 9 8 4 ) s t u d i e d t y p i c a l i n s t r u c t i o n a l t e x t u s i n g a r e l a t i v e l y l o n g p a s s a g e ( 1 0 7 9 w o r d s ) c o n c e r n i n g p s y c h o a n a l y s i s a n d b e h a v i o r t h e r a p y . T o a s s e s s p r i o r k n o w l e d g e , t h e r e s e a r c h e r a s k e d u n d e r g r a d u a t e s u b j e c t s t o e x p l a i n a n u m b e r o f c o n c e p t s f r o m t h e r e a l m o f p s y c h o a n a l y s i s a n d b e h a v i o r t h e r a p y . F r o m t h i s d a t a , a k n o w l e d g e s c o r e f o r e a c h i n d i v i d u a l w a s o b t a i n e d i n d i c a t i n g h o w m u c h t h e i n d i v i d u a l k n e w a b o u t t h e f i e l d . T h u s , s u b j e c t s c o u l d b e p l a c e d i n h i g h - a n d l o w - k n o w l e d g e g r o u p s a s i n t h e V o s s s t u d i e s . A f t e r r e a d i n g t h e t e x t , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o r e c a l l t h e c o n t e n t s . T h e y w e r e t h e n g i v e n s h o r t w r i t t e n s t a t e m e n t s t h a t m a d e c o m p a r i s o n s b e t w e e n t h e t w o t y p e s o f t h e r a p y , a n d t h e y w e r e a s k e d t o i d e n t i f y w h e t h e r t h e s t a t e m e n t s w e r e c o r r e c t o r i n c o r r e c t w i t h r e f e r e n c e t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . A n a l y s i s o f t h e t a s k p r o d u c e d a " l e a r n i n g s c o r e " t h a t w a s t h e n c o m p a r e d t o r e a d i n g t i m e t o g e n e r a t e a " l e a r n i n g r a t e . " S c h n o t z s t u d i e d s u b j e c t s ' r e c a l l a n d l e a r n i n g f r o m t w o t y p e s o f t e x t o r g a n i z a t i o n . O n e t e x t w a s w r i t t e n t o c o m p a r e t h e t w o t h e r a p i e s b y f i r s t d e s c r i b i n g o n e t y p e c o m p l e t e l y , f o l l o w e d b y a p a r a l l e l d e s c r i p t i o n o f t h e s e c o n d t y p e ( o b j e c t o r g a n i z a t i o n ) . T h e o t h e r t e x t t o o k e a c h a s p e c t o f t h e r a p y o n e - b y - o n e ( t h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n , p r i n c i p l e s o f t r e a t m e n t , e t c . ) a n d d e s c r i b e d b o t h t h e r a - p i e s u n d e r e a c h a s p e c t ( a s p e c t o r g a n i z a t i o n ) . H e f o u n d t h a t w h i l e t o t a l r e c a l l w a s e s s e n t i a l l y t h e s a m e f o r b o t h t y p e s o f t e x t o r g a n i z a t i o n , t h e r e w e r e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n t h e p a t t e r n s o f r e c a l l . T h u s , c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f t e x t d i d i n f l u e n c e w h e t h e r r e a d e r ' s a t t e n t i o n f o c u s e d o n t h e p a r t i c u l a r t h e r a p i e s o r o n t h e i n t e r r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h o s e t w o t h e r a p i e s . E v e n m o r e i n t e r e s t i n g i s t h e s e n s i t i v i t y o f t e x t o r g a n i z a t i o n t o w a r d i n d i v i d u a l p r i o r k n o w l e d g e d i f f e r e n c e s . L e a r n e r s w i t h l o w p r i o r k n o w l e d g e l e a r n e d b e t t e r w h e n t e x t w a s o r g a n i z e d b y o b j e c t , w h i l e l e a r n e r s o f h i g h p r i o r 7 4 k n o w l e d g e d i d b e t t e r w i t h l e a r n i n g w i t h t h e c o m p a r a t i v e p r o c e s s i n g o f t e x t o r g a n i z e d b y a s p e c t . T h u s , S c h n o t z ' s f i n d i n g s b u i l d o n t h o s e o f M e y e r i n i n v e s t i g a t i n g t h e i n t e r a c - t i o n s a m o n g d i f f e r e n t t y p e s o f c o n t e n t o r g a n i z a t i o n , r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e , a n d r e a d e r ' s r e c a l l / l e a r n i n g . T h e a t t e n t i o n t o r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e a b o u t t h e p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r o f t h e t e x t i s n o t a b l e i n S c h n o t z ' w o r k . P e a r s o n , H a n s o n a n d G o r d o n ( 1 9 7 9 ) d e s i g n e d a s t u d y t o l o o k s p e c i f i c a l l y a t t h e r o l e o f b a c k g r o u n d k n o w l e d g e o n y m m g c h i l d r e n ' s a b i l i t y t o r e m e m b e r t e x t u a l l y e x p l i c i t m a t e r i a l a n d t o m a k e i n f e r e n c e s f r o m t e x t . P e a r s o n e t a l . i d e n t i f y f o u r f e a t u r e s o f t h e s t u d y t h a t m a k e i t a m o r e i n s t r u c t i o n a l l y o r i e n t e d s t u d y t h a n e a r l i e r s t u d i e s . F i r s t , r e a l i s t i c e x p o s i t o r y m a t e r i a l ( a b o u t s p i d e r s ) t a k e n f r o m a b a s a l r e a d e r w a s u s e d a s t h e t e x t p a s s a g e . S e c o n d , y o u n g s u b j e c t s ( s e c o n d g r a d e r s ) r a t h e r t h a n c o l l e g e s t u d e n t s s e r v e d a s t h e p o p u l a t i o n o f r e a d e r s . T h i r d , c o m p r e h e n s i o n w a s a s s e s s e d b y a s k i n g w h - q u e s t i o n s r a t h e r t h a n b y e l i c i t i n g f r e e r e c a l l . F o u r t h , p r i o r k n o w l e d g e w a s d i r e c t l y i n v e s t i g a t e d b y a s s e s s i n g h o w m u c h e a c h s u b j e c t k n e w a b o u t t h e t o p i c t o b e r e a d . O u t o f 2 5 s t u d e n t s t e s t e d ( a l l r e a d i n g a t 2 . 5 - 3 . 7 g r a d e e q u i v a l e n t o n M e t r o p o l i t a n A c h i e v e - m e n t T e s t ) , t h e t e n s t u d e n t s w i t h t h e h i g h e s t s c o r e s ( s t r o n g s c h e m a g r o u p ) a n d t h e t e n w i t h t h e l o w e s t s c o r e s ( w e a k s c h e m a g r o u p ) o n t h e p r i o r k n o w l e d g e t e s t p a r t i c i p a t e d . P e a r s o n e t a l . f o u n d t h a t h i g h e r k n o w l e d g e s t u d e n t s d i d b e t t e r t h a n l o w k n o w l e d g e s t u d e n t s o n b o t h t e x t e x p l i c i t a n d i n f e r e n c e q u e s t i o n s , b u t t h a t t h e a d v a n t a g e w a s p a r t i c u l a r l y m a r k e d o n t h e i n f e r e n c e q u e s t i o n s . T h u s , t h e y h a v e b o t h c o n f i r m e d a n d e x t e n d e d e a r l i e r s t u d i e s . T h e y c o n f i r m e d t h a t s u b j e c t s w i t h s t r o n g s c h e m a t a o n a g i v e n t a p i c w i l l h a v e b e t t e r c o m p r e h e n s i o n t h a n t h o s e w i t h w e a k l y d e v e l o p e d s c h e m a t a . T h e y h a v e e x t e n d e d t h e s e f i n d i n g s t o y o u n g e r p O p u l a t i o n s i n t y p i c a l s c h o o l e n v i r o n m e n t s u s i n g t y p i c a l t e x t . 7 5 I n a d d i t i o n t o u s i n g r e a l i s t i c t e x t s a n d y o u n g e r s t u d e n t s , t h e r e a r e t w o o t h e r f e a t u r e s o f t h i s s t u d y t h a t i n c r e a s e i t s p o t e n t i a l i n s t r u c t i o n a l u s e f u l n e s s . T h e f i r s t i s t h e a t t e n t i o n t o s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e o f t h e p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r a d d r e s s e d i n t h e t e x t p a s s a g e . T h i s r e p r e s e n t s o n e o f t h e f e w s t u d i e s t h a t a s s e s s e d p r i o r k n o w e l d g e o f s t u d e n t s b e f o r e g i v i n g t h e m a r e a d i n g t a s k . A s e c o n d s t r e n g t h o f t h e s t u d y i s t h e u s e o f a l e a r n i n g a s s e s s m e n t m e a s u r e t h a t d e m a n d s m o r e t h a n r o t e r e c a l l a n d i s d e s i g n e d t o f o r c e i n f e r e n c i n g b e h a v i o r . T h u s , i t g i v e s u s a w a y o f l o o k i n g a t h o w s t u d e n t s u s e p r i o r k n o w l e d g e t o f i l l i n g a p s i n t h e t e x t . S u m m a r y . I n s u m m a r y , a n u m b e r o f s t u d i e s i n v e s t i g a t i n g t h e r o l e o f p r i o r k n o w l e d g e a s a n 3 1 3 t o t e x t c o m p r e h e n s i o n h a v e b e e n d e s c r i b e d . E x a m p l e s o f r e s e a r c h w e r e s e l e c t e d t o s h o w a g r a d u a l p r o g r e s s i o n f r o m p u r e p s y c h o l o g i c a l s t u d i e s o f r e a d i n g p r o c e s s e s t o m o r e i n s t r u c t i o n a l l y r e l e v a n t s t u d i e s . I n t h i s p r o g r e s s i o n , t h e r e h a s b e e n a n i n c r e a s i n g a t t e n t i o n p a i d t o u n d e r s t a n d i n g t h e s u b j e c t ' s p r i o r k n o w l e d g e , a n i n c r e a s i n g f o c u s o n m o r e r e a l i s t i c , o f t e n e x p o s i t o r y , s c h o o l t e x t , a n d a n i n c r e a s i n g e f f o r t t o a s s e s s m o r e m e a n i n g f u l l e a r n i n g r a t h e r t h a n r o t e m e m o r y / r e c a l l . T h e m o s t c l a s s r o o m o r i e n t e d s t u d i e s d e s c r i b e d h e r e a r e s t i l l f a r f r o m b e i n g d i r e c t l y u s e f u l i n c l a s s r o o m s , h o w e v e r . O n e m a j o r r e m a i n i n g w e a k n e s s i n c l u d e s t h e i n s i s t e n c e o f r e s e a r c h e r s o n c l a s s i f y i n g p r i o r k n o w l e d g e i n t e r m s o f a s i n g l e , q u a n t i t a t i v e n u m b e r . T h e y a r e l o o k i n g a t h o w E l m — h t h e s u b j e c t s k n o w , r a t h e r t h a n 2 9 ! t h e y i m d e r s t a n d t h i s s u b j e c t . A s L i p s o n ( 1 9 8 3 ) h a s s t a t e d , p r i o r k n o w l e d g e h a s b e e n v i e w e d " a s b e i n g m o r e o r l e s s d i c h o t o m o u s - - i t e i t h e r e x i s t s o r i t d o e s n ' t . " H e r a r g u m e n t i s t h a t p r i o r k n o w e l d g e i s n o t a n e i t h e r o r p r o p o s i t i o n . A p e r s o n ' s s c h e m a f o r a g i v e n t o p i c m a y b e i n c o m p l e t e , v a g u e , i l l - d e f i n e d , o r c o m p l e t e l y i n a c c u r a t e . I n t r y i n g t o a s s i g n a s i n g l e " s c o r e " t o a s u b j e c t ' s p r i o r k n o w l e d g e , r e s e a r c h e r s a r e i g n o r i n g i m p o r t a n t q u a l i t a t i v e d i f f e r - e n c e s i n p r i o r k n o w l e d g e . 7 6 A s i m i l a r p r o b l e m o c c u r s i n t h e l e a r n i n g a s s e s s m e n t t e s t s u s e d i n t h e s e s t u d i e s . Q u e s t i o n s w e r e o f t e n s t r o n g l y t e x t e x p l i c i t , t h u s d i s c o u r a g i n g n a t u r a l i n t e g r a t i o n a n d i n f e r e n c i n g p r o c e s s e s f r o m o c c u r r i n g . I n a d d i t i o n , r e s e a r c h e r s i n t h e s e s t u d i e s g e n e r a l l y m e a s u r e d l e a r n i n g i n t e r m s o f h o w fl o g r a t h e r t h a n w h a t k i n d s ; a n d o r g a n i z a t i o n o f l e a r n i n g a r e a c q u i r e d . A n o t h e r m a j o r d e t e r r e n t t o a s s e s s i n g m e a n i n g f u l , r a t h e r t h a n r o t e , l e a r n i n g i s t h e u s e o f s h o r t , t e x t p a s s a g e s i s o l a t e d f r o m a n y m e a n i n g f u l c o n t e x t . I n c o n t e n t a r e a s c i e n c e c l a s s e s , l o n g e r s e g m e n t s o f t e x t a r e g e n e r a l l y r e a d , a n d r e l a t e d c o n t e n t i s r e a d o v e r a n u m b e r o f d a y s . T e a c h e r s d o n o t e x p e c t m e a n i n g f u l c h a n g e i n s t u d e n t s ' t h i n k i n g t o o c c u r a f t e r r e a d i n g o n e p a r a g r a p h , b u t t h e y d o a n t i c i p a t e t h a t s u c h c h a n g e s w i l l o c c u r b y t h e e n d o f a t h e m a t i c t e x t c h a p t e r . T h u s , i f w e a r e i n t e r e s t e d i n i n v e s t i g a t i n g m e a n i n g f u l l e a r n i n g o f s u b j e c t m a t t e r c o n c e p t s , w e n e e d t o l o o k a t M s t u d e n t s t h i n k a b o u t p a r t i c u l a r s u b j e c t m a t t e r b e f o r e t h e y r e a d , h o w t h a t t h i n k i n g c h a n g e s a s t h e y r e a d t e x t o v e r a p e r i o d o f t i m e , a n d h o w t h e i r t h i n k i n g i s c h a n g e d b y t h e t e x t r e a d i n g . I n c o r r e c t P r i o r K n o w l e d j t e a n d T e x t C o m p r e h e n s i o n T h e s t u d i e s d e s c r i b e d a b o v e a r e b u t a f e w o f t h e m a n y s t u d i e s s h o w i n g t h e i m p o r t a n c e o f p r i o r k n o w l e d g e , o r s c h e m a t a , a s a n a i d t o u n d e r s t a n d i n g t e x t ( s e e a l s o B o w e r , B l a c k , a n d T u r n e r , 1 9 7 9 ; W a e r n , 1 9 7 7 ; M e y e r , 1 9 7 5 ; R e y n o l d s , T a y l o r , S t e f f e n s o n , S h i r e y , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 2 ; R u m e l h a r t , 1 9 8 0 ) . O n l y a f e w r e s e a r c h e r s h a v e l o o k e d a t h o w t h e s e s c h e m a t a c a n a l s o c o n s t r a i n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . I n t h i s s e c t i o n r e c e n t s t u d i e s i n v e s t i g a t i n g h o w p r i o r k n o w l e d g e c a n i n t e r - f e r e w i t h l e a r n i n g f r o m t e x t a r e d e s c r i b e d . A s i n t h e l a s t s e c t i o n , t h e m o s t b a s i c p s y c h o l o g i c a l s t u d i e s w i l l b e d i s c u s s e d f i r s t , f o l l o w e d b y s t u d i e s t h a t a p p l y t h e b a s i c f i n d i n g s t o m o r e i n s t r u c t i o n a l l y r e l e v a n t r e a d i n g t a s k s . T h e r e h a v e n o t b e e n 7 7 m a n y s t u d i e s i n t h i s a r e a , s o t h a t t h i s r e v i e w i s m o r e c o m p r e h e n s i v e i n c o n t r a s t w i t h t h e r e p r e s e n t a t i v e a p p r o a c h t a k e n i n t h e l a s t s e c t i o n . T h i s r e v i e w w i l l b e u s e d t o s u m m a r i z e i m p o r t a n t f i n d i n g s a n d i m a n s w e r e d q u e s t i o n s i n t h i s a r e a o f r e s e a r c h . T h e s e f i n d i n g s a r e a c r i t i c a l p a r t o f t h e r a t i o n a l e f o r t h e c u r r e n t s t u d y . A s t u d y o f t h e r o l e o f i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e . T h o r n d y k e a n d H a y e s - R o t h ( 1 9 7 9 ) r e c o g n i z e d t h a t a s c h e m a t i c o r g a n i z a t i o n o f k n o w l e d g e w o u l d e n t a i l b o t h c o s t s a n d b e n e f i t s f o r t h e a c q u i s i t i o n a n d r e t e n t i o n o f n e w i n f o r m a t i o n : T h e b e n e f i t s d e r i v e f r o m t h e a v a i l a b i l i t y o f p r e v i o u s l y l e a r n e d k n o w - l e d g e r e p r e s e n t a t i o n s f o r t h e e n c o d i n g o f n o v e l i n f o r m a t i o n . O n t h e o t h e r h a n d , t h e a d d i t i o n o f n o v e l i n f o r m a t i o n t o t h e s h a r e d s c h e m a e n t a i l s c o m p e t i t i o n f o r a s s o c i a t i o n s a m o n g a l l t h e c o n c e p t s n e c e s s a r i l y s h a r i n g t h e s a m e s c h e m a . S u c h c o m p e t i t i o n s h o u l d i n h i b i t t h e a c q u i s i - t i o n p r o c e s s a n d p r o d u c e i n t e r f e r e n c e i n r e c a l l o f t h e d e t a i l e d c o n c e p t s a t r e t r i e v a l t i m e s . ( p . 8 7 ) T h o r n d y k e a n d H a y e s - R o t h s u b s t a n t i a t e d t h i s p r e d i c t i o n b y c o n d u c t i n g e x - p e r i m e n t s u s i n g a s e r i e s o f s h o r t t e x t p a s s a g e s t h a t a l l a d d r e s s e d o n e c o n c e p t u a l c a t e g o r y . I n a s e r i e s o f p a s s a g e s a b o u t c o n s t e l l a t i o n s , f o r e x a m p l e , t h e t o p i c o f e a c h s h o r t p a s s a g e i n t h e s e r i e s w a s a d i f f e r e n t c o n s t e l l a t i o n . E a c h p a s s a g e s h a r e d t h e s a m e s c h e m a t i c o r g a n i z a t i o n , u s i n g n e a r l y i d e n t i c a l s e n t e n c e s . O n l y t h e d e t a i l s w e r e c h a n g e d . A f t e r r e a d i n g t h e l a s t " t a r g e t " p a s s a g e i n t h e s e r i e s , t m d e r g r a d u a t e s u b j e c t s w o u l d g i v e f r e e a n d c u e d r e c a l l s . T h e m o r e t o t a l p a s s a g e s t h e s u b j e c t r e a d b e f o r e r e a d i n g t h e " t a r g e t " p a s s a g e , t h e s t r o n g e r w a s t h e r e c a l l o f t h e o v e r a l l s c h e m a s t r u c t u r a l r e p r e s e n t a - t i o n . T h u s , r e p e a t e d a c t i v a t i o n o f t h e s c h e m a s t r e n g t h e n e d t h e r e a d e r ' s g e n e r a l s c h e m a . I t w a s a l s o d i s c o v e r e d , h o w e v e r , t h a t t h e m o r e p a s s a g e s a s u b j e c t r e a d , w i t h t h e d e t a i l s c h a n g e d i n e a c h p a s s a g e , t h e m o r e t r o u b l e h e / s h e h a d i n r e c a l l i n g t h e d e t a i l s o f t h e t a r g e t p a s s a g e . T h u s , t h e l e a r n e d s c h e m a t i c o r g a n i z a t i o n h e l p e d t h e r e a d e r r e c a l l o v e r a l l s t r u c t u r e s , b u t t h e c o m p e t i t i o n a m o n g d i f f e r e n t 7 8 d e t a i l s f o r t h e s a m e " s l o t s " i n t h e s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n h a d a n e g a t i v e e f f e c t o n r e c a l l . T h u s , t h i s s t u d y p r e s e n t s t h e f i r s t e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e t h a t t h e u s e o f s c h e m a i n c o m p r e h e n d i n g t e x t d o e s m o r e t h a n g i g t e x t c o m p r e h e n s i o n . I t c a n c o n t r i b u t e t o c e r t a i n k i n d s o f c o m p r e h e n s i o n d i f f i c u l t i e s . I n s t r u c t i o n a l l y - o r i e n t e d s t u d i e s o f i n c o r r e c t l r i o r k n o w l e d g g . L i p s o n ( 1 9 8 3 ) w a s c o n c e r n e d w i t h t h e l a c k o f c l a s s r o o m a p p l i c a b i l i t y o f m o s t r e s e a r c h o n d i s c o u r s e p r o c e s s i n g . I n p a r t i c u l a r , s h e t h o u g h t t h a t y o u n g r e a d e r s , w i t h t h e i r l i m i t e d e x p e r i e n c e , m i g h t p o s s e s s s c h e m a t a q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h o s e o f f l u e n t c o l l e g e r e a d e r s : " F e w r e s e a r c h e r s h a v e a t t e m p t e d t o d i r e c t l y a s s e s s t h e r e l e v a n t p r i o r k n o w l e d g e p o s s e s s e d b y t h e i r s u b j e c t s a n d f e w e r s t i l l h a v e r e s i s t e d t h e t e m p t a t i o n t o a s s u m e t h a t a p a r a d i g m t h a t d e s c r i b e d a d u l t r e a d e r s a l s o d e s c r i b e s y m m g e r , l e s s s k i l l e d r e a d e r s . " ( p . 2 4 5 ) I n h e r s t u d y s h e s t u d i e d r e a d i n g p r o c e s s e s o f c h i l d r e n i n o r d e r t o f i n d o u t " p e r s o n s p e c i f i c " d i f f e r e n c e s i n e x p o s i t o r y t e x t c o m p r e h e n s i o n . A m a j o r f o c u s o f t h e s t u d y w a s i n v e s t i g a t i n g h o w c h i l d r e n ' s f r a g m e n t e d o r i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e i n f l u e n c e d t h e i r c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . T w e n t y - e i g h t t h i r d g r a d e s t u d e n t s w e r e d i v i d e d i n t o t w o g r o u p s r e p r e s e n t i n g a v e r a g e a n d b e l o w a v e r a g e r e a d i n g a b i l i t y . E a c h s t u d e n t r e a d e i g h t s h o r t ( 7 5 w o r d s ) t e x t p a s s a g e s a d o p t e d f r o m c h i l d r e n ' s s c i e n c e o r s o c i a l s t u d i e s t e x t b o o k s . P r e - a n d p o s t - r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n m e a s u r e s c o n s i s t e d o f i d e n t i c a l s e t s o f r e c o g n i t i o n ( T r u e / F a l s e ] ! d o n ' t k n o w ) q u e s t i o n s ; t h e r e w e r e s i x q u e s t i o n s f o r e a c h p a s s a g e i n c l u d i n g f o u r s p e c i f i c t y p e s o f q u e s t i o n s a t t h e i n f e r e n t i a l l e v e l a n d t w o s p e c i f i c t y p e s o f e x p l i c i t l e v e l q u e s t i o n s . T h i s w a s f o l l o w e d b y a f r e e r e c a l l t a s k . T h e r e w e r e 3 s t a g e s t o t h e a n a l y s e s : 1 . D e t e r m i n a t i o n o f h o w m u c h t h e t w o a b i l i t y g r o u p s c o u l d r e c o g n i z e u s i n g t h e t o t a l n u m b e r c o r r e c t p o s t - t e s t s c o r e . 2 . D e t e r m i n a t i o n o f t h e t y p e s o f i n f o r m a t i o n r e c o g n i z e d o n p o s t - t e s t s b y s u m m i n g s u b j e c t s ' s c o r e s f o r e a c h q u e s t i o n t y p e . 7 9 3 . D e t e r m i n a t i o n o f d i f f e r e n c e s i n u s e o f p r i o r k n o w l e d g e b y a v e r a g e a n d p o o r r e a d e r s b y a ) s u m m i n g s u b j e c t s ' p r e t e s t s c o r e s a n d c o m p a r i n g t h e t w o g r o u p s o n a m o m t o f p r i o r k n o w l e d g e , a n d b y b ) c o n v e r t i n g p r e - a n d p o s t t e s t s c o r e s t o c o n d i t i o n a l p r o b a b i l i t i e s . T h e p r o b a b i l i t y o f a c o r r e c t r e s p o n s e o n t h e p o s t t e s t w a s c o m p u t e d f o r t h r e e p r i o r k n o w l e d g e c o n d i t i o n s : 1 ) c o r r e c t , 2 ) w r o n g , 3 ) t m k n o w n . N o t s u r p r i s i n g l y , a l l s t u d e n t s w e r e f m m d m o r e l i k e l y t o a n s w e r c o r r e c t l y o n t h e p o s t t e s t w h e n t h e p r e t e s t a n s w e r w a s c o r r e c t . M o r e i n t e r e s t i n g i s t h e f i n d i n g t h a t s u b j e c t s i n b o t h g r o u p s w e r e m o r e l i k e l y t o g e t a p o s t t e s t i t e m c o r r e c t i f t h e y s a i d t h a t d i d n o t k n o w t h e i n f o r m a t i o n a t p r e t e s t i n g t h a n w h e n p r e t e s t i t e m s w e r e i n c o r r e c t . T h i s s u g g e s t s t h a t t h e s e s u b j e c t s r e l i e d m o r e h e a v i l y o n p r i o r k n o w l e d g e t h a n t h e y d i d o n t e x t . E v e n w h e n t e x t c o n t r a d i c t e d t h e i r p r e t e s t a n s w e r , s u b j e c t s u s e d p r i o r k n o w l e d g e r a t h e r t h a n t e x t t o a n s w e r q u e s t i o n s . T h u s , s u b j e c t s i n b o t h g r o u p s d i d b e t t e r o n p o s t t e s t s w h e n t h e m a t e r i a l w a s " n e w " a n d w r o n g i n f o r m a t i o n w a s n o t c l u t t e r i n g u p t h e i r s c h e m a t a . P o o r r e a d e r s , i n p a r t i c u l a r , d i d b e t t e r o n c o m p l e t e l y n e w m a t e r i a l t h a n o n p a r t i a l l y f a m i l i a r m a t e r i a l . A n e x a m p l e w i l l i l l u s t r a t e h o w i m p e r v i o u s t o c h a n g e s u b j e c t s w e r e o n t o p i c s t h a t w e r e f a m i l i a r t o t h e m . O n e s t u d e n t b e l i e v e d p r i o r t o r e a d i n g t h e t e x t t h a t a s p i d e r w a s a n i n s e c t . T h e t e x t e x p l i c i t l y s t a t e s t h a t a s p i d e r h a s e i g h t l e g s a n d i n s e c t s h a v e s i x . N o t e h o w o n e s u b j e c t d i s t o r t s e x p l i c i t t e x t m a t e r i a l a n d f o r c e s i t i n t o h i s e x i s t i n g s c h e m a : " I n s e c t s h a v e / t h e s p i d e r h a s e i g h t l e g s . I n s e c t s u s u a l l y h a v e s i x l e g s . A s p i d e r i s a n i n s e c t . " ( p . 2 5 8 ) J o h n s t o n ( 1 9 8 1 ) d e s c r i b e s t h i s q u a l i t a t i v e m i s m a t c h b e t w e e n t e x t a n d r e a d e r s c h e m a t a : T h i s i s a f a r m o r e i n s i d i o u s p r o b l e m . W h i l e q u i t e s u b t l e i t c o u l d c a u s e t h e r e a d e r t o b u i l d a c o m p l e t e l y i n a p p r o p r i a t e m o d e l o f t e x t m e a n i n g w i t h o u t e v e n b e i n g a w a r e o f t h e p r o b l e m . I t i s n o t t h a t i n f e r e n c e s ( a r e ) n o t m a d e , b u t t h a t i n a p p r o p r i a t e o n e s ( a r e ) m a d e . ( p . 4 4 ) 8 0 S p i r o a n d h i s c o l l e a g u e s ( S p i r o , 1 9 7 9 ; S p i r o a n d S m i t h , i n p r e s s ; S p i r o a n d T i r r e , 1 9 8 0 ) e m p h a s i z e d t h a t p r i o r k n o w l e d g e c a n i n t e r f e r e w i t h c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . S t u d y i n g c h i l d r e n w h o a r e p o o r r e a d e r s , t h e y t r i e d t o c l a s s i f y t h e m i n t e r m s o f r e a d i n g s t r a t e g i e s u s e d . T h e y f o u n d e v i d e n c e t h a t p o o r r e a d e r s t e n d t o u s e o n e p a r t i c u l a r s t r a t e g y w h e t h e r i t i s a p p r o p r i a t e o r n o t . F o r e x a m p l e , o n e g r o u p o f p o o r r e a d e r s t h e y s t u d i e d t e n d e d t o o v e r r e l y o n t h e i r p r i o r k n o w l e d g e w h i l e r e a d i n g t e x t , w h i l e a n o t h e r g r o u p o v e r r e l i e d o n t h e w o r d s i n t h e t e x t a n d f a i l e d t o b r i n g t h e i r p r i o r k n o w l e d g e i n t o t h e p r o c e s s a t a l l . T h e p o o r r e a d e r s o v e r r e l y i n g o n " t o p - d o w n p r o c e s s i n g " w o u l d d e c i d e w h a t t h e p a s s a g e w a s a b o u t a n d i g n o r e a n y i n f o r m a t i o n t h a t w o u l d d i s c o n f i r m t h e i n i t i a l h y p o t h e s i s . T h e p o o r r e a d e r s r e l y i n g o n " b o t t o m - u p p r o c e s s i n g " r e a d f o r d e t a i l s a n d c o u l d n o t s e e h o w t h o s e d e t a i l s f i t i n t o a n y o v e r a l l m e a n i n g f u l f r a m e w o r k . M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 a ) e x t e n d e d S p i r o ' s f i n d i n g s b y f u r t h e r d i f f e r e n - t i a t i n g t h e t o p - d o w n p r o c e s s e s p o o r r e a d e r s u s e d i n t o t w o c a t e g o r i e s . T h e f i r s t g r o u p w o u l d i n f l e x i b l y a p p l y a n i n i t i a l l y f o r m e d t e x t - b a s e d s c h e m a . T h u s , t h e y w o u l d f o r m a n i n t e r p r e t a t i o n b a s e d o n t h e f i r s t o n e o r t w o s e n t e n c e s i n t h e t e x t , t h e n i n t e r p r e t a l l s u b s e q u e n t t e x t i n t e r m s o f t h e i r i n i t i a l h y p o t h e s i s . T h e y w e r e i m a w a r e o f c o n t r a d i c t i o n s i n t h e t e x t a n d w o u l d g i v e w i l d i n t e r p r e t a t i o n s o f l a t e r t e x t t o m a k e i t " f i t " t h e i r o r i g i n a l h y p o t h e s i s . A s e c o n d g r o u p o f p o o r r e a d e r s w a s f o u n d t o o v e r e x t e n d a g e n e r a l f r a m e w o r k f r o m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e : " T h e y u s e a f e w w o r d s i n t e x t t o c a l l u p r e l a t e d b a c k g r o u n d k n o w l e d g e , b u t t h e y a r e n o t m u c h c o n s t r a i n e d b y t h e i n f o r m a - t i o n i n t h e t e x t . T h e y r e a d a s i f t h e t e x t i s s i m p l y s a y i n g w h a t e v e r i t i s t h a t t h e y a l r e a d y k n o w . " ( p . 4 3 ) T h e y f a i l t o u s e t h e t e x t t o m o d i f y t h e i r s c h e m a t a . W h e n i n f o r m a t i o n i n t h e t e x t c o n t r a d i c t s t h e i r p r i o r k n o w l e d g e s c h e m a t a t h e y i g n o r e w h a t d o e s n o t c o n f o r m t o t h e i r s c h e m a t a . M a c G i n i t i e ( 1 9 7 9 ) h y p o t h e s i z e s t h a t m a n y o f t h e t e x t s r e a d b y t h e s e c h i l d r e n i n e a r l y e l e m e n t a r y s c h o o l , a s w e l l a s 8 1 m a n y o f t h e q u e s t i o n s p o s e d b y t h e i r t e a c h e r s a b o u t t h e s e t e x t s , w e r e l i k e l y s t r u c t u r e d i n a w a y t h a t t h e s t r a t e g y o f o v e r r e l y i n g o n p r i o r k n o w l e d g e w a s s u c c e s s f u l a n d t h u s r e i n f o r c e d . M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 0 , 1 9 8 2 a ) a n a l y z e d d a t a b y l o o k i n g a t i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s a m o n g 3 6 p o o r c o m p r e h e n d e r s . T h e y i d e n t i f i e d s t u d e n t s h o l d i n g p a r t i c u l a r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t s i x d i f f e r e n t s c i e n c e a n d s o c i a l s t u d i e s t o p i c s . E a c h s t u d e n t ' s i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e w a s t h e n c o m p a r e d w i t h t h e t e x t t h a t w a s r e a d , t h e c o n t e n t o f t h e s t u d e n t ' s f r e e r e c a l l , a n d t h e s t u d e n t ' s a n s w e r s t o q u e s t i o n s a b o u t t h e t e x t s u b j e c t m a t t e r . U s i n g s u c h a c a s e s t u d y a p p r o a c h , i t w a s p o s s i b l e t o t r a c e e a c h s t u d e n t ' s t h i n k i n g a n d t o \ m d e r s t a n d t h e v a r i e t y o f w a y s s t u d e n t s m a d e u s e o f t h e t e x t . T h e f o l l o w i n g e x a m p l e f r o m t h e i r r e s e a r c h i l l u s t r a t e s t h e w a y s u c h u s e o f d a t a c a n p e r m i t n e w i n s i g h t s i n t o r e a d i n g p r o c e s s e s . T h e s t u d e n t , V i r g i n i a , w a s q u e s t i o n e d a f e w d a y s p r i o r t o r e a d i n g t h e t e x t a b o u t w h a t s h e k n e w a b o u t g o r i l l a s . T h i s q u e s t i o n i n g i n d i c a t e d t h a t s h e t h o u g h t g o r i l l a s w e r e s t r o n g a n d d a n g e r o u s a n i m a l s w h o e a t o t h e r a n i m a l s a n d w o u l d k i l l p e o p l e . S h e t h e n r e a d a n d r e c a l l e d t h e f o l l o w i n g t e x t p a s s a g e : T e x t : M a n y p e o p l e t h i n k a g o r i l l a i s a w i l d a n d d a n g e r o u s a n i m a l . A f t e r a l l , h e i s v e r y b i g . h e h a s v e r y s t r o n g a r m s . H e l o o k s l i k e h e c o u l d p i c k y o u u p a n d t h r o w y o u a m i l e . W h e n h e b e a t s h i s c h e s t a n d r o a r s , i t i s v e r y f r i g h t e n i n g . I t i s e a s y t o t h i n k o f h i m h u n t i n g a n d e a t i n g s m a l l e r a n i m a l s . B u t g o r i l l a s r e a l l y e a t o n l y p l a n t s . I f y o u m e e t a g o r i l l a i n t h e j u n g l e , h e w i l l p r o b a b l y r u n a w a y b e f o r e y o u d o . D o e s t h a t s m m d l i k e t h e K i n g - K o n g s o r t o f m o n s t e r y o u s e e i n t h e m o v i e s ? ( M e y e r a n d Z i n a r , 1 9 7 9 ) V i r g i n i a ' s R e c a l l : M a n y p e o p l e t h i n k g o r i l l a s a r e r e a l l y s t r o n g a n d s t u f f . G o r i l l a s c a n p i c k y o u u p a n d i t l o o k s l i k e t h e y c a n t h r o w y o u a m i l e . G o r i l l a s a r e r e a l l y s t r o n g . I f a g o r i l l a b e a t s o n h i s c h e s t , i t ' s r e a l l y f r i g h t e n i n g . G o r i l l a s a r e i n t h e j i m g l e . T h e y l o o k l i k e t h e y c a n e a t s m a l l e r a n i m a l s . 8 2 I f y o u a n a l y z e h e r r e c a l l o n l y i n t e r m s o f n u m b e r o f c o r r e c t l y r e c a l l e d i d e a s , y o u w o u l d c o n c l u d e t h a t s h e r e a d t h e p a s s a g e f a i r l y w e l l . S h e h a s r e m e m b e r e d p a r t s o f m o s t s e n t e n c e s c o r r e c t l y , a n d m a d e r e a s o n a b l e r e o r g a n i z a t i o n s o f t h e s e n t e n c e s . F o r e x a m p l e , s h e c o l l a p s e s t h e i d e a o f t h e f i r s t t h r e e s e n t e n c e s i n t o : " M a n y p e o p l e t h i n k g o r i l l a s a r e r e a l l y s t r o n g a n d s t u f f . " B u t c o m p a r e h e r p r i o r k n o w l e d g e t o w h a t h a s b e e n o m i t t e d f r o m h e r r e c a l l . S h e s a y s n o t h i n g a b o u t t h e f o l l o w i n g t h r e e t e x t s t a t e m e n t s : - B u t g o r i l l a s e a t o n l y p l a n t s . - I f y o u m e e t a g o r i l l a i n t h e j u n g l e , h e w i l l p r o b a b l y r u n a w a y b e f o r e y o u d o . - D o e s t h a t s o u n d l i k e t h e K i n g - K o n g s o r t o f m o n s t e r y o u s e e i n t h e m o v i e s ? T h e s e a r e t h e s t a t e m e n t s i n t h e p a s s a g e t h a t a r e i n c o n f l i c t w i t h h e r p r i o r k n o w l e d g e . T h u s , s h e a p p e a r s t o i g n o r e w h a t d o e s n o t a g r e e w i t h h e r e x i s t i n g s c h e m a t a . W h e n a s k e d a f t e r t h e r e c a l l t a s k w h a t a g o r i l l a w o u l d d o i f h e m e t a p e r s o n i n t h e w o o d s , s h e r e p l i e d , " H e w o u l d k i l l h i m . " T h u s , V i r g i n i a ' s p r i o r k n o w e l d g e , r a t h e r t h a n t h e t e x t , p r e d i c t e d h e r r e c a l l a n d t e s t p e r f o r m a n c e . S h e o m i t t e d w h a t d i d n o t f i t h e r " g o r i l l a " s c h e m a i n s t e a d o f u s i n g t h e i n f o r m a t i o n t o c h a n g e h e r i n c o r r e c t s c h e m a . O f m o s t s i g n i f i c a n c e t o t h e a r g u m e n t f o r t h i s t y p e o f a n a l y s i s i s t h e f a c t t h a t o t h e r p o o r r e a d e r s f o l l o w e d d i f f e r e n t p a t t e r n s t h a n V i r g i n i a . F o r e x a m p l e , s o m e p o o r r e a d e r s w e r e a b l e t o a n s w e r c o r r e c t l y t h a t a g o r i l l a w o u l d r i m a w a y i f h e m e t a p e r s o n i n t h e w o o d s . B u t t h e y i n c l u d e d s u r p r i s i n g a n d d i s t o r t e d i n f o r m a t i o n i n t h e i r r e c a l l s . T h u s , M a r i a a n d M a c G i n i t i e h a v e u s e d r e s e a r c h s t r a t e g i e s t h a t p r o v i d e u n d e r s t a n d i n g s o f t h e r e a d i n g p r o c e s s t h a t a r e r e l e v a n t t o c l a s s r o o m t e a c h i n g . T h e s t u d i e s c l e a r l y s u g g e s t t h a t e x i s t i n g t e x t s a n d t e a c h i n g s t r a t e g i e s a r e 8 3 i n a d e q u a t e i n h e l p i n g t h e s e s t u d e n t s m a k e s e n s e o f t e x t . E x i s t i n g t e x t s a n d t e a c h i n g s t r a t e g i e s a r e n o t s e n s i t i v e t o t h e w a y s s t u d e n t p r i o r k n o w l e d g e c a n m i s d i r e c t t h e r e a d i n g p r o c e s s . M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 b , 1 9 8 3 ) a n d P e e c k , v a n d e n B o s c h , a n d K r e u p e - l i n g , ( 1 9 8 2 ) h a v e b e g u n t o b u i l d o n t h e s e s t u d i e s t o i n v e s t i g a t e i n m o r e d e t a i l t h i s i n t e r a c t i o n b e t w e e n r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e a n d " i n c o m p a t i b l e " t e x t ( t e x t w h i c h p r e s e n t s i d e a s i n c o m p a t i b l e w i t h t h e r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e ) . T h e i r g o a l i s t o i d e n t i f y w a y s t o h e l p s t u d e n t s m a k e s e n s e o f t h e s e " i n c o m p a t i b l e " t e x t s e i t h e r b y h a v i n g s t u d e n t s a c t i v a t e p r i o r k n o w l e d g e b e f o r e r e a d i n g o r b y a l t e r i n g t h e t e x t s t r u c t u r e i t s e l f . P e e c k e t a l . ( 1 9 8 2 ) t e s t e d w h e t h e r h a v i n g s t u d e n t s " m o b i l i z e " t e x t w o u l d f a c i l i t a t e r e t e n t i o n o f t e x t i d e a s . F i f t h g r a d e s t u d e n t s w e r e a s k e d t o w r i t e d o w n a l l t h e y k n e w a b o u t t h e f o x ' s a p p e a r a n c e a n d w a y o f l i f e . A w e e k l a t e r t h e y r e a d a I Z S - w o r d p a s s a g e t h a t w a s w r i t t e n l i k e e x p o s i t o r y t e x t b u t w a s i n f a c t f i c t i t i o u s a n d c o n t a i n e d i d e a s i n c o m p a t i b l e b y m o s t c h i l d r e n ' s f o x s c h e m a . F o r e x a m p l e , t h e t e x t s t a t e d t h e h e a t h f o x n e v e r e a t s c h i c k e n s , l i v e s i n h o l l o w s i n b u s h e s , a n d i s g r e y i n c o l o r . T h e r e s u l t s , b a s e d o n s t u d e n t s ' r e c a l l d a t a , i n d i c a t e d t h a t m o b i l i z i n g p r i o r k n o w l e d g e f a c i l i t a t e d r e c a l l o f i n f o r m a t i o n i n c o n s i s t e n t w i t h p r i o r k n o w l e d g e b u t d i d n o t a f f e c t r e c a l l o f c o n g r u o u s i n f o r m a t i o n . T h e a u t h o r s c o n c l u d e t h a t u s i n g m o b i l i z a t i o n a s a t e a c h i n g s t r a t e g y c a n h e l p s t u d e n t s r e l a t e s c h o o l / t e x t k n o w l e d g e t o t h e i r e v e r y d a y " r e a l w o r l d " k n o w l e d g e a n d i m p r o v e s t u d e n t l e a r n i n g . M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 b ) h a v e r e c e n t l y i n v e s t i g a t e d w h e t h e r d i f f e r e n t o r g a n i z a t i o n s o f t e x t t h a t r e f u t e s t u d e n t ' s m i s c o n c e p t i o n s ( i . e . , i n c o m p a t i b l e t e x t s ) h a v e d i f f e r e n t e f f e c t s o n s t u d e n t r e c a l l a n d l e a r n i n g . U s i n g f i f t h a n d s i x t h g r a d e s u b j e c t s , t h e y t e s t e d s t u d e n t ' s p r i o r k n o w l e d g e t o i d e n t i f y s t u d e n t s h o l d i n g p a r t i c u l a r m i s c o n c e p t i o n s o n 2 4 s c i e n c e a n d s o c i a l s t u d i e s t a p i c s . S t u d e n t s w e r e 8 4 a l s o i d e n t i f i e d a s e i t h e r g o o d o r p o o r t e x t c o m p r e h e n d e r s . S t u d e n t s t h e n r e a d s h o r t p a s s a g e s t h a t r e f u t e d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s i n o n e o f t h r e e w a y s : 1 . U s i n g a c o n t r a s t s t r u c t u r e i n w h i c h t h e a u t h o r r e f e r s t o t h e m i s c o n c e p t i o n a n d t h e n r e f u t e s t h e m i s c o n c e p t i o n , g i v i n g n e w i n f o r m a t i o n a b o u t t h e t o p i c : _ T h e l i o n i s o f t e n c a l l e d t h e " K i n g o f t h e J i m g l e . " M a n y s t o r i e s h a v e b e e n w r i t t e n i n w h i c h t h e l i o n i s o n e o f t h e m a i n c h a r a c t e r s . P i c t u r e s t h a t a c c o m p a n y t h e s e s t o r i e s m a y s h o w t h e l i o n h i d i n g a m o n g t r e e s a n d s t a l k i n g h i s p r e y i n d e e p f o r e s t . H o w e v e r , m o s t l i o n s r e a l l y l i v e o n g r a s s y p l a i n s w h e r e t h e i r t a w n y c o a t s b l e n d i n t o t h e b a c k g r o u n d . 2 . A r e v e r s a l o f t h e c o n t r a s t o r d e r o f N o . l w i t h t h e n e w i n f o r m a - t i o n p r e s e n t e d f i r s t f o l l o w e d b y r e f e r e n c e t o t h e s t u d e n t ' s m i s c o n - c e p t i o n . 3 . E l i m i n a t i o n o f t h e c o n t r a s t s t r u c t u r e a n d a s i m p l e p r e s e n t a t i o n o f n e w i n f o r m a t i o n w i t h o u t d i r e c t r e f e r e n c e t o t h e m i s c o n c e p t i o n . T h e l i o n i s o f t e n c a l l e d " K i n g o f t h e B e a s t s . " M a n y s t o r i e s h a v e b e e n w r i t t e n i n w h i c h t h e l i o n i s o n e o f t h e m a i n c h a r a c t e r s . P i c t u r e s t h a t a c c o m p a n y t h e s e s t o r i e s s h o u l d s h o w t h e l i o n h i d i n g a n d s t a l k i n g h i s p r e y i n t h e t a l l g r a s s . M o s t l i o n s l i v e o n g r a s s y p l a i n s w h e r e t h e i r t a w n y c o a t s b l e n d i n t o t h e b a c k g r o u n d . A f t e r r e a d i n g t h e t e x t s s t u d e n t s g a v e f r e e r e c a l l s a n d a n s w e r e d y e s - n o f o r m a t t e d c o m p r e h e n s i o n q u e s t i o n s . T h e p r o p o r t i o n o f c o r r e c t " n o " a n s w e r s w a s u s e d a s a m e a s u r e o f c o m p r e h e n s i o n . T h e f i n d i n g s i n d i c a t e d t h a t d i r e c t r e f e r e n c e i n t h e t e x t t o r e a d e r s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e w a s m o r e h e l p f u l t o b o t h g o o d a n d p o o r r e a d e r s ' c o m p r e h e n s i o n t h a n s i m p l y p r e s e n t i n g n e w k n o w l e d g e w i t h n o a t t e m p t t o r e f u t e i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e . T h e c o n t r a s t t e x t s a p p e a r e d t o b e p a r t i c u l a r l y h e l p f u l t o t h e b e t t e r r e a d e r s , w h o w e r e m o r e l i k e l y t o t r y t o r e c o n c i l e i d e a s c o n t r a d i c t o r y w i t h t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . P o o r r e a d e r s w e r e c o n t e n t t o l i s t c o n t r a d i c t o r y i d e a s i n t h e i r r e c a l l s . T h e y f r e q u e n t l y n a m e d n e w c o n t r a d i c t o r y i d e a s m e n t i o n e d i n t e x t i n t h e i r r e c a l l s , b u t a n s w e r e d q u e s t i o n s a n d s u p p o r t e d t h e i r a n s w e r s u s i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n w i t h o u t t r y i n g t o r e c o n c i l e t h e c o n t r a d i c t i o n . 8 5 T h e f o l l o w i n g i s a n e x a m p l e o f a g o o d r e a d e r ' s i n t e r p r e t a t i o n o f a t e x t w h i c h m a d e n o e x p l i c i t r e f e r e n c e t o t h e m i s c o n c e p t i o n . I t s h o w s h o w t h e s t u d e n t t r i e d t o i n t e g r a t e h e r m i s c o n c e p t i o n t h a t b a n a n a s g r o w o n t r e e s w i t h t e x t i n f o r m a t i o n , t h a t b a n a n a s g r o w o n p l a n t s w h i c h a r e n o t t r e e s . N o t e , i n p a r t i c u l a r , t h a t i f t h e f i n a l p r o b e q u e s t i o n s h a d n o t b e e n i n c l u d e d , t h e s t u d e n t w o u l d h a v e b e e n c l a s s i f i e d a s r e t a i n i n g t h e m i s c o n c e p t i o n . H o w e v e r , t h e a d d i t i o n o f t h e f i n a l q u e s t i o n a l o n g w i t h t h e r e c a l l a n d y e s - n o q u e s t i o n s g i v e s a m o r e c o m p l e t e u n d e r s t a n d i n g o f t h e s t u d e n t ' s t h i n k i n g . S h e i s b e g i n n i n g t o m o d i f y h e r m i s c o n - c e p t i o n b u t h a s n o t c o m p l e t e l y a d o p t e d t h e t e x t v i e w . T e x t : B a n a n a s g r o w o n b a n a n a p l a n t s . T h e b a n a n a p l a n t g r o w s t e n t o t h i r t y f e e t h i g h . T h e s e p l a n t s d o n o t h a v e b i g w o o d y t r u n k s a s t r e e s d o . T h e y d o n ' t e v e n h a v e a n y b r a n c h e s . B a n a n a p l a n t s h a v e t r u n k s m a d e o f m a n y l e a v e s w r a p p e d a r o u n d a h o l l o w c e n t e r . T e n - f o o t l e a v e s h a n g f r o m t h e t o p s o f t h e p l a n t s . S t u d e n t R e c a l l : B a n a n a s g r o w o n b a n a n a t r e e s . A n d t h e y d o n ' t h a v e b a r k o r b r a n c h e s . A n d t h e y ' r e c o v e r e d w i t h l e a v e s g r o w i n g a r o u n d a h o l l o w t u b e . A n d t h e y d o n ' t h a v e b i g b a r k . M a g : D o b a n a n a s g r o w o n t r e e s ? S t u d e n t R e s p o n s e : Y e s , b a n a n a t r e e s W W h a t d i d t h e s t o r y s a y a b o u t t h a t ? S t u d e n t R e s p o n s e : T h a t b a n a n a t r e e s a r e n o t l i k e r e g u l a r t r e e s t h a t h a v e b a r k o n t h e m . A n o t h e r s t u d y b y M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 3 ) i n v e s t i g a t e d w h e t h e r p r e - q u e s t i o n s c o u l d s e r v e t o a c t i v a t e f i f t h a n d s i x t h g r a d e r s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w - l e d g e a n d i m p r o v e r e c a l l a n d c o m p r e h e n s i o n o f t w o o f t h e t e x t t y p e s i n v e s t i g a t e d e a r l i e r ( T y p e s 1 a n d 3 , s e e p . 8 4 ) . D i f f e r e n c e s i n p r o c e d u r e s i n t h i s s t u d y w e r e t h e u s e o f l o n g e r t e x t s ( 2 p a r a g r a p h s ) a n d a m u l t i p l e c h o i c e p o s t t e s t . I n a d d i t i o n , t h r e e t e x t p a s s a g e s w e r e o n n o n s e n s e t o p i c s ( f i c t i t i o u s a n i m a l s ) s o t h a t i t w a s n o t 8 6 p o s s i b l e f o r s t u d e n t s t o h a v e m i s c o n c e p t i o n s . E a c h c h i l d r e a d t h r e e T y p e 1 t e x t s t h a t r e f u t e d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , t h r e e t y p e 3 t e x t s t h a t d i d n o t e x p l i c i t l y r e f u t e m i s c o n c e p t i o n s a n d t h r e e n o n s e n s e t e x t s . S u b j e c t s a l l h e l d m i s c o n c e p t i o n s a b o u t t h e t a r g e t t o p i c s . H a l f t h e s t u d e n t s r e c e i v e d a p r e - q u e s t i o n b e f o r e r e a d i n g e a c h t e x t . A s i n t h e e a r l i e r s t u d y , s t u d e n t s w e r e c l a s s i f i e d a s g o o d o r p o o r r e a d e r s . R e s u l t s s h o w e d t h a t p r e - q u e s t i o n s a b o u t t h e m i s c o n c e p t i o n m a d e p o s t - q u e s t i o n s a b o u t t h e m i s c o n c e p t i o n s s i g n i f i c a n t l y e a s i e r a n d d i d n o t m a k e p o s t - q u e s t i o n s u n r e l a t e d t o t h e m i s c o n c e p t i o n h a r d e r . P r e - q u e s t i o n s o n t h e n o n s e n s e t e x t s d i d n o t i m p r o v e r e a d e r s ' a n s w e r s t o p o s t - q u e s t i o n s . T h e r e w e r e d i f f e r e n c e s b e t w e e n g o o d a n d p o o r r e a d e r s . T h u s , t h e s e f i n d i n g s a r e i n l i n e w i t h t h o s e o f P e e c k e t a l . i n s u g g e s t i n g t h a t a c t i v a t i o n o f p r i o r k n o w l e d g e b e f o r e r e a d i n g i n c o m p a t i b l e t e x t m a y i m p r o v e s t u d e n t c o m p r e h e n s i o n . S u m m a r y . I n s u m , t h e L i p s o n s t u d y a n d e a r l y w o r k o f M a r i a a n d M a c G i n i t i e s h o w t h a t s o m e s t u d e n t s i t : u s e a r e a d i n g s t r a t e g y o f o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e . T h e y r e a d i n c o m p a t i b l e t e x t a s i f i t w e r e c o m p a t i b l e w i t h t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . T h e l a t e r s t u d i e s b y P e e c k a n d M a r i a a n d M a c G i n i t i e s u g g e s t t w o b a s i c i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g i e s f o r h e l p i n g s t u d e n t s a b a n d o n t h i s s t r a t e g y a n d t o i n s t e a d r e a d t o r e s t r u c t u r e a n d m o d i f y i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e . F i r s t , s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e c a n b e a c t i v a t e d b y p r e - q u e s t i o n s o r b y s t u d e n t s ' f r e e - t e l l i n g o f w h a t t h e y k n o w a b o u t t h e t o p i c . S e c o n d , t e x t c a n b e w r i t t e n t h a t s o t h a t t h e t e x t c o n c e p t i n c o n f l i c t w i t h s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s i s e x p l i c i t l y h i g h l i g h t e d . T h u s t h i s g r o u p o f s t u d i e s p r o v i d e s s o m e i n s t r u c t i o n a l l y i n t r i g u i n g i d e a s . I m p l i c a t i o n s f o r T h i s s a g : T h e s c h e m a - t h e o r e t i c r e s e a r c h o n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n t h u s p r o v i d e s p o w e r f u l e x p l a n a t i o n s f o r w h y c h i l d r e n h a v e s u c h d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g t e x t 8 7 b o o k s . A c c o r d i n g t o s c h e m a t h e o r y , a r e a d e r d o e s n o t s i m p l y d e c o d e t h e m e a n i n g o f a w r i t t e n p a s s a g e . R a t h e r , t h e r e a d e r m u s t a c t i v e l y i n t e r p r e t t h e p a s s a g e b y u s i n g s c h e m a t a . T h e s c h e m a t a a v a i l a b l e t o t h e r e a d e r d e p e n d o n h i s o r h e r p r i o r e x p e r i e n c e a n d u n d e r s t a n d i n g o f t h e w o r l d . W h i l e t h i s p r i o r k n o w l e d g e o f t e n s e r v e s a s a n a i d t o c o m p r e h e n s i o n o f t e x t , i t c a n a l s o c o n s t r a i n t e x t c o m p r e h e n - s i o n . T h u s , s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e m a k e s i t d i f f i c u l t f o r t h e m t o u n d e r s t a n d t e x t b o o k e x p l a n a t i o n s t h a t a r e i n c o n f l i c t w i t h t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T h u s , t h e s c h e m a - b a s e d r e s e a r c h o n t e x t p r o c e s s i n g , l i k e t h e r e s e a r c h o n s c i e n c e l e a r n i n g , s u g g e s t s t h a t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t s c i e n c e p h e n o m e n a a r e l i k e l y t o c a u s e t h e m d i f f i c u l t i e s i n m a k i n g s e n s e o f s c i e n c e t e x t b o o k s . T h e M a r i a a n d M a c G i n i t i e a n d P e e c k s t u d i e s s u g g e s t t h a t t h e r e m a y b e s o m e i n s t r u c t i o n a l v a l u e i n h a v i n g s t u d e n t s a c t i v a t e i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e b e f o r e r e a d i n g a n d i n a l t e r i n g t e x t t o e x p l i c i t l y c o n t r a d i c t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . T h i s s e e m s t o b e c o n s i s t e n t w i t h t h e P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) s u g g e s t i o n t h a t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s s h o u l d b e e l i c i t e d f i r s t i n a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c - t i o n . H o w e v e r , n o n e o f t h e r e a d i n g s t u d i e s h a v e i n v e s t i g a t e d t h e r o l e o f t e x t i n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h e r e a d i n g r e s e a r c h e r s h a v e f o c u s e d i n s t e a d o n s t u d y i n g i n t e g r a t i o n o r a s s i m i l a t i o n l e a r n i n g . A s d e s c r i b e d e a r l i e r , i n t h i s t y p e o f l e a r n i n g t h e r e a d e r c o m e s t o t h e t e x t w i t h a n a p p r o p r j a t e r e l e v a n t s c h e m a . F a c t s f r o m t h e t e x t s i m p l y h a v e t o b e f i t i n t o t h a t s c h e m a . T h e r e s e a r c h i n s c i e n c e l e a r n i n g h a s s h o w n , h o w e v e r , t h a t s t u d e n t s r a r e l y c o m e t o s c i e n c e i n s t r u c t i o n h o l d i n g s c h e m a c o m p a t i b l e w i t h s c i e n t i f i c s c h e m a . I n s t e a d , t h e y h o l d m i s c o n c e p t i o n s t h a t a r e i n c o n f l i c t w i t h t h e d i s c i p l i n a r y o r t e x t v i e w . T h u s , m e a n i n g f u l l e a r n i n g w i l l h a v e t o i n v o l v e a p r o c e s s o f c o n c e p t u a l c h a n g e f o r m o s t s t u d e n t s . T h e r e a d i n g r e s e a r c h t o d a t e h a s n o t l o o k e d a t t h i s k i n d o f m e a n i n g f u l l e a r n i n g o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e f r o m t e x t . 8 8 T h u s , i n l o o k i n g a t c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t , t h i s s t u d y w i l l b e e x t e n d i n g t h e w o r k i n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . I n o r d e r t o o b s e r v e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g , t h i s s t u d y w i l l d e p a r t f r o m t h e i m i - d i r e c t i o n a l f o c u s o f t h e r e a d i n g s t u d i e s r e v i e w e d h e r e . I n t h e s t u d i e s r e v i e w e d , t h e r e s e a r c h q u e s t i o n s f o c u s e d o n i m d e r s t a n d i n g h o w t h e r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e s h a p e d t h e i n t e r p r e t a t i o n o f t e x t i n a o n e - w a y l i n e a r v i e w : R e a d e r ' s s c h e m a — — ) t e x t T o u n d e r s t a n d w h e t h e r a n d h o w s t u d e n t s d e v e l o p m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m t e x t , w e m u s t a l s o l o o k a t t h e r e v e r s e d i r e c t i o n : H o w d o e s t h e t e x t e f f e c t a s t u d e n t ' s e x i s t i n g s c h e m a t a ? T h i s i s a c r i t i c a l q u e s t i o n i n t h i s s t u d y : R e a d e r ' s s c h e m a § = t e x t T h u s , t h i s s t u d y w i l l e x t e n d t h e r e a d i n g r e s e a r c h d o n e t o d a t e b y i n v e s t i g a t - i n g m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g o f i m p o r t a n t s u b j e c t m a t t e r c o n c e p t s . T h e s t u d y b e c o m e s m o r e i n s t r u c t i o n a l l y u s e f u l t h a n a n y o f t h e s t u d i e s r e v i e w e d , b e c a u s e i t i n v e s t i g a t e s a m e a n i n g f u l k i n d o f l e a r n i n g f r o m t e x t t h a t h a s n o t b e e n i n v e s t i g a t e d i n o t h e r s t u d i e s . I n s u m , t h e r e s e a r c h i n c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g a n d i n s t r u c t i o n h a s f a i l e d t o c o n s i d e r t h e r o l e o f t h e t e x t b o o k i n i n s t r u c t i o n . R e s e a r c h i n t e x t p r o c e s s i n g h a s f a i l e d t o l o o k a t m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m t e x t . I n m e r g i n g t h e s e t w o l i n e s o f r e s e a r c h , t h i s s t u d y f i l l s a n i m p o r t a n t g a p . S u m m a r y R e c e n t r e s e a r c h i n c o g n i t i v e s c i e n c e h a s c o n c e p t u a l i z e d l e a r n i n g a s a c o n s t r u c t i v e p r o c e s s i n w h i c h t h e l e a r n e r r e l a t e s n e w i n f o r m a t i o n t o a l r e a d y e x i s t i n g w a y s o f t h i n k i n g a b o u t a n d r e p r e s e n t i n g k n o w l e d g e . T h u s , a p e r s o n ' s p r i o r 8 9 k n o w l e d g e a n d h i s / h e r o r g a n i z a t i o n a l r e p r e s e n t a t i o n o f t h a t k n o w l e d g e i n m e m o r y c l u s t e r s , o r s c h e m a t a , p l a y a c r i t i c a l r o l e i n t h e l e a r n i n g p r o c e s s . T w o l i n e s o f r e s e a r c h t h a t h a v e g r o w n o u t o f c o g n i t i v e s c i e n c e a n d s c h e m a t h e o r y h a v e l o o k e d a t t h e a p p l i c a t i o n o f t h i s t h e o r y t o s c h o o l l e a r n i n g i s s u e s . T h e f i r s t l i n e o f r e s e a r c h r e v i e w e d i n t h i s c h a p t e r h a s l o o k e d a t s t u d e n t s ' l e a r n i n g o f s c i e n c e c o n c e p t s . T h i s r e s e a r c h h a s d e m o n s t r a t e d t h a t c h i l d r e n v e r y e a r l y o n d e v e l o p t h e i r o w n n a i v e t h e o r i e s , o r m i s c o n c e p t i o n s , a b o u t s c i e n t i f i c p h e n o m e n a . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s a r e b a s e d o n c h i l d r e n ' s e v e r y d a y e x p e r i e n c e s , a n d t h e y a r e s e n s i b l e f r o m t h e s t u d e n t s ' p e r s p e c t i v e s . H o w e v e r , t h e y a r e o f t e n i n c o n f l i c t w i t h s c i e n t i s t s ' w a y s o f e x p l a i n i n g p h e n o m e n a . T h e r e s e a r c h i n t h i s f i e l d h a s p r o v i d e d c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t a n i m p o r t a n t r e a s o n w h y s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g s c i e n t i f i c c o n c e p t s i s t h a t t h e y f a i l t o s e e t h e c o n f l i c t s b e t w e e n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . I n s p i t e o f i n s t r u c t i o n t h e y c l i n g t o t h e s e m i s c o n c e p t i o n s . F o r l e a r n i n g t o b e m e a n i n g f u l t o s t u d e n t s h o l d i n g s u c h m i s c o n c e p t i o n s , s t u d e n t s m u s t c o m e t o c h a n g e o r a b a n d o n t h e i r i n a c c u r a t e n o t i o n s i n f a v o r o f m o r e p o w e r f u l s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s . T h e l i t e r a t u r e h a s b e e n u s e d t o s h o w t h a t t r a d i t i o n a l s c i e n c e t e a c h i n g d o e s n o t p r o m o t e s u c h c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . I n r e s p o n s e t o t h i s f i n d i n g , c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l s o f i n s t r u c t i o n w h i c h f o c u s o n c h a l l e n g i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s h a v e b e e n p r o p o s e d . A f e w c l a s s r o o m t e s t s o f t h i s n e w m o d e l o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n i n d i c a t e t h a t t h i s a p p r o a c h h o l d s m u c h p r o m i s e f o r i m p r o v i n g s t u d e n t s ' s c i e n c e l e a r n i n g . H o w e v e r , n o n e o f t h e s e ' i n s t r u c t i o n a l s t u d i e s h a s l o o k e d a t t h e r o l e o f t h e t e x t b o o k i n a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n . T h e s e c o n d l i n e o f r e s e a r c h r e v i e w e d i n t h i s c h a p t e r h a s i n v e s t i g a t e d r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n f r o m a s c h e m a t h e o r y p e r s p e c t i v e . L i k e t h e r e s e a r c h o n s c i e n c e l e a r n i n g , t h i s b o d y o f r e s e a r c h h a s d e m o n s t r a t e d t h e c r i t i c a l r o l e o f p r i o r 9 0 k n o w l e d g e b o t h i n a i d i n g a n d c o n s t r a i n i n g t h e r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n p r o c e s s . U n l i k e t h e s c i e n c e r e s e a r c h , h o w e v e r , t h e s t u d i e s i n t h i s a r e a h a v e n o t l o o k e d a t c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . I n s t e a d , t h e s t u d i e s h a v e b e e n m o r e i n t e r e s t e d i n h o w a r e a d e r ' s s c h e m a g u i d e s t h e r e a d i n g p r o c e s s . W h i l e t h e r e h a s b e e n s o m e i n v e s t i g a t i o n o f h o w i n a c c u r a t e s c h e m a c a n d i s t o r t t h e r e a d i n g p r o c e s s , t h e r e h a s b e e n l i t t l e a t t e n t i o n p a i d t o h o w t h e t e x t c o n t e n t c a n b e u s e d t o m t h e r e a d e r ' s f a u l t y s c h e m a . T h u s , r e a d i n g s t u d i e s h a v e n o t y e t l o o k e d a t c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m t e x t . L i n k i n g t h e s c i e n c e l e a r n i n g r e s e a r c h a n d t h e r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n r e - s e a r c h , t h i s s t u d y a t t e m p t s t o f i l l a n i m p o r t a n t g a p i n o u r u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t . B y a p p l y i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n t o d e v e l o p i n g a n i n s t r u c t i o n a l t e x t a n d b y i n v e s t i g a t i n g t h e e f f e c t s o f t h a t t e x t i n c h a n g i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , t h e s t u d y m e r g e s t h e s e t w o l i n e s o f r e s e a r c h . F i n a l l y , t h e l i t e r a t u r e r e v i e w h a s b e e n u s e d t o s h o w t h e g r o w t h i n b o t h l i n e s o f r e s e a r c h f r o m e a r l y t h e o r e t i c a l s u d i e s o f l e a r n i n g t o m o r e r e c e n t i n s t r u c t i o n a l - l y r e l e v a n t s t u d i e s . T h e r e v i e w w a s u s e d t o s h o w h o w t h i s s t u d y a d d s t o t h e d e v e l o p m e n t o f a f i e l d o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y b y p r o v i d i n g d e t a i l e d i n f o r m a - t i o n a b o u t c o g n i t i v e c h a n g e s i n c o m p e t e n c e d u r i n g a n i n s t r u c t i o n a l e v e n t - — t h e r e a d i n g o f a t e x t . T h e l i t e r a t u r e r e v i e w i n t h i s c h a p t e r h a s b e e n u s e d t o c o n s t r u c t a g e n e r a l t h e o r e t i c a l f r a m e w o r k f o r t h e s t u d y a n d t o s h o w h o w t h e s t u d y e x t e n d s r e s e a r c h i n t w o a r e a s . C h a p t e r T h r e e w i l l r e v i e w t h e s p e c i f i c r e s e a r c h w o r k t h a t l e d t o t h e d e v e l o p m e n t o f t h i s s t u d y . C H A P T E R T H R E E B A C K G R O U N D F O R T H E S T U D Y O v e r v i e w C h a p t e r T w o d e s c r i b e d t h e g e n e r a l t h e o r e t i c a l f r a m e w o r k f o r t h e s t u d y a n d r e v i e w e d b r o a d l y t h e l i t e r a t u r e u p o n w h i c h t h i s s t u d y i s b u i l t . C h a p t e r T h r e e i s , i n a s e n s e , a n e x t e n s i o n o f t h e l i t e r a t u r e r e v i e w . H o w e v e r , t h i s c h a p t e r d e s c r i b e s o n l y t h e i m m e d i a t e b a c k g r o u n d f o r t h e s t u d y , e x p l a i n i n g h o w t h i s s t u d y g r e w o u t o f e a r l i e r f i n d i n g s i n a c o n t i n u i n g r e s e a r c h p r o g r a m w i t h w h i c h I h a v e b e e n a s s o c i a t e d f o r t h e l a s t t h r e e y e a r s . T h i s r e s e a r c h p r o g r a m , c o n c e i v e d a n d d i r e c t e d b y E d w a r d L . S m i t h a n d C h a r l e s W . A n d e r s o n , h a s b e e n d r i v e n b y t h e i d e n t i f i c a t i o n o f p r o b l e m s i n t h e c l a s s r o o m t e a c h i n g a n d l e a r n i n g o f s p e c i f i c s c i e n c e t o p i c s . T h e o r e t i c a l p e r s p e c t i v e s a n d a c o m p r e h e n s i v e a n a l y s i s o f m u l t i p l e a s p e c t s o f t h e t e a c h i n g - l e a r n i n g s i t u a t i o n ( c u r r i c u l u m m a t e r i a l s , t e a c h e r p l a n n i n g a n d t h i n k i n g , a c t u a l c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n , a n d s t u d e n t k n o w l e d g e ) h a v e b e e n u s e d t o \ m d e r s t a n d t h e p r o b l e m s a n d t o b e g i n t o w o r k o n t h e p r o b l e m s . I t i s i m p o r t a n t t o u n d e r s t a n d t h a t t h e c u r r e n t s t u d y c a n n o t b e v i e w e d a s a n i s o l a t e d s t u d y . R a t h e r , i t i s i n t i m a t e l y r e l a t e d t o t h e s p e c i f i c f i n d i n g s o f e a r l i e r s t u d i e s i n t h i s r e s e a r c h p r o g r a m . T h e r e a r e t w o m a i n p u r p o s e s t o t h i s c h a p t e r . T h e f i r s t i s t o d e s c r i b e t w o s p e c i f i c d e v e l o p m e n t s f r o m e a r l i e r p h a s e s o f t h e r e s e a r c h p r o g r a m t h a t a r e c r i t i c a l t o a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e c u r r e n t s t u d y . I n t h i s r e g a r d , t h e c h a p t e r f i r s t d e s c r i b e s t h e k n o w l e d g e o f s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s t h a t w a s d e v e l o p e d i n o n e s t u d y i n w h i c h I p a r t i c i p a t e d a s a g r a d u a t e a s s i s t a n t u n d e r 9 1 9 2 t h e d i r e c t i o n o f S m i t h a n d A n d e r s o n . T h i s i s f o l l o w e d b y a d e s c r i p t i o n o f h o w f i n d i n g s f r o m t h a t e a r l i e r s t u d y w e r e u s e d t o d e v e l o p t h e e x p e r i m e n t a l t e x t t h a t i s t h e f o c u s o f t h e c u r r e n t s t u d y . F e a t u r e s o f t h e t e x t a n d h o w i t w a s b u i l t i n t o a c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n a l f r a m e w o r k a r e d e s c r i b e d . T h e s e c o n d p u r p o s e o f t h i s c h a p t e r i s t o d e s c r i b e t h e p i l o t t e s t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t b y a f i f t h g r a d e t e a c h e r i n a r e g u l a r c l a s s r o o m s e t t i n g . T h i s s u m m a r y o f t h e p i l o t t e s t i s i n c l u d e d f o r t w o r e a s o n s . M o s t i m p o r t a n t l y , i t w a s t h e m e t h o d o l o g i c a l d i f f i c u l t i e s e n c o u n t e r e d i n t h e p i l o t s t u d y t h a t l e d t o t h e f o c u s i n t h i s s t u d y o n o n l y l e a r n e r - t e x t i n t e r a c t i o n s . T h u s , t h e p i l o t s t u d y i s u s e d t o f u r t h e r s u p p o r t t h e r a t i o n a l e f o r t h e c u r r e n t s t u d y . I n a d d i t i o n , h o w e v e r , t h e i n v e s t i g a t i o n o f e f f e c t s o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o n t e a c h e r b e h a v i o r i n t h e p i l o t s t u d y p r o v i d e s a n i c e c o m p a n i o n p i e c e t o t h i s s t u d y . I t s u p p o r t s t h e s t u d y b e c a u s e o f t h e s i m i l a r i t i e s i n t h e r e s u l t s , b u t i t e x t e n d s t h e s t u d y b y l o o k i n g a t t h e r o l e o f t h e t e a c h e r i n t e x t b o o k - b a s e d s c i e n c e i n s t r u c t i o n . I n d i s c u s s i n g i m p l i c a t i o n s o f t h i s r e s e a r c h i n C h a p t e r S i x , I w i l l b e a b l e t o m a k e m o r e c o n v i n c i n g s t a t e m e n t s a b o u t i n s t r u c t i o n i f I c a n d r a w f r o m b o t h t h e p i l o t s t u d y a n d t h e c u r r e n t s t u d y . T h u s , t h e c h a p t e r p r o v i d e s s p e c i f i c b a c k g r o u n d i n f o r m a t i o n n e e d e d t o u n d e r s t a n d t h e s t u d y , s h o w i n g h o w t h i s s t u d y g r e w o u t o f e a r l i e r w o r k . I n a d d i t i o n , a n a t t e m p t t o e x p l o r e t e a c h e r - l e a r n e r - t e x t i n t e r a c t i o n s i n a p i l o t s t u d y i s d e s c r i b e d . I n t r o d u c t i o n : S t u d y i n g t h e a n i t i v e L i v e s o f S t u d e n t s i n S c i e n c e C l a s s r o o m s S m i t h a n d A n d e r s o n b e g a n t h e i r s t u d y i n 1 9 8 0 w i t h a b e l i e f t h a t i n s p i t e o f w h a t m a n y w o u l d c h a r a c t e r i z e a s " g o o d " s c i e n c e t e a c h i n g , t h e r e w e r e m a n y c l a s s r o o m s i n w h i c h s c i e n c e i n s t r u c t i o n w a s n o t m e a n i n g f u l t o s t u d e n t s . A y e a r o f c l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s a n d t e s t i n g o f s t u d e n t l e a r n i n g j u s t i f i e d t h i s c l a i m . M e a n i n g f u l l e a r n i n g s i m p l y w a s n o t o c c u r r i n g f o r m o s t s t u d e n t s . 9 3 T h e s e c o n c l u s i o n s a r e s u p p o r t e d b y t h e r e s u l t s f r o m t h e i r o b s e r v a t i o n s o f b o t h t e x t - b a s e d s c i e n c e i n s t r u c t i o n a n d a c t i v i t y - b a s e d s c i e n c e i n s t r u c t i o n i n t h e i r s t u d y . F o r e x a m p l e , i n a s t u d y o f f i v e t e a c h e r s u s i n g a p o p u l a r s c i e n c e t e x t b o o k u n i t o n l i g h t a n d s e e i n g ( B l e c h a , G e g a , a n d G r e e n , 1 9 7 9 ) , o n l y 2 2 % o f t h e s t u d e n t s e n d e d t h e s i x w e e k i m i t w i t h t h e k e y u n d e r s t a n d i n g t h a t w e s e e b e c a u s e l i g h t i s r e fl e c t e d o f f o f o b j e c t s t o o u r e y e s . T h e s t u d e n t s o f n i n e t e a c h e r s u s i n g a n a c t i v i t y - b a s e d a p p r o a c h t o i n s t r u c t i o n o n p h o t o s y n t h e s i s ( K n o t t , L a w s o n , K a r p l u s , T h e i r , a n d M o n t g o m e r y , 1 9 7 8 ) s h o w e d a s i m i l a r f a i l u r e t o l e a r n . I n o r d e r t o \ m d e r s t a n d w h a t w a s g o i n g w r o n g , w e b e g a n t o l o o k b e y o n d a c h i e v e m e n t t e s t r e s u l t s a n d o b s e r v a b l e s t u d e n t b e h a v i o r a n d f o c u s e d i n s t e a d o n t h e g o b s e r v a b l e m e n t a l l i f e o f s t u d e n t s . W h a t w e r e s t u d e n t s d o i n g w i t h i n f o r m a t i o n t h e y r e c e i v e d d u r i n g i n s t r u c t i o n ? H o w d i d t h e i r t h i n k i n g c h a n g e a s a r e s u l t o f c l a s s r o o m e v e n t s ? T h e s t u d y f o c u s e d o n i d e n t i f y i n g t h e s p e c i f i c k n o w l e d g e a b o u t t h e c o g n i t i v e l i v e s o f s t u d e n t s t h a t c o u l d e x p l a i n s t u d e n t s ' l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s a n d u l t i m a t e l y i m p r o v e s c i e n c e t e a c h i n g . S t u d e n t s ' M i s c o n c e p t i o n s A b o u t F o o d f o r P l a n t s I n o n e p h a s e o f t h i s r e s e a r c h , d e t a i l e d o b s e r v a t i o n s o f c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n a n d p r e - a n d p o s t t e s t s t h a t e x p l o r e d s t u d e n t t h i n k i n g a n d l e a r n i n g w e r e u s e d t o d e v e l o p a t h o r o u g h u n d e r s t a n d i n g o f f i f t h g r a d e s t u d e n t s ' t h i n k i n g a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h i s a n a l y s i s r e v e a l e d t h a t t h e s t u d e n t s e n t e r e d i n s t r u c t i o n h o l d i n g a n u m b e r o f m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d a n d w h y p l a n t s n e e d l i g h t . C l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s o f 2 2 0 s t u d e n t s b e i n g t a u g h t a b o u t p h o t o s y n t h e s i s b y n i n e t e a c h e r s u s i n g t h e P r o d u c e r s c h a p t e r f r o m t h e S c i e n c e C u r r i c u l u m I m p r o v e m e n t S t u d y ( S C I I S ) a c t i v i t y - b a s e d c u r r i c u l u m ( K n o t t e t a l . , 1 9 7 8 ) s h o w e d t h a t s t u d e n t s c o n t i n u e d t o c l i n g t o t h e s e m i s c o n c e p t i o n s d e s p i t e 6 - 8 w e e k s o f i n s t r u c t i o n . T h u s , t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a p p e a r e d t o p o s e c r i t i c a l 9 4 b a r r i e r s t o l e a r n i n g b e c a u s e t h e y w e r e i n c o n f l i c t w i t h t h e g o a l c o n c e p t i o n s o f t h e u n i t . G o a l c o n c e p t i o n s o f t h e t m i t . T h e m a i n g o a l c o n c e p t i o n o f t h e S C I I S u n i t i s t o h a v e " t h e c h i l d r e n i n v e s t i g a t e t h e c a p a c i t y o f g r e e n p l a n t s t o p r o d u c e f o o d " ( p . x v ) . T h r o u g h a s e r i e s o f e x p e r i m e n t s w i t h p l a n t s a n d r e l a t e d c l a s s d i s c u s s i o n s , t h e s t u d e n t s a r e t o d e v e l o p t h e i d e a t h a t f o o d s t o r e d i n t h e s e e d ' s c o t y l e d o n s s u p p l i e s e n e r g y f o r t h e p l a n t s ' e a r l y g r o w t h . P h o t o s y n t h e s i s i s d e f i n e d i n t h e T e a c h e r ' s G u i d e a s a f o o d - m a k i n g p r o c e s s i n w h i c h e n e r g y f r o m t h e s u n i s u s e d b y t h e p l a n t t o c h a n g e r a w m a t e r i a l s f r o m t h e e n v i r o n m e n t ( a i r a n d w a t e r ) i n t o f o o d ( p . 3 ) . T h e f o o d i s t h e n u s e d f o r m a i n t e n a n c e o r g r o w t h o r i s s t o r e d i n p l a n t p a r t s f o r u s e w h e n p h o t o s y n t h e s i s c a n n o t t a k e p l a c e . T h e s t o r e d f o o d i n t h e c o t y l e d o n s o f a s e e d w a s m a d e ( p h o t o s y n t h e s i z e d ) a n d s t o r e d b y t h e s e e d ' s p a r e n t p l a n t . A s e c o n d g o a l o f i n s t r u c t i o n i s f o r s t u d e n t s t o g a i n a f i m c t i o n a l u n d e r s t a n d - i n g o f p l a n t s ' u s e o f l i g h t ( i . e . , t o m a k e t h e i r o w n f o o d ) . P l a n t s c a n b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k b e c a u s e t h e y g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n s , b u t w h e n t h a t f o o d i s g o n e t h e y n e e d l i g h t t o m a k e t h e i r o w n f o o d . T h u s , i n s t r u c t i o n w a s t o d e m o n s t r a t e n o t o n l y p l a n t s ' n e e d f o r l i g h t b u t a l s o t h e s p e c i f i c f t m c t i o n o f l i g h t i n t h e f o o d - m a k i n g p r o c e s s . I n s u m , s t u d e n t s a r e t o u n d e r s t a n d f r o m i n s t r u c t i o n t h a t p l a n t s a r e " p r o d u - c e r s ; " t h e y g e t t h e i r f o o d o _ n l y b y m a k i n g i t u s i n g e n e r g y f r o m t h e m m t o c o n v e r t a i r a n d w a t e r i n t o f o o d . S t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s . S t u d e n t s ' i d e a s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d w e r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m t h i s s c i e n t i f i c v i e w l a i d o u t i n t h e T e a c h e r ' s G u i d e . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s w e r e o f t w o t y p e s : 1 ) M i s c o n c e p t i o n s a b o u t f a c t s o r s c i e n t i f i c p r i n c i p l e s ( s u r f a c e l e v e l m i s c o n c e p t i o n s ) a n d 2 ) M i s c o n - c e p t i o n s a b o u t s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g ( d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s ) . A f u l l 9 5 r e p o r t o n t h e n a t u r e o f t h e s e m i s c o n c e p t i o n s a n d h o w t h e y w e r e i d e n t i f i e d i s a v a i l a b l e ( s e e R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 3 ) . A t t h e s u r f a c e l e v e l , s t u d e n t s b e l i e v e d t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d b y t a k i n g i t i n f r o m a n o u t s i d e s o u r c e j u s t l i k e p e o p l e t a k e f o o d i n t o t h e i r b o d i e s . M a n y s t u d e n t s , f o r e x a m p l e , v i e w e d t h e s o i l a s a s o u r c e o f f o o d . A b o u t 8 0 % o f t h e s t u d e n t s s h a r e d t h i s b e l i e f t h a t p l a n t s t a k e i n t h e i r f o o d , m o s t i n d i c a t i n g s o i l a s a s o u r c e ( 7 2 % ) , b u t s o m e i n d i c a t i n g w a t e r ( 2 5 % ) a n d a i r ( 5 % ) . A n o t h e r c o m m o n l y h e l d s u r f a c e l e v e l m i s c o n c e p t i o n w a s t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d . _ S t u d e n t s w o u l d l i s t a l l t h e t h i n g s p l a n t s t a k e i n o r a l l t h e t h i n g s p l a n t s n e e d a s f o o d f o r t h e p l a n t : W h a t i s f o o d f o r p l a n t s ? P h i l i p : w a t e r , f e r t i l i z e r , v i t a m i n s , s u n l i g h t J i m m y : s u n , w a t e r , f e r t i l i z e r E r i k a : w a t e r , f e r t i l i z e r , s u n l i g h t , a n d c a r e R o s e : S o m e n e e d p i l l s s o m e n e e d w a t e r p l u s t h e y n e e d s u n l i g h t a n d s h a d e t o . J o d y : P l a n t ' s n e e d f e r t i l i z e r , w a t e r , s u n s h i n e . s o i l a i r E v e n s t u d e n t s w h o a p p e a r e d c o m m i t t e d t o f e r t i l i z e r a s p l a n t s ' o n l y s o u r c e o f f o o d g a v e a n s w e r s t h a t s u g g e s t e d a r e a d i n e s s t o a c c e p t o t h e r p o s s i b l e s o u r c e s o f f o o d . K r i s t a ' s a n s w e r t o t h e q u e s t i o n , " W h a t i s f o o d f o r p l a n t s ? , " " O n e i s f o o d s t i c k s , " s u g g e s t s s u c h a w i l l i n g n e s s t o a d m i t o t h e r s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s i n h e r s c h e m a . T h i s b e l i e f i n m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d d e r i v e s f r o m d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p - t i o n s c o n c e r n i n g s t u d e n t s ' w a y s o f d e f i n i n g t e r m s a n d e x p l a i n i n g p h e n o m e n a . M o s t s t u d e n t s u s e d a d e f i n i t i o n o f f o o d t h a t d i f f e r e d f r o m t h e s c i e n t i f i c o n e a s s u m e d b y t h e S C I I S a u t h o r s . T h e d e f i n i t i o n o f f o o d t h a t f o r m s t h e b a s i s f o r t h e P r o d u c e r s u n i t i s a s c i e n t i f i c o n e : F o o d c o n s i s t s o f m a t e r i a l s t h a t o r g a n i s m s c a n b r e a k d o w n a s a s o u r c e o f e n e r g y . T h i s d e f i n i t i o n i s s c i e n t i f i c i n t w o s e n s e s . F i r s t , t h e d e f i n i t i o n s p e c i f i e s p r e c i s e l y t h e c h a r a c t e r i s t i c s t h a t a r e t m i q u e t o 9 6 f o o d . S e c o n d , f o o d i s d e f i n e d i n t e r m s o f i t s f t m c t i o n w i t h i n t h e o r g a n i s m . S t u d e n t a n s w e r s s u c h a s t h o s e b e l o w i n d i c a t e t h a t c h i l d r e n ' s t h i n k i n g a b o u t f o o d g e n e r a l l y w a s n o t s c i e n t i f i c i n e i t h e r s e n s e : D o p l a n t s n e e d f o o d ? W h y o r w h y n o t ? A n n : T h e y c a n ' t e a t a b u r g e r a n d f r i e s , b u t t h e y d o n e e d w a t e r , s o i l , s t m l i g h t . J e s s i c a : T h e y n e e d s i m , f e r t i l i z e r , w a t e r , s o i l . S u s a n : W e n e e d f o o d t o k e e p l i v i n g a n d p l a n t s n e e d w a t e r t o l i v e a n d g r o w . B r o o k e : I t ' s l i k e p e o p l e , t h e y c a n ' t l i v e w i t h o u t f o o d . A n d r e w : T h e y l i v e o n w a t e r a n d l i g h t . M e g a n : B e c a u s e w a t e r i s n o t g o o d e n o u g h f o r t h e m . J i m : N o , b e c a u s e t h e y d o n ' t e a t t h i n g s , t h e y s o a k - u p t h i n g s . R y a n : B e c a u s e p l a n t s h a v e t o e a t o r t h e y w o u l d d i e . J e f f : P l a n t s n e e d f o o d s o t h e y c a n g r o w a n d b e h e a l t h y . P l a n t s f o r f o o d e a t f e r t i l i z e r . C h r i s : T h e y c a n ' t g r o w w i t h o u t i t a n d t h e y c a n n o t l i v e w i t h o u t i t t h e y c a n ' t d o a n y t h i n g w i t h o u t i t . F i r s t , t h e s e a n s w e r s s h o w t h a t s t u d e n t s w e r e n o t u s i n g a d e f i n i t i o n o f f o o d t h a t s p e c i f i e s p r e c i s e c h a r a c t e r i s t i c s u n i q u e t o f o o d . A n n , f o r e x a m p l e , s i m p l y l i s t e d e x a m p l e s o f f o o d . O t h e r s h a v e i m p l i c i t l y d e f i n e d f o o d a s a n y t h i n g n e e d e d t o l i v e ( J e s s i c a , S u s a n , A n d r e w ) , a s t h i n g s t h a t a r e " e a t e n " ( M e g a n , J i m , R y a n ) , o r a s t h i n g s t h a t h e l p l i v i n g t h i n g s g r o w ( J e f f , C h r i s ) . T h e s t u d e n t s u s e d c o m m o n - s e n s e n o t i o n s o f f o o d : F o o d i s t h e s t u f f y o u c h e w a n d s w a l l o w a n d y o u n e e d i t t o l i v e . T h e y d r e w f r o m t h e i r e x p e r i e n c e s o f h e a r i n g t h i n g s b e i n g l a b e l l e d " f o o d , " t o d e v e l o p a l i s t o f a t t r i b u t e s o f f o o d . D e f i n i n g f o o d i n t e r m s o f t h i s l o o s e l i s t o f c h a r a c t e r i s t i c s o f f o o d , s t u d e n t s i n c l u d e d a l a r g e v a r i e t y o f s u b s t a n c e s a s f o o d f o r p l a n t s . S e c o n d l y , t h e s t u d e n t a n s w e r s a b o v e r e f l e c t s t u d e n t s ' f a i l u r e t o t h i n k a b o u t t h e f u n c t i o n o f f o o d i n p l a n t s . I n a n s w e r i n g w h y p l a n t s n e e d f o o d , t h e s t u d e n t s d i d n o t g i v e e x p l a n a t i o n s t h a t r e f l e c t e d t h e g o a l : m d e r s t a n d i n g t h a t p l a n t s n e e d f o o d R a t h e r , 7 6 % o f t h e s t u d e n t s t o p r o v i d e e n e r g y f o r l i f e p r o c e s s e s a n d g r o w t h . w e r e s a t i s f i e d w i t h t h e c i r c u l a r e x p l a n a t i o n t h a t p l a n t s n e e d f o o d " t o l i v e " . T h e y 9 7 f a i l e d t o t h i n k a b o u t t h e f i m c t i o n t h e f o o d s e r v e d i n t h e i n t e r n a l p r o c e s s e s o f t h e p l a n t . S t u d e n t s t y p i c a l l y u s e d a n a l o g y t o h u m a n s t o " e x p l a i n " w h y p e o p l e n e e d f o o d ( S e e A n n , B r o o k e , S u s a n a b o v e ) . S u c h t h i n k i n g d o e s n o t r e q u i r e f u n c t i o n a l t h i n k i n g . T h i n g s a r e a c c e p t e d w i t h o u t t h i n k i n g a b o u t i n t e r n a l p r o c e s s e s . T h u s , b e c a u s e p l a n t s n e e d f o o d t o l i v e j u s t l i k e p e o p l e d o , p l a n t s m u s t a l s o h a v e m a n y d i f f e r e n t k i n d s o f f o o d l i k e p e o p l e d o . S i n c e p e o p l e t a k e i n f o o d , p l a n t s m u s t a l s o t a k e i n f o o d . T h e s e a n a l o g i e s p r o v i d e d e x p l a n a t i o n s t h a t m a d e s e n s e t o s t u d e n t s . A s a r e s u l t , t h e y w e r e v e r y p o w e r f u l , s a t i s f y i n g e x p l a n a t i o n s f r o m t h e s t u d e n t s ' p e r s p e c t i v e s . S t u d e n t s h e l d s i m i l a r f u n d a m e n t a l , d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s a b o u t w h y p l a n t s n e e d l i g h t . W h e n a s k e d w h y p l a n t s n e e d l i g h t , f o r e x a m p l e , m o s t s t u d e n t s g a v e n o n f i m c t i o n a l e x p l a n a t i o n s , f o c u s i n g o n l i g h t ' s e f f e c t s o n t h e p l a n t s r a t h e r t h a n t h e w a y t h a t p l a n t s u s e l i g h t . T h e f o l l o w i n g s a m p l e a n s w e r s i l l u s t r a t e h o w s t u d e n t s e x p l a i n e d l i g h t a s a n e c e s s a r y c o n d i t i o n r a t h e r t h a n a s s o m e t h i n g t h a t h a s a f u n c t i o n i n s i d e t h e p l a n t : Q u e s t i o n : D o p l a n t s n e e d l i p h t ? W h y ? J i m : Y e s , s o t h e y c a n l i v e . C h r i s t i n e : Y e s , p l a n t s n e e d l i g h t , b e c a u s e l i g h t h e l p s t h e m l i v e . E r i c k a : Y e s , t h e y c a n ' t g r o w w i t h o u t l i g h t . I f t h e y c a n ' t g r o w , t h e y w i l l d i e . J o s h : Y e s , t h e y c a n ' t g r o w p r o p e r l y . A m y : Y e s , t h e l i g h t i s n e e d e d f o r g r o w i n g . S t u d e n t s o v e r w h e l m i n g l y a c k n o w l e d g e d t h e n e e d f o r l i g h t , b u t s e l d o m d e f i n e d a n y f i m c t i o n t h a t t h e l i g h t s e r v e s . R a t h e r , t h e y d e s c r i b e d t h e n e e d f o r l i g h t i n t e r m s o f o b s e r v a b l e e f f e c t s o f l i g h t - - i t h e l p s p l a n t s l i v e a n d g r o w . T h e s t u d e n t s ' s a t i s f a c t i o n w i t h n o n f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s s u g g e s t s m i s c o n - c e p t i o n s t h a t g o b e y o n d t h e s u r f a c e l e v e l . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s c o n c e r n e d s t u d e n t s ' c o m m o n s e n s e w a y s o f t h i n k i n g , w h i c h s t a n d i n c o n t r a s t w i t h s c i e n t i f i c 9 8 w a y s o f t h i n k i n g . T h e s c i e n t i s t i s c o n t i n u a l l y t r y i n g t o m a k e s e n s e o f t h e w o r l d b y s e e k i n g f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s f o r o b s e r v a b l e p h e n o m e n a . T h e s c i e n t i s t d o e s n o t e x p e c t t o p h y s i c a l l y g e e t h e a n s w e r s t o q u e s t i o n s b y l o o k i n g a t e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . O n t h e c o n t r a r y , t h e s c i e n t i s t i s c o n s t a n t l y t h i n k i n g a b o u t u n s e e n e v e n t s t h a t c a n e x p l a i n h i s / h e r o b s e r v a t i o n s . T h e f i f t h g r a d e r s , o n t h e o t h e r h a n d , d i d n o t t h i n k b e y o n d w h a t t h e y c o u l d s e e . W h e n i n t e r p r e t i n g a p h e n o m e n o n t h e y h a d o b s e r v e d i n t h e i r l i f e e x p e r i e n c e s ( i n t h i s c a s e , p l a n t s g r o w i n g i n t h e l i g h t a n d d y i n g i n t h e d a r k ) , t h e y d i d n o t t h i n k a b o u t f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s f o r t h i s p h e n o m e n o n . T h e y d i d n o t t h i n k a b o u t a n y t h i n g h a p p e n i n g t o t h e l i g h t i n s i d e t h e p l a n t . I n s t e a d , t h e y r e g a r d e d t h e o b s e r v a t i o n , o r " f a c t s , " a s a s a t i s f a c t o r y e x p l a n a t i o n o f t h e p h e n o m e n o n . E v e n s t u d e n t s w h o s e a n s w e r s w e r e c o r r e c t a t t h e s u r f a c e l e v e l c o m m o n l y f a i l e d t o a p p r e c i a t e t h e s e d e e p e r l e v e l i d e a s a b o u t t h e n a t u r e o f s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s . F o r e x a m p l e , s t u d e n t s w h o h a d h a d g a r d e n i n g e x p e r i e n c e s i n w h i c h s e e d s d e e p i n t h e d a r k s o i l h a d g r o w n , w o u l d c o r r e c t l y p r e d i c t t h a t s e e d s c a n g r o w i n t h e d a r k . W h e n a s k e d t o e x p l a i n t h e i r p r e d i c t i o n s , h o w e v e r , t h e y d i d n o t g i v e e x p l a n a t i o n s t h a t d e s c r i b e d i n t e r n a l p l a n t p r o c e s s e s ( e . g . , t h e p l a n t w a s g e t t i n g f o o d f r o m t h e s e e d ) . R a t h e r , t h e y t e n d e d t o r e s t a t e t h e i r o b s e r v a t i o n s ( e . g . , " S e e d s c a n g r o w i n t h e d a r k b e c a u s e m y M o m p l a n t e d s o m e s e e d s i n t h e d a r k a n d t h e y g r e w " ) . T h u s , t h e s t u d e n t s ' c o m m o n s e n s e w a y s o f t h i n k i n g g e n e r a l l y d i d n o t l e a d t h e m t o a s k q u e s t i o n s a b o u t i n t e r n a l p l a n t p r o c e s s e s . T h e y d i d n o t s e n s e t h a t t h e i r e x p l a n a t i o n s w e r e i n c o m p l e t e o r i m s a t i s f a c t o r y , a n d t h u s t h e y w e r e u n l i k e l y t o a p p r e c i a t e t h e v a l u e o r t h e i m p o r t a n c e o f s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s o f h o w p l a n t s u s e l i g h t . 9 9 T a b l e 3 . 1 M i s c o n c e p t i o n s A b o u t P l a n t s a n d L i g h t a n d P l a n t s a n d F o o d P l a n t s a n d L i g h t I s s u e M i s c o n c e p t i o n G o a l C o n c e p t i o n 1 . P l a n t s ' n e e d f o r P l a n t s a l w a y s n e e d l i g h t P l a n t s n e e d l i g h t l i g h t a f t e r f o o d i n c o t y - l e d o n s i s u s e d u p 2 . c h t i o n o f l i g h t P l a n t s n e e d l i g h t t o L i g h t i s u s e d i n i n p l a n t s l i v e , t o g r o w ( n o n f i m c - m a k i n ' g f o o d ( f u n c - t i o n a l e x p l a n a t i o n t i o n a l e x p l a n a t i o n ) b a s e d o n o b s e r v a t i o n s ) P l a n t s a n d F o o d 3 . P l a n t s ' s o u r c e o f P l a n t s t a k e i n f o o d P l a n t s m a k e t h e i r f o o d f r o m t h e o u t s i d e f o o d i n t e r n a l l y e n v i r o n m e n t . u s i n g l i g h t , a i r , a n d w a t e r . 4 . I m p l i c i t d e f i n i t i o n M a n y t h i n g s c o u l d b e O n l y c e r t a i n m a t e r i a l s o f f o o d c o n s i d e r e d f o o d ( f e r t i - t h a t p r o v i d e e n e r g y l i z e r , s i m , w a t e r , e t c . ) a r e t r u l y f o o d ; p l a n t s g e t f o o d o n l y b y m a k - i n g i t t h e m s e l v e s . 5 . c h t i o n o f f o o d P l a n t s n e e d f o o d i n P l a n t s n e e d f o o d t o i n p l a n t s o r d e r t o l i v e , g r o w ( n o n f u n c t i o n a l e x - p l a n a t i o n b a s e d o n h u m a n a n a l o g y s u p p l y e n e r g y n e e d e d f o r i n t e r n a l l i f e p r o c e s s e s ( f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n ) 1 0 0 T a b l e 3 . 1 s u m m a r i z e s t h e m i s c o n c e p t i o n s i d e n t i f i e d b y o u r r e s e a r c h . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s a r e p r e s e n t e d i n c o n t r a s t w i t h t h e g o a l c o n c e p t i o n s i d e n t i f i e d b y t h e S C I I S C o m m u n i t i e s T e a c h e r ' s G u i d e ( K n o t t e t a l . , 1 9 7 8 ) . T h e f i r s t a n d t h i r d m i s c o n c e p t i o n s i n T a b l e 3 . 1 a r e s u r f a c e l e v e l m i s c o n c e p - t i o n s . T h e s e c o n d , f o u r t h , a n d f i f t h m i s c o n c e p t i o n s , h o w e v e r , a r e m o r e t h e o r e t i - c a l i n n a t u r e . T h e y d e r i v e f r o m s t u d e n t s ' c o m m o n s e n s e w a y s o f t h i n k i n g w h i c h a r e v e r y d i f f e r e n t f r o m a c c e p t e d s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g . T h a t m i s c o n c e p t i o n s w e r e f o n m d t o b e o f t w o d i s t i n c t t y p e s h a s i m p o r t a n t i m p l i c a t i o n s f o r i n s t r u c t i o n . I n o r d e r f o r i n s t r u c t i o n t o r e s u l t i n m e a n i n g f u l , c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g , i t m u s t i n d u c e s t u d e n t s t o g i v e u p b o t h t h e i r i n c o r r e c t fl e a s ; a b o u t f o o d f o r p l a n t s ( i . e . , p l a n t s g e t f o o d f r o m t h e s o i l ) i n g t h e i r i n c o r r e c t L a g g f t h i n k i n g a b o u t p l a n t s ' n e e d s f o r f o o d a n d l i g h t ( n o n f i m c t i o n a l e x p l a n a t i o n s b a s e d o n o b s e r v a b l e e f f e c t s ) . F a i l u r e o f a c t i v i t y - b a s e d i n s t r u c t i o n t o c h a n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e L t i o n s . T h e C o m m i m i t i e s T e a c h e r ' s G u i d e p r e s e n t s a s e r i e s o f e x p e r i m e n t s a n d s u g g e s t e d d i s c u s s i o n q u e s t i o n s t h a t i n i t i a l l y s e e m e d t o u s c o n s i s t e n t w i t h t h e P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n ( s e e p p . 5 1 - 5 2 f o r a s u m m a r y o f t h i s m o d e l ) . C o n s i s t e n t w i t h P o s n e r e t a l . ' s f i r s t c r i t e r i o n f o r c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n , f o r e x a m p l e , t h e g u i d e f i r s t i d e n t i f i e s f o r t h e t e a c h e r l i k e l y s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s . F o r e x a m p l e , t h e B a c k g r m m d I n f o r m a t i o n s e c t i o n m e n t i o n s t h a t s t u d e n t s m a y b e l i e v e t h a t p l a n t s g e t f o o d f r o m t h e s o i l o r t h a t f e r t i l i z e r o r w a t e r i s f o o d f o r p l a n t s . T h e G u i d e t h e n p r e s c r i b e s a s e r i e s o f h a n d s - o n a c t i v i t i e s a n d d i s c u s s i o n q u e s t i o n s d e s i g n e d t o c h a l l e n g e t h e s e m i s c o n c e p t i o n s . A f t e r t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a r e c h a l l e n g e d , t h e T e a c h e r ' s G u i d e c a l l s f o r t h e t e a c h e r t o e x p l a i n t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d b y u s i n g l i g h t , a i r , a n d w a t e r t o m a k e t h e i r o w n f o o d i n a p r o c e s s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . T h i s s t e p f i t s P o s n e r e t a l . ' s c r i t e r i o n 1 0 1 t h a t t h e s t u d e n t s b e g i v e n a r e a s o n a b l e a n d p l a u s i b l e e x p l a n a t i o n o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . F i n a l l y , t h e S C I I S g u i d e a l l o w s s t u d e n t s t o a p p l y t h i s n e w k n o w l e d g e i n t w o w a y s . O n e i s a " B r a i n t e a s e r " p r o b l e m t h a t s t u d e n t s w r i t e a b o u t a n d d i s c u s s . T h e o t h e r i s a f i n a l e x p e r i m e n t i n w h i c h s t u d e n t s m a k e p r e d i c t i o n s a b o u t w h a t w i l l h a p p e n t o b e a n p l a n t s p l a c e d i n d i f f e r e n t c o n d i t i o n s . A f t e r t h e p l a n t s a r e g r o w n , t h e r e s u l t s a r e t o b e d i s c u s s e d i n t e r m s o f p h o t o s y n t h e s i s . T h u s , t h e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y g i v e n i n t h e S C I l S T e a c h e r ' s G u i d e a p p e a r e d c o n s i s t e n t w i t h P o s n e r e t a l . ' s c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l . D e s p i t e t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y , h o w e v e r , s t u d e n t s c o n t i n u e d t o c l i n g t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a f t e r i n s t r u c t i o n . O n l y 1 1 % i m d e r s t o o d t h e g o a l c o n c e p t t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d o n l y b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s . W h y d i d t h i s i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y f a i l t o c h a n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s ? S t u d e n t s ' d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s p l a y e d a c r i t i c a l r o l e i n t h i s i n s t r u c t i o n a l f a i l u r e . A n a l y s i s o f s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d o f i n s t r u c t i o n p r o v i d e d c o n v i n c - i n g e v i d e n c e t h a t t h e S C I I S g u i d e h a d b e e n a t t a c k i n g s t u d e n t s ' s u r f a c e l e v e l m i s c o n c e p t i o n s ( i . e . , p l a n t s t a k e i n f o o d f r o m t h e s o i l ) b u t h a d i g n o r e d t h e d e e p e r , m o r e f u n d a m e n t a l m i s c o n c e p t i o n s t h a t c o n c e r n e d s t u d e n t s ' w a y s o f t h i n k i n g . T h e s e d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s a b o u t s t u d e n t s ' w a y s o f t h i n k i n g w e r e n o t r e c o g n i z e d o r c h a l l e n g e d b y t h e S C I I S i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y . F o r e x a m p l e , s c i e n t i s t s ' w a y s o f d e f i n i n g f o o d a n d t h e c o n c e p t o f w h a t f o o d d o e s i n s i d e t h e p l a n t s w a s n o t a d d r e s s e d e x p l i c i t l y . T h a t p l a n t s h a v e o n l y o n e s o u r c e o f f o o d w a s p r e s e n t e d o n l y i n d i r e c t l y . T h a t s t u d e n t s m i g h t h a v e t r o u b l e t h i n k i n g b e y o n d t h e i r o b s e r v a t i o n s t o p r o c e s s e s o c c u r r i n g i n s i d e t h e p l a n t w a s n e v e r s u g g e s t e d . I n f a c t , i n s t r e s s i n g t h e i m p o r t a n c e o f m a k i n g a n d r e c o r d i n g a c c u r a t e o b s e r v a t i o n s , t h e i n s t r u c t i o n a l s e q u e n c e a c t u a l l y r e i n f o r c e d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t t h e i m p o r t a n c e o f f o c u s i n g o n l y o n o b s e r v a b l e e v i d e n c e . 1 0 2 . S t u d e n t s ' m a i n s o u r c e o f i n f o r m a t i o n d u r i n g i n s t r u c t i o n w a s t h e e x p e r i - m e n t s . U n f o r t u n a t e l y , s t u d e n t s w e r e a b l e t o m a k e p e r f e c t l y s e n s i b l e i n t e r p r e t a — t i o n s o f t h e s e e x p e r i m e n t s i n t e r m s o f t h e i r o w n p r e c o n c e i v e d n o t i o n s a b o u t p l a n t s w i t h o u t r e c o g n i z i n g t h e i n t e n d e d d i s s o n a n c e b e t w e e n t h e i r o w n i d e a s a n d t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . F o r e x a m p l e , m a n y s t u d e n t s s a w g r a s s p l a n t s d y i n g i n t h e d a r k a n d c o n c l u d e d o n l y t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o g r o w , a n i d e a t h a t m o s t o f t h e m h a d b e l i e v e d p r i o r t o i n s t r u c t i o n . T h e y d i d n o t , a s i n t e n d e d , u s e t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s t o e x p l a i n t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . T h a t i s , t h e y w e r e n o t t h i n k i n g b e y o n d o b s e r v a b l e e v i d e n c e t o i n t e r n a l p l a n t p r o c e s s e s t h a t m i g h t e x p l a i n t h e i r o b s e r v a t i o n s . A t b e s t , s t u d e n t s w h o b e g a n i n s t r u c t i o n w i t h t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t p l a n t s g e t f o o d b y t a k i n g i t i n f r o m t h e s o i l i n t e r p r e t e d p h o t o s y n t h e s i s a s m e r e l y a n a d d i t i o n a l f o o d s o u r c e f o r p l a n t s . T h e y o f t e n t h o u g h t o f t h e l i g h t i t s e l f a s t h e p l a n t s ' f o o d , b e l i e v i n g t h a t p l a n t s t a k e i n f o o d f r o m t h e s o i l 1 n d f r o m t h e s u n l i g h t . T h u s , s t u d e n t s a s s i m i l a t e d n e w i n f o r m a t i o n i n t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n s w i t h o u t m a k i n g a b a s i c c h a n g e i n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T h e r e s u l t w a s d i s t o r t e d , r a t h e r t h a n c o n c e p t u a l c h a n g e , l e a r n i n g . D e s i g n i n g a T e x t t o A d d r e s s S t u d e n t s ' M i s c o n c e p t i o n s A b o u t F o o d f o r P l a n t s W h a t k i n d o f i n s t r u c t i o n a l c h a n g e s w o u l d b e n e c e s s a r y t o h e l p m o r e s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g i n t h i s u n i t o f s t u d y ? A l t h o u g h a n u m b e r o f d i f f e r e n t s t r a t e g i e s c o n s i s t e n t w i t h a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n m i g h t h a v e b e e n t r i e d , I d e c i d e d t o e x p l o r e m y i n t e r e s t i n s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t . T h u s , I d e c i d e d t o w r i t e a s t u d e n t t e x t a b o u t p h o t o s y n t h e s i s t o a c c o m p a n y t h e s e q u e n c e o f S C I I S e x p e r i m e n t s . I n d e s i g n i n g t h e t e x t , t h r e e s o u r c e s o f i n f o r m a t i o n n o t n o r m a l l y a v a i l a b l e t o t e x t b o o k w r i t e r s w e r e u s e d : 1 0 3 l . A d e t a i l e d k n o w l e d g e o f m i d d l e g r a d e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s ( R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 3 ) . 2 . A d o c u m e n t a t i o n o f t h e d i f f i c u l t i e s e n c o m t e r e d b y s t u d e n t s r e c e i v i n g i n s t r u c t i o n f r o m t h e S c i e n c e C u r r i c u l u m I m p r o v e m e n t S t u d y u n i t o n p h o t o s y n t h e s i s ( S m i t h a n d A n d e r s o n , l 9 8 4 a , b ; S m i t h , 1 9 8 3 ; R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 3 ) . 3 . A d o c u m e n t a t i o n o f t h e d i f f i c u l t i e s e n c o m t e r e d b y t e a c h e r s u s i n g t h e S c i e n c e C u r r i c u l u m I m p r o v e m e n t S t u d y u n i t o n p h o t o s y n t h e s i s ( S m i t h a n d A n d e r s o n , 1 9 8 4 a a n d b ; S m i t h , 1 9 8 3 ; A n d e r s o n a n d S m i t h , i n p r e s s ; R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 4 ; R o t h , A n d e r s o n , a n d S m i t h , 1 9 8 3 ) . U s i n g t h i s i n f o r m a t i o n , I d e v e l o p e d a s t u d e n t t e x t / w o r k b o o k t h a t w a s d e s i g n e d t o h e l p s t u d e n t s r e l i n q u i s h t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s i n f a v o r o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h u s , t h e t e x t w a s w r i t t e n t o i n d u c e c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t u d e n t s r a t h e r t h a n j u s t t o p r e s e n t s c i e n t i f i c a l l y c o r r e c t i n f o r m a t i o n . T h e t e x t ( A p p e n d i x A ) w a s d e s i g n e d t o b e u s e d a l o n g w i t h t h e S C I I S e x p e r i m e n t a l s e q u e n c e a n d t o o v e r c o m e t h e w e a l m e s s e s o f t h e S C I I S T e a c h e r ' s G u i d e . T h u s , i t a t t a c k s b o t h s u r f a c e a n d d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s a n d m a k e s m o r e e x p l i c i t t h e c o n t r a s t s b e t w e e n s t u d e n t s ' c o m m o n w a y s o f t h i n k i n g a n d ' s c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s . A T e a c h e r ' s G u i d e v e r s i o n o f t h e t e x t w a s a l s o w r i t t e n ( R o t h , 1 9 8 5 ) . I n a d d i t i o n t o a n o v e r v i e w o f s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s , t h e T e a c h e r ' s G u i d e a l s o g i v e s t h e t e a c h e r i n f o r m a t i o n a b o u t a ) t h e p u r p o s e s o f e a c h q u e s t i o n , b ) a p p r o p r i a t e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s o f q u e s t i o n s , a n d c ) l i k e l y s t u d e n t r e s p o n s e s a n d w a y s t o s p o t m i s c o n c e p t i o n s r e v e a l e d i n t h e s e r e s p o n s e s . 1 0 4 T h e t h i r d c h a p t e r i n t h e t e x t ( s e e A p p e n d i x A ) i l l u s t r a t e s h o w t h e t e x t w a s d e s i g n e d t o m e e t e a c h o f P o s n e r e t a l . ' s c r i t e r i a f o r c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c - t i o n : a . E l i c i t i n g a n d c h a l l e n g i n g s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s . b . P r o v i d i n g e x p l a n a t i o n s o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t s t h a t a r e p l a u s - i b l e a n d i n t e l l i g i b l e f r o m t h e s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . c . P r o v i d i n g s t u d e n t s w i t h o p p o r t u n i t i e s t o t h e s e e f r u i t f u l n e s s a n d w i d e a p p l i c a b i l i t y o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . T h e t h i r d c h a p t e r b e g i n s ( s e e p . 3 0 8 ) b y a s k i n g t h e s t u d e n t s t o w r i t e o u t t h e i r o w n e x p l a n a t i o n s a b o u t w h y p l a n t s c a n b e g i n t o g r o w i n t h e l i g h t a n d i n t h e d a r k b u t w i l l e v e n t u a l l y d i e i n t h e d a r k . T h i s q u e s t i o n e l i c i t s s t u d e n t s ' m i s c o n c e p - t i o n s n o t o n l y t o p r o v i d e d i a g n o s t i c i n f o r m a t i o n f o r t h e t e a c h e r , b u t m o r e i m p o r t a n t l y , t o m a k e s t u d e n t s a w a r e o f t h e i r o w n " t h e o r i e s . " B y b e i n g a w a r e o f t h e i r o w n i d e a s , s t u d e n t s a r e m o r e l i k e l y t o r e c o g n i z e t h e c o n t r a s t w i t h t h e s c i e n t i f i c t h e o r y p r e s e n t e d i n t h e n e x t t h r e e p a g e s . B e f o r e p r e s e n t i n g t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n o f h o w t h e s e g r a s s p l a n t s g e t t h e i r f o o d , t h e t e x t f i r s t e x p l a i n s w h y c e r t a i n s u b s t a n c e s t h a t s t u d e n t s c o m m o n l y d e s c r i b e a s f o o d f o r p l a n t s a r e n _ o t f o o d . T h u s , t h e n e x t s e c t i o n ( p . 3 0 9 ) , " D o s o i l a n d w a t e r p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ? " p r o v i d e s i n f o r m a t i o n t h a t i s i n c o n f l i c t w i t h m o s t s t u d e n t s ' n a i v e t h e o r i e s . M o s t s t u d e n t s b e l i e v e t h a t p l a n t s g e t f o o d f r o m t h e s o i l o r f r o m t h e w a t e r . B e f o r e c o n c e p t u a l c h a n g e c a n o c c u r , t h e s t u d e n t m u s t " l o s e f a i t h i n t h e c a p a c i t y o f h i s c u r r e n t c o n c e p t s t o s o l v e " r e a l p r o b l e m s ( P o s n e r e t a l . , 1 9 8 2 ) . T h e r e f o r e , t h i s s e c t i o n o f t h e t e x t c o n t r a d i c t s s t u d e n t s ' t h e o r i e s a n d t r i e s t o m a k e s t u d e n t s d i s s a t i s f i e d w i t h t h e i r o w n c o n c e p t i o n s . T h u s , t h e f i r s t o f t h e t h r e e c r i t e r i a f o r c o n c e p t u a l c h a n g e d e s c r i b e d b y P o s n e r e t a l . ( 1 9 8 2 ) s h o u l d b e m e t . O n p a g e 3 1 0 , t i t l e d " D o e s s t m l i g h t p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ? , " c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a r e a g a i n c h a l l e n g e d . S t u d e n t s c o m m o n l y b e l i e v e t h a t s u n l i g h t i _ s _ t h e p l a n t s ' f o o d . T h e y j u s t i f y t h i s b e l i e f b y m a k i n g r e f e r e n c e t o t h e 1 0 5 o b s e r v a t i o n t h a t p l a n t s a r e u n h e a l t h y a n d d i e w i t h o u t l i g h t . T h e y d o n o t f o c u s o n t h e s p e c i f i c f u n c t i o n o f s u n l i g h t f o r t h e p l a n t . T h e t e x t e x p l i c i t l y d e n i e s t h e i r b e l i e f t h a t t h e s u n i t s e l f i s f o o d f o r t h e p l a n t . N o t u n t i l a l l o f t h e s t u d e n t s ' u s u a l w a y s o f d e s c r i b i n g f o o d f o r p l a n t s h a v e b e e n r u l e d o u t d o e s t h e t e x t p r o v i d e a n e x p l a n a t i o n o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . P a g e 3 1 0 t h u s p r e p a r e s s t u d e n t s f o r a n e x p l a n a t i o n o f w h y i t i s t h a t p l a n t s d _ o _ n e e d l i g h t - - t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . O n p a g e s 3 1 1 a n d 3 1 2 , t h e t e x t n e x t p r o v i d e s a p l a u s i b l e a n d i n t e l l i g i b l e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . N o t e t h a t t h e e x p l a n a t i o n g i v e s n o t o n l y a d e s c r i p t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s , i t a l s o m a k e s e x p l i c i t r e f e r e n c e t o h o w s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s r e l a t e t o t h i s c o n c e p t : . . . I t u s e s e n e r g y f r o m t h e s u n t o m i x w a t e r a n d a i r t o g e t h e r a n d m a k e a t o t a l l y n e w s u b s t a n c e o u t o f t h e m - f o o d ! T h i s f o o d i s n o t w a t e r . I t i s n o t a i r . I t i s n o t j u s t a m i x t u r e o f w a t e r a n d a i r . I t i s a n e w s u b s t a n c e . B y c a r e f u l l y p r e c e d i n g t h i s e x p l a n a t i o n w i t h e x p l a n a t i o n s t h a t c o n t r a d i c t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t f o o d , t h e t e x t m a k e s i t l i k e l y t h a t s t u d e n t s w i l l b e r e a d y t o m a k e s e n s e o f p h o t o s y n t h e s i s : I f w a t e r , s o i l , a n d s u n a r e n o t f o o d f o r p l a n t s , t h e n w h a t i s ? B y i n t e g r a t i n g i n f o r m a t i o n a b o u t t h e m i s c o n c e p t i o n s i n t o t h e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s , t h e t e x t h e l p s s t u d e n t s r e c o g n i z e t h e c o n t r a s t b e t w e e n t h e i r n a i v e n o t i o n s a n d t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h u s , t h e s e c o n d c r i t e r i o n o f P o s n e r , e t a l . ( 1 9 8 2 ) i s m e t . P a g e s 3 1 1 a n d 3 1 2 a l s o s u g g e s t t h e i n a d e q u a c y o f a n o t h e r c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n : t h e i d e a t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d ( w a t e r , s u n , a i r , e t c . ) . O n p a g e 3 1 3 s t u d e n t s a r e c h a l l e n g e d t o u s e t h e s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n o f f o o d t o e x p l a i n w h y p l a n t f o o d f r o m t h e s t o r e i s n o t f o o d f o r p l a n t s . T h u s , s t u d e n t s a r e a s k e d t o a p p l y t h e n e w d e f i n i t i o n t o a s i t u a t i o n i n w h i c h t h e y m u s t c o n t r a d i c t t h e i r o w n m i s c o n c e p t i o n s . W h a t g o e s o n i n t h e l e a f d u r i n g t h e p r o c e s s i s e x p l a i n e d i n a n a n a l o g y w i t h a p l a s t i c s f a c t o r y o n p a g e s 3 1 4 - 3 1 6 . I n p r e s e n t i n g t h e a n a l o g y , t h e t e x t e m p h a s i z e s 1 0 6 t h a t w e c a n n o t s _ e g t h i s p r o c e s s b u t m u s t i m a g i n e i t i n o u r h e a d s . I t e n c o u r a g e s s t u d e n t s t o t h i n k a b o u t t h e i n t e r n a l w o r k i n g s o f t h e p l a n t t o o v e r c o m e t h e i r d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n o f f o c u s i n g o n l y o n o b s e r v a b l e e v e n t s . T h i s a n a l o g y a l s o e m p h a s i z e s t w o p o i n t s c r i t i c a l i n o v e r c o m i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s : t h a t t h e r a w m a t e r i a l s o f t h e p r o c e s s a r e p a t B E a n d t h a t o n l y p l a n t s c a n t u r n n o n f o o d m a t e r i a l s i n t o f o o d . F i n a l l y , t h e c h a p t e r p r o v i d e s a r e v i e w o f t h e k e y c o n c e p t s ( i n c l u d i n g s t a t e m e n t s r e l a t i n g t o s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s ) o n p a g e 3 1 7 f o l l o w e d b y a s e r i e s o f a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s t h a t r e q u i r e s t u d e n t s t o a p p l y t h e n e w l y l e a r n e d s c i e n t i f i c c o n c e p t . T h e s e p a g e s m e e t t h e f i n a l c r i t e r i o n o f P o s n e r e t a l . , t h a t s t u d e n t s s h o u l d p e r c e i v e t h e n e w c o n c e p t i o n t o b e w i d e l y a p p l i c a b l e . T h i s e x p e r i m e n t a l t e x t i s q u i t e d i f f e r e n t f r o m t r a d i t i o n a l t e x t s . T r a d i t i o n a l t e x t b o o k s g e n e r a l l y p r e s e n t o n l y r e a s o n a b l e e x p l a n a t i o n s o f p h e n o m e n a f r o m a s c i e n t i s t ' s p e r s p e c t i v e . T h e y d o n o t m a k e a n y a t t e m p t t o r e l a t e t h a t e x p l a n a t i o n t o w h a t s t u d e n t s m i g h t b e t h i n k i n g a b o u t t h e t o p i c . T h u s , t r a d i t i o n a l t e x t s a t t e m p t t o m a k e s e n s e f r o m a s c i e n t i s t ' s p e r s p e c t i v e , w h i l e t h e m a i n f o c u s o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i s t o m a k e s e n s e f r o m t h e s t u d e n t s ' l i k e l y n a i v e p e r s p e c t i v e . P i l o t T e s t o f t h e E x p e r i m e n t a l T e x t i n a C l a s s r o o m T h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s u s e d i n a p i l o t s t u d y b y a t e a c h e r w h o h a d b e e n o b s e r v e d t e a c h i n g t h e S C I I S u n i t o n p h o t o s y n t h e s i s d u r i n g t w o d i f f e r e n t y e a r s a s p a r t o f t h e S m i t h a n d A n d e r s o n s t u d y . T h r o u g h h e r e a r l i e r p a r t i c i p a t i o n i n t h e s t u d y , s h e h a d b e c o m e a w a r e t h a t h e r s t u d e n t s w e r e n o t l e a r n i n g t h e g o a l c o n c e p t i o n s o f t h e u n i t . A l t h o u g h s h e w a s b e g i n n i n g t o t h i n k t h a t t h e c o n c e p t o f 1 0 7 p h o t o s y n t h e s i s w a s t o o a b s t r a c t f o r h e r f i f t h g r a d e r s t o c o m p r e h e n d , s h e a g r e e d t o g i v e i t a n o t h e r t r y w i t h " w h a t e v e r h e l p y o u c a n g i v e m e . " S h e w a s g i v e n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d T e a c h e r ' s G u i d e a n d u s e d i t i n c o n j u n c t i o n w i t h c a r r y i n g o u t t h e S C I I S e x p e r i m e n t s . S h e t a u g h t t h e i m i t t o h e r t h r e e f i f t h g r a d e s c i e n c e c l a s s e s ( n = 5 4 ) . A l l s t u d e n t s w e r e g i v e n t h e s a m e p r e t e s t a n d p o s t t e s t t h a t h a d b e e n u s e d w i t h t h i s t e a c h e r ' s s t u d e n t s d u r i n g t h e p r e v i o u s t w o y e a r s . T h u s , n o t o n l y d i d t h e t e s t p r o v i d e c r i t i c a l i n f o r m a t i o n a b o u t Y e a r 3 s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e a n d l e a r n i n g , i t a l s o p e r m i t t e d u s t o m a k e c o m p a r i s o n s b e t w e e n s t u d e n t s r e c e i v i n g i n s t r u c t i o n w i t h a n d w i t h o u t t h e s u p p l e m e n t a l t e x t . I n a d d i t i o n t o t h e p r e - a n d p o s t t e s t s , s i x t a r g e t s t u d e n t s w e r e e a c h i n t e r v i e w e d a t t h r e e s t r a t e g i c p o i n t s t h r o u g h o u t t h e u n i t . T h e s e i n t e r v i e w s w e r e d e s i g n e d t o t r a c e s t u d e n t s ' c o n c e p t u a l c h a n g e a n d t o d e t e r m i n e k e y f a c t o r s o f i n s t r u c t i o n a n d / o r t h e t e x t t h a t c o n t r i b u t e d t o a n y m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e t h a t o c c u r r e d . C l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s s e r v e d a s a n a d d i t i o n a l s o u r c e o f i n f o r m a - t i o n a b o u t c h a n g e s i n s t u d e n t t h i n k i n g . T h e s e c l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s w e r e a l s o u s e d t o a s s e s s c h a n g e s i n t e a c h e r b e h a v i o r a s a r e s u l t o f u s i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . S i n c e t h e t e a c h e r h a d b e e n o b s e r v e d t w i c e t e a c h i n g t h e u n i t w i t h o u t t h e t e x t , c o m p a r i s o n s b e t w e e n h e r p a t t e r n o f t e a c h i n g t h e f i r s t t w o y e a r s a n d h e r t e a c h i n g w i t h t h e t e x t t h e t h i r d y e a r c o u l d b e u s e d t o a s s e s s c h a n g e s i n h e r b e h a v i o r t h a t m i g h t b e a t t r i b u t e d t o t h e t e x t . I n s i g h t s a b o u t t h e e f f e c t s o f t h e t e x t o n t e a c h e r b e h a v i o r a n d t e a c h e r t h i n k i n g a l s o c a m e f r o m i n f o r m a l c o n v e r s a t i o n s w i t h t h e t e a c h e r a n d a f o r m a l i n t e r v i e w a f t e r t h e i n s t r u c t i o n a l t m i t w a s o v e r . E f f e c t s o n s t u d e n t l e a r n i p g . D u r i n g Y e a r O n e o f t h e s t u d y t h e t e a c h e r h a d a s k e d t h e s t u d e n t s i n f r u s t r a t i o n , " H o w m a n y o f y o u f e e l w e c o u l d h a v e l e a r n e d j u s t a s m u c h i n l e s s t i m e a n d d o i n g l e s s e x p e r i m e n t s ? " I n t h e t h i r d y e a r , t h e s t u d e n t s s h o w e d t h a t t h e y c o u l d l e a r n m o r e i n l e s s t i m e . A l t h o u g h t h e 1 0 8 i n s t r u c t i o n a l \ m i t w a s c u t d o w n f r o m 2 3 l e s s o n s i n Y e a r T w o t o 1 6 l e s s o n s i n Y e a r T h r e e , t h e s t u d e n t s i n Y e a r T h r e e w e r e m u c h m o r e s u c c e s s f u l i n i m d e r g o i n g m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e . F o r e x a m p l e , i n a n s w e r i n g t h e q u e s t i o n , " W h a t i s f o o d f o r p l a n t s ? " , o n l y 7 % o f t h e s t u d e n t s i n Y e a r O n e u s e d t h e g o a l c o n c e p t t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d o n l y b y m a k i n g i t ( p h o t o s y n t h e s i s ) . M o s t s t u d e n t s l i s t e d r a w m a t e r i a l s s u c h a s f e r t i l i z e r , w a t e r , s u n , e t c . O n t h e Y e a r T h r e e p o s t t e s t , 7 9 % o f t h e s t u d e n t s a n s w e r e d t h i s q u e s t i o n b y r e f e r r i n g o n l y t o p h o t o s y n t h e s i s o r t o p l a n t s ' m a k i n g o f f o o d . I n t e r e s t i n g l y , a n o t h e r 1 5 % o f t h e s t u d e n t s i n y e a r T h r e e a n s w e r e d t h e q u e s t i o n b y d e f i n i n g f o o d : F o o d i s a n y t h i n g t h a t g i v e s p l a n t s e n e r g y . T h e s t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e a p p l i c a t i o n q u e s t i o n d e s c r i b e d b e l o w o n T a b l e 3 . 2 p r o v i d e a n e x a m p l e o f Y e a r 3 s t u d e n t s ' i m p r o v e m e n t i n d e v e l o p i n g f u n c t i o n a l w a y s o f t h i n k i n g a b o u t o b s e r v e d p h e n o m e n a . T h e t a b l e c o m p a r e s p r e - a n d p o s t t e s t f r e q u e n c i e s b e t w e e n Y e a r O n e a n d Y e a r T h r e e o f t h e s t u d y . ( T h e r e s u l t s i n Y e a r T w o w e r e n e a r l y i d e n t i c a l t o t h o s e f o r Y e a r O n e a n d t h e r e f o r e a r e n o t i n c l u d e d . ) S i x t y - f i v e p e r c e n t o f t h e s t u d e n t s u s i n g t h e t e x t i n Y e a r T h r e e c o r r e c t l y p r e d i c t e d t h a t t h e s e e d s w o u l d b e g i n t o g r o w , t h e n e v e n t u a l l y d i e , c o m p a r e d w i t h o n l y 3 0 % t h e f i r s t y e a r . T h e i m p r o v e m e n t i n s t u d e n t s ' e x p l a n a t i o n s o f t h e i r p r e d i c t i o n s i s e v e n m o r e s t r i k i n g . I n p a s t y e a r s , s t u d e n t s ' e x p l a n a t i o n s o n t h e p o s t t e s t d i d n o t u s e t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t s t h a t t h e y h a d b e e n t a u g h t : a ) t h a t y o u n g p l a n t s c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n i n t h e d a r k , b u t b ) t h e y n e e d l i g h t t o m a k e t h e i r o w n f o o d w h e n t h e c o t y l e d o n s a r e u s e d u p . I n s t e a d , s t u d e n t s ' e x p l a n a t i o n s h a d b e e n b a s e d o n t h e i r o b s e r v a t i o n s d u r i n g t h e e x p e r i m e n t s : T h e p l a n t s w i l l l i v e , t h e n d i e , b e c a u s e p l a n t s c a n b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k b u t w i l l e v e n t u a l l y d i e i f t h e y d o n ' t h a v e l i g h t . D u r i n g Y e a r T h r e e t h e i d e a t h a t t h e p l a n t c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n w a s m e n t i o n e d b y 4 1 % o f t h e s t u d e n t s ; 5 2 % u s e d t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s , t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o m a k e f o o d . A n a d d i t i o n a l 1 5 % s a i d t h a t 1 0 9 p l a n t s n e e d a i r , w a t e r a n d l i g h t f o r f o o d b u t d i d n o t e x p l i c i t l y m e n t i o n p h o t o s y n - t h e s i s . T h u s , i n s t e a d o f t h i n k i n g o n l y a b o u t o b s e r v a b l e e f f e c t s ( p l a n t s n e e d l i g h t t o l i v e ) , t h e m a j o r i t y o f Y e a r T h r e e s t u d e n t s w e r e a b l e t o g i v e a f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n o f t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s u s i n g t h e g o a l c o n c e p t s o f t h e i m i t . T h e i r d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s a b o u t w h a t c o n s t i t u t e s a u s e f u l s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n w e r e b e i n g c h a n g e d . T a b l e 3 . 2 P e r c e n t a g e o f S t u d e n t s U s i n g G o a l C o n c e p t s t o D e v e l o p t h c t i o n a l E x p l a n a t i o n s o f T o m a t o S e e d P r o b l e m Q u e s t i o n : A m a n w a n t e d t o h a v e a n e a r l y g a r d e n . H e p l a n t e d s o m e t o m a t o s e e d s i n s m a l l b o x e s . H e k e p t t h e b o x e s i n a c l o s e t w h e r e i t w a s w a r m a n d d a r k . H e w a t e r e d t h e m w h e n e v e r t h e s o i l s t a r t e d t o g e t d r y . W h a t d o y o u t h i n k h a p p e n e d t o t h e s e e d s ? W h y ? P r e - t e s t P o s t - t e s t Y e a r Y e a r Y e a r Y e a r O n e T h r e e O n e T h r e e C o r r e c t p r e d i c t i o n : P l a n t s w i l l b e g i n t o g r o w b u t e v e n t u a l l y d i e i n t h e d a r k . 2 % 6 % 3 0 % 6 5 % E x p l a n a t i o n s t a t e s t h a t p l a n t s c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n . 1 % 0 % 4 % 4 1 % E x p l a n a t i o n s t a t e s t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o m a k e f o o d . 0 % 0 % 2 % 5 2 % E f f e c t s o n t e a c h e r b e h a v i o r . T h e e f f e c t s o f t h e t e x t o n t h e t e a c h e r ' s b e h a v i o r w e r e a l s o q u i t e d r a m a t i c . A f u l l c a s e s t u d y d e s c r i p t i o n o f h e r t e a c h i n g o f t h i s i m i t o v e r t h e t h r e e y e a r p e r i o d d o c u m e n t s n e w s t r a t e g i e s s h e u s e d d u r i n g Y e a r T h r e e t h a t p r o v e d t o b e e f f e c t i v e i n c h a n g i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s ( R o t h , 1 9 8 4 b ) . I n g e n e r a l , h o w e v e r , h e r t e a c h i n g d u r i n g Y e a r T h r e e c a n b e 1 1 0 c h a r a c t e r i z e d a s b e i n g m o r e c o n s i s t e n t w i t h a c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o i n s t r u c t i o n . H e r i n s t r u c t i o n a d d r e s s e d e a c h s t e p i n P o s n e r e t a l . ' s ( 1 9 8 2 ) c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n : s h e e l i c i t e d a n d c h a l l e n g e d s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s , t h o u g h t c a r e f u l l y a b o u t h o w t o p r e s e n t t h e g o a l c o n c e p t i o n s s o t h e y w o u l d a p p e a r r e a s o n a b l e t o s t u d e n t s , a n d p r o v i d e d n u m e r o u s o p p o r t i m i t i e s f o r s t u d e n t s t o a p p l y t h e i r n e w i d e a s . H e r c a r e f u l g u i d i n g o f s t u d e n t t h i n k i n g w a s t h o r o u g h l y c o n s i s t e n t w i t h a c o n c e p t u a l c h a n g e v i e w o f l e a r n i n g , a l t h o u g h t h i s w a s n o t a c h a n g e t h a t s h e e x p l i c i t l y v e r b a l i z e d a t t h e e n d o f t h e u n i t . S h e d i d r e c o g n i z e , h o w e v e r , t h a t s h e h a d m a d e s i g n i f i c a n t c h a n g e s i n h e r t e a c h i n g . T h e t e a c h e r a t t r i b u t e d t h e c h a n g e s i n h e r t e a c h i n g t o t w o f a c t o r s : a ) h e r e x p e r i e n c e s a n d f r u s t r a t i o n s w i t h t h e 1 m i t i n t h e p a s t , a n d b ) t h e t e x t a n d a c c o m p a n y i n g T e a c h e r ' s G u i d e . P a r t l y b e c a u s e s h e w a s m o r e f a m i l i a r w i t h t h e a c t i v i t i e s d u r i n g Y e a r T h r e e , s h e w a s a b l e t o a l l o t m o r e t i m e t o t h i n k i n g a b o u t c o n t e n t a n d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . T h e a c t i v i t i e s d i d n o t r e q u i r e s o m u c h o f h e r c o n c e n t r a t i o n . T h e t h i n k i n g s h e d i d d u r i n g t h i s n e w l y f r e e d - u p t i m e w a s s h a p e d b y t h e c o n t e n t a n d p h i l o s o p h y o f t h e t e x t a n d a c c o m p a n y i n g T e a c h e r ' s . G u i d e . T h e m a i n f e a t u r e o f t h e t e x t t h a t s e e m e d t o h a v e c o n t r i b u t e d t o i m p r o v e d t e a c h i n g a n d l e a r n i n g w a s t h a t t h e t e x t c o n t a i n e d a n i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y a n d p h i l o s o p h y t h a t c e n t e r e d a r o u n d a t t a c k i n g b o t h s u r f a c e l e v e l a n d d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y s t u d e n t s . I n a d d i t i o n , t h e T e a c h e r ' s G u i d e p r o v i d e d s p e c i f i c g u i d a n c e a b o u t t h e r e a s o n s q u e s t i o n s w e r e p o s e d a n d a b o u t h o w t e a c h e r s s h o u l d u s e t h e q u e s t i o n s t o d i a g n o s e a n d a d d r e s s p e r s i s t i n g m i s c o n c e p t i o n s . F i n a l l y , a t h i r d c r i t i c a l c h a n g e t h a t t h e t e x t p r e s e n t e d w a s t h e i n c l u s i o n o f m o r e a p p l i c a t i o n o p p o r t i m i t i e s s o t h a t s t u d e n t s h a d r e p e a t e d p r a c t i c e u s i n g n e w c o n c e p t s s o t h a t t h e y c o u l d s e e t h e w i d e a p p l i c a b i l i t y o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . l l l I m p l i c a t i o n s o f t h e p i l o t t e s t o f t h e t e x t i n a c l a s s r o o m . T h i s c l a s s r o o m t e s t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t s t r o n g l y s u g g e s t e d t h a t t h e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y c o n v e y e d b y t h e t e x t w a s a p o w e r f u l o n e i n t e r m s o f h e l p i n g s t u d e n t s t m d e r g o m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e . H o w e v e r , i n t h e c l a s s r o o m c o n t e x t t h e r e w e r e m a n y i n t e r e s t i n g q u e s t i o n s a b o u t t h e t e x t a n d s t u d e n t s ' u s e o f t h e t e x t t h a t c o u l d n o t b e s a t i s f a c t o r i l y a n s w e r e d . D i d t h e t e x t i t s e l f d i r e c t l y i n f l u e n c e s t u d e n t t h i n k i n g ? T h e i n t e r v i e w s w i t h t a r g e t s t u d e n t s w e r e n o t s u c c e s s f u l i n f e r r e t i n g o u t h o w t h e t e x t w a s i n fl u e n c i n g s t u d e n t t h i n k i n g a s o p p o s e d t o h o w t h e t e a c h e r w a s a f f e c t i n g s t u d e n t t h i n k i n g . D i d t h i s t e a c h e r ' s e x p e r i e n c e w i t h t h e i m i t i n t h e p a s t m a k e h e r u n i q u e i n b e i n g a b l e t o u s e t h e t e x t e f f e c t i v e l y o r w o u l d t h e t e x t i t s e l f c o n v e y i t s m e s s a g e ? F i n a l l y , h o w w o u l d t h i s t e x t c o m p a r e t o o t h e r t e x t b o o k s ? I n t h e p i l o t s t u d y , i t w a s o n l y c o m p a r e d t o a c t i v i t y - b a s e d t e x t b o o k - f r e e i n s t r u c t i o n . T h e s t u d y b e i n g r e p o r t e d h e r e i s d e s i g n e d t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . B y l o o k i n g a t s t u d e n t s ' r e a d i n g o f t e x t i n i s o l a t i o n f r o m c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n , I h a v e t r i e d t o s t u d y i n d e t a i l h o w t h e t e x t i n f l u e n c e s s t u d e n t t h i n k i n g . T h e d e s i g n o f t h e s t u d y a l s o p e r m i t s a c o m p a r i s o n w i t h t w o t r a d i t i o n a l t e x t b o o k s . S u m m a r y T h i s c h a p t e r h a s d e s c r i b e d c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y f i f t h g r a d e s t u d e n t s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s w e r e i d e n t i f i e d i n a n e a r l i e r s t u d y w h i c h i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f a c t i v i t y - b a s e d i n s t r u c t i o n o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . K n o w l e d g e a b o u t c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d a b o u t s t u d e n t s ' f a i l - u r e s t o c h a n g e t h o s e m i s c o n c e p t i o n s a s a r e s u l t o f 6 - 8 w e e k s o f S C I I S a c t i v i t y - b a s e d i n s t r u c t i o n w e r e u s e d i n d e s i g n i n g a n e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e c h a p t e r d e s c r i b e d t h e f e a t u r e s o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , e m p h a s i z i n g h o w t h e t e x t f o l l o w e d P o s n e r e t a l . ' s m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n . A p i l o t t e s t o f 1 1 2 t h e t e x t i n o n e t e a c h e r ' s s c i e n c e c l a s s e s w a s u s e d t o s h o w w h y f u r t h e r i n v e s t i g a - t i o n o f t h e t e x t a p p e a r e d p r o m i s i n g a n d t o j u s t i f y t h e m o r e l i m i t e d l e a r n e r - t e x t f o c u s o f t h e p r e s e n t s t u d y . C H A P T E R F O U R M E T H O D S O v e r v i e w T h e s t u d y i s d e s i g n e d t o c o m p a r e t h e e f f e c t s o f t h r e e d i f f e r e n t t e x t s o n m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s ' t h i n k i n g a b o u t t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s . T h e e x p e r i m e n t a l t e x t d e s c r i b e d i n C h a p t e r T h r e e w a s w r i t t e n t o a d d r e s s a n d c h a l l e n g e c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s o n t h i s t o p i c . I t i s c o m p a r e d t o t w o t r a d i t i o n a l t e x t b o o k c h a p t e r s c o v e r i n g t h e s a m e c o n t e n t . T h e s t u d y f o c u s e s o n s t u d e n t p r o c e s s i n g o f s u s t a i n e d p a s s a g e s o f s t u d e n t t e x t , e a c h a b o u t 2 0 p a g e s , o r 3 4 0 0 w o r d s , i n l e n g t h . T h e s t u d y d i d n o t i n c l u d e a n y t e a c h e r i n s t r u c t i o n . T h i s p e r m i t t e d c o m p a r i s o n s b e t w e e n s t u d e n t p r o c e s s i n g o f t h e n e w t e x t t o s t u d e n t p r o c e s s i n g o f t r a d i t i o n a l t e x t s w i t h o u t t h e c o n f o u n d i n g v a r i a b l e s o f t h e c l a s s r o o m . T o s t u d y t h e a b i l i t y o f t h e t e x t t o i n d u c e s i g n i f i c a n t c o n c e p t u a l c h a n g e s i n s t u d e n t s a n d t o m a i n t a i n s o m e c o n t e x t v a l i d i t y , e a c h s t u d e n t r e a d o n e c o m p l e t e t e x t c h a p t e r o v e r t h r e e d a y s . I n t h i s w a y , s t u d e n t s w e r e a b l e t o r e a d o n e t e x t o v e r a p e r i o d o f t i m e s i m i l a r t o w h a t w o u l d b e t y p i c a l i n c l a s s r o o m s i t u a t i o n s . E a c h d a y t h e s t u d e n t r e a d a s e c t i o n o f t h e t e x t f o l l o w e d b y a r e c a l l - i n t e r v i e w s e s s i o n w i t h t h e r e s e a r c h e r . P r e t e s t s w e r e g i v e n t w o w e e k s p r i o r t o t h e s t u d y t o a s s e s s p r i o r k n o w l e d g e , a n d i d e n t i c a l p o s t t e s t s w e r e g i v e n t h e d a y a f t e r t h e l a s t r e a d i n g s e s s i o n . T h e r e s e a r c h d e s i g n i s s u m m a r i z e d i n T a b l e 4 . 1 . T h i s c h a p t e r b e g i n s w i t h a d e s c r i p t i o n o f h o w t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t b o o k s u s e d i n t h e s t u d y w e r e s e l e c t e d a n d h o w t h e y c o m p a r e w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e d e s c r i p t i o n f i r s t f o c u s e s o n t h r e e f e a t u r e s t h a t w e r e u s e d t o s e l e c t t h e t w o 1 1 3 1 1 4 c o m m e r c i a l t e x t b o o k s . T h e n t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f t h e t w o t e x t s i s d e s c r i b e d , h i g h l i g h t i n g s i m i l a r i t i e s a n d d i f f e r e n c e s w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e r e m a i n d e r o f t h e c h a p t e r d e s c r i b e s t h e d e t a i l s o f t h e r e s e a r c h p r o c e d u r e s f o r d a t a c o l l e c t i o n a n d d a t a a n a l y s i s . T h e d i s c u s s i o n o f t h e d a t a c o l l e c t i o n p r o c e d u r e s h i g h l i g h t s t h e m e s h i n g o f r e s e a r c h p r o c e d u r e s t y p i c a l l y u s e d b y r e a d i n g r e s e a r c h e r s w i t h t h o s e u s e d b y r e s e a r c h e r s i n v e s t i g a t i n g s c i e n c e l e a r n i n g . T a b l e 4 . 1 S u m m a r y o f t h e R e s e a r c h D e s i g n T E X T D A Y 1 D A Y 2 D A Y 3 D A Y 4 M o d e r n S c i e n c e R e a d P a r t 1 , R e a d P a r t 2 , R e a d P a r t 3 , P o s t t e s t ( 6 s t u d e n t s ) P r e t e s t I n t e r v i e w I n t e r v i e w I n t e r v i e w C o n c e p t s i n S c i e n c e P r e t e s t R e a d P a r t 1 , R e a d P a r t 2 , R e a d P a r t 3 , P o s t t e s t ( 6 s t u d e n t s ) I n t e r v i e w I n t e r v i e w I n t e r v i e w E x p e r i m e n t a l T e x t P r e t e s t R e a d P a r t 1 , R e a d P a r t 2 , R e a d P a r t 3 , P o s t t e s t ( 7 s t u d e n t s ) I n t e r v i e w I n t e r v i e w I n t e r v i e w M a t e r i a l s E x p e r i m e n t a l T e x t R e v i s i o n a n d A n a l y s i s R e v i s i o n . T h e d e v e l o p m e n t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t u s e d i n t h i s s t u d y w a s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . 1 0 2 ) . S i n c e t h e t e x t w a s o r i g i n a l l y w r i t t e n t o b e u s e d i n c o n j u n c t i o n w i t h e x p e r i m e n t s p e r f o r m e d b y t h e s t u d e n t s i n c l a s s , a f e w m i n o r r e v i s i o n s o f t h e t e x t w e r e n e c e s s a r y t o m a k e i t r e a d a b l e i n i s o l a t i o n o f a n y c l a s s r o o m a c t i v i t i e s o r i n s t r u c t i o n . T h e c h a n g e s m a i n l y i n v o l v e d i n c l u d i n g m o r e c o m p l e t e d e s c r i p t i o n s o f t h e e x p e r i m e n t s a n d t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . B e f o r e s e l e c t i n g t w o c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t s , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s a n a l y z e d f o r p r o p o s i t i o n a l c o n t e n t a n d c o n c e p t u a l o r g a n i z a t i o n , r e a d a b i l i t y , a n d w o r d l e n g t h . 1 1 5 S e l e c t i o n o f T w o C o m m e r c i a l l y A v a i l a b l e T e x t s A n u m b e r o f c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e s c i e n c e t e x t s w e r e s u b m i t t e d t o t h e s a m e t h r e e a n a l y s e s a s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h i s i n f o r m a t i o n w a s u s e d t o s e l e c t t w o c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t s t h a t m a t c h e d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a s c l o s e l y a s p o s s i b l e i n t e r m s o f c o n t e n t c o v e r a g e a n d e m p h a s i s , r e a d a b i l i t y l e v e l , a n d l e n g t h . T h e t w o t e x t s s e l e c t e d w e r e C o n c e p t s i n S c i e n c e , B r o w n ( B r a n d w e i n e t a l . , 1 9 8 0 ) a n d M o d e r n S c i e n c e L L e v e l S i x ( S m i t h , B l e c h a , a n d P l e s s , 1 9 7 4 ) . A c o m p a r i s o n o f t h e t h r e e t e x t s i n t e r m s o f c o n t e n t , r e a d a b i l i t y a n d l e n g t h f o l l o w s . T h e c o m p l e t e t e x t s a r e i n c l u d e d i n A p p e n d i c e s B a n d C . C o m p a r i s o n s o f C o n t e n t y R e a d a b i l i t y , a n d L e n g t h o f t h e T h r e e T e x t s E g p e r i m e n t a l t e x t . A c o n t e n t a n a l y s i s o f t h e t e x t w a s d o n e t o i d e n t i f y t h e n u m b e r a n d k i n d s o f m a i n c o n c e p t s p r e s e n t e d . T h i r t y d i f f e r e n t c o n c e p t i o n s w e r e i d e n t i f i e d a s l e a r n i n g g o a l s , a n d t h e s e g o a l c o n c e p t i o n s f e l l i n t o t h e f o l l o w i n g m a j o r c a t e g o r i e s : - P l a n t s m a k e f o o d i n t e r n a l l y u s i n g l i g h t , a i r , a n d w a t e r . T h i s p r o c e s s i s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . - P l a n t s m u s t h a v e l i g h t t o s t a r t t h i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s . - P l a n t s g e t f o o d g n _ l _ y b y m a k i n g i t . - E x c e s s f o o d m a d e b y a p l a n t i s s t o r e d i n t h e s e e d t o p r o v i d e f o o d f o r t h e e m b r y o . - F o o d s u p p l i e s e n e r g y f o r l i f e p r o c e s s e s i n b o t h p l a n t s a n d a n i m a l s . I n a d d i t i o n , 1 4 d i f f e r e n t m i s c o n c e p t i o n s w e r e a d d r e s s e d , a n d t h e s e f e l l i n t o t h e f o l l o w i n g g e n e r a l c a t e g o r i e s : - S e e d s c a n n o t b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k ; p l a n t s a l w a E n e e d l i g h t . - P l a n t s n e e d l i g h t t o l i v e , g r o w ( n o n f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n ) . - P 1 a n t s t a k e i n f o o d f r o m t h e o u t s i d e e n v i r o n m e n t . - P l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d . - F o o d i s w h a t e v e r p l a n t s n e e d t o l i v e , g r o w ( n o n f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n ) . 1 1 6 W h i l e t h e c o n c e p t u a l a n a l y s i s o f t h e t e x t p r o v i d e d a g e n e r a l o v e r v i e w o f t h e c o n t e n t c o v e r a g e ( s e e T a b l e 4 . 2 ) , a m o r e d e t a i l e d a n a l y s i s o f t h e c o n t e n t w a s d o n e t o d e f i n e t h e r e l a t i v e e m p h a s i s g i v e n t o d i f f e r e n t c o n c e p t i o n s a n d t o d e f i n e t h e p a t t e r n o f e m p h a s i s t h a t s t u d e n t s w o u l d e n c o u n t e r o v e r t h e t h r e e d a y s o f r e a d i n g . I n t h i s a n a l y s i s , e a c h i d e a i m i t ( o r p r o p o s i t i o n ) d e s c r i b e d i n t h e t e x t w a s c o m t e d e a c h t i m e i t w a s p r e s e n t e d . A p r o p o s i t i o n w a s d e f i n e d a s a n i d e a t h a t c o u l d n o t b e d i v i d e d i n t o t w o s u b - i d e a s . T h u s , i t i s a m u c h s m a l l e r u n i t t h a n t h e c o n c e p t i o n s d e f i n e d a b o v e . E a c h t i m e a p r o p o s i t i o n w a s r e p e a t e d i n t h e t e x t , i t w a s c o u n t e d a s a n e w p r o p o s i t i o n . F o r t h i s a n a l y s i s t h e t e x t w a s d i v i d e d i n t o t h r e e s e c t i o n s , e a c h s e c t i o n r e p r e s e n t i n g o n e d a y ' s r e a d i n g . T h i s a n a l y s i s p r o d u c e d d a t a c o n c e r n i n g t h e t o t a l n u m b e r o f i d e a u n i t s f o r e a c h d a y ' s r e a d i n g , t h e n u m b e r o f i d e a i m i t s a d d r e s s i n g t h e d e f i n e d g o a l c o n c e p t s e a c h d a y , a n d t h e n u m b e r o f i d e a i m i t s a d d r e s s i n g m i s c o n c e p t i o n s e a c h d a y . R e a d a b i l i t y . A l t h o u g h t e x t r e a d a b i l i t y s c o r e s h a v e b e e n s h o w n n o t t o b e a c c u r a t e a s s e s s m e n t s o f w h e t h e r s t u d e n t s w i l l h a v e d i f f i c u l t y u n d e r s t a n d i n g a t e x t ( A r m b r u s t e r a n d A n d e r s o n , 1 9 8 1 ; A n d e r s o n , A r m b r u s t e r , a n d K a n t o r , 1 9 8 0 ; L a n t a f f , 1 9 7 8 ; K i n t s c h , 1 9 7 5 ) , t h r e e r e a d a b i l i t y f o r m u l a e w e r e u s e d a s a m e a s u r e o f v o c a b u l a r y l e v e l a n d s e n t e n c e c o m p l e x i t y . U s i n g t h e S M O G ( M c L a u g h l i n , 1 9 6 9 ) , F r y ( 1 9 7 7 ) , a n d R a y g o r ( 1 9 7 7 ) s c h e m e s , r e a d a b i l i t y s c o r e s r e p r e s e n t i n g a p p r o p r i a t e g r a d e l e v e l s f o r t h e t e x t w e r e 9 , 5 , a n d 6 , r e s p e c t i v e l y . L g n t h . T h e t e x t c o n t a i n s a p p r o x i m a t e l y 3 1 0 0 w o r d s a n d i s 2 6 p a g e s l o n g . C o n c e p t s i n S c i e n c e . A s c a n b e s e e n f r o m T a b l e 4 . 2 , c o n t e n t a n a l y s i s o f t h i s c o m m e r i c a l t e x t r e v e a l e d a c l o s e m a t c h w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o n a l l t h e g o a l c o n c e p t i o n s e x c e p t f o r t h e c o n c e p t t h a t e x c e s s f o o d f r o m p h o t o s y n t h e s i s i s s t o r e d i n s e e d s f o r u s e b y g e r m i n a t i n g p l a n t s . T h i s p a r t i c u l a r c o n c e p t w a s n o t a d d r e s s e d i n t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t . N u m b e r o f C o n c e p t i o n s P r e s e n t e d i n E a c h T e x t C o n c e r n i n g 1 1 7 T a b l e 4 . 2 E a c h G o a l C o n c e p t G o a l C o n c e p t i o n s I d e n t i - f i e d i n E x p e r i m e n t a l T e x t E x p e r i m e n t a l T e x t C o n c e p t s i n S c i e n c e M o d e r n S c i e n c e P l a n t s m a k e f o o d i n t e r - - n a l l y u s i n g l i g h t , a i r a n d w a t e r ( p r o c e s s o f p h o t o - s y n t h e s i s ) P l a n t s n e e d l i g h t t o m a k e f o o d P l a n t s g e t f o o d o n l y b y m a k i n g i t - - S e e d s c o n t a i n s t o r e d f o o d m a d e b y m a t u r e p l a n t F o o d i s n e e d e d f o r e n e r g y f o r l i f e p r o c e s s e s 2 0 3 1 1 0 2 2 T o t a l G o a l C o n c e p t s C o v e r e d 3 0 4 1 2 7 O t h e r G o a l C o n c e p t s : I m p o r t a n c e o f p h o t o s y n - t h e s i s i n e c o l o g i c a l s e n s e P l a n t s t r u c t u r e / f u n c t i o n r e l a t i o n s h i p s i n p h o t o s y n - t h e s i s 1 0 2 0 4 2 1 1 8 A s w a s d o n e f o r t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , p r o p o s i t i o n a l a n a l y s e s w e r e u s e d t o f u r t h e r d e t a i l t h e c o n t e n t e m p h a s i s a n d t o s h o w w h i c h c o n c e p t s w e r e e m p h a s i z e d o n e a c h o f t h e t h r e e d a y ' s r e a d i n g s . T h i s a n a l y s i s c o n f i r m e d t h e c l o s e m a t c h i n c o n t e n t c o v e r a g e a n d e m p h a s i s o f t h e p h o t o s y n t h e s i s g o a l c o n c e p t i o n s w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t h a d r e a d a b i l i t y s c o r e s a t t h e e i g h t h g r a d e l e v e l ( S M O G ) , f i f t h g r a d e ( F r y ) a n d f i f t h g r a d e ( R a y g o r ) ( s e e T a b l e 4 . 3 ) . I n a d d i t i o n t o r e a d a b i l i t y l e v e l s c o m p a r a b l e ( a c t u a l l y e v e n l o w e r ) t h a n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t a l s o u s e d a n i n f o r m a l l a n g u a g e t h a t i s s i m i l a r t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . F o r e x a m p l e , t h e t e x t d e s c r i b e d a n e x p e r i m e n t d o n e b y a g i r l n a m e d J o a n , i t a d d r e s s e d t h e s t u d e n t s p e r s o n a l l y ( " y o u m a y b e s u r p r i s e d " ) . I t u s e d t e c h n i c a l v o c a b u l a r y s p a r i n g l y . T h e t e x t c h a p t e r i s a p p r o x i m a t e l y 3 9 0 0 w o r d s l o n g . T a b l e 4 . 3 R e a d a b i l i t y S c o r e s a n d W o r d L e n g t h o f t h e T h r e e T e x t s R e a d a b i l i t y S c o r e s W o r d L e n g t h S M O G F R Y R A Y G O R E x p e r i m e n t a l T e x t 9 5 6 3 1 0 0 C o n c e p t s i n S c i e n c e 8 5 5 3 9 0 0 M o d e r n S c i e n c e 9 6 5 3 4 0 0 M o d e r n S c i e n c e . O n c o n t e n t c o v e r a g e a n d e m p h a s i s , t h i s t e x t m a t c h e s u p t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t t e x t v e r y c l o s e l y . I t c o v e r s a l l t h e m a j o r g o a l c o n c e p t s c o v e r e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n c l u d i n g t h e c o n c e p t s a b o u t f o o d b e i n g s t o r e d i n s e e d s ( s e e T a b l e 4 . 2 ) . I n a d d i t i o n t o s h o w i n g a c l o s e m a t c h t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t b a s e d o n o v e r a l l c o n c e p t c o v e r a g e , t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t m a t c h e s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t h e m o r e d e t a i l e d p r o p o s i t i o n a l a n a l y s i s . T h i s a n a l y s i s 1 1 9 s h o w e d a s i m i l a r n u m b e r o f p r o p o s i t i o n s b e i n g u s e d t o d e v e l o p s u p p o r t f o r e a c h o f t h e g o a l c o n c e p t s a n d a s i m i l a r p a t t e r n o f e m p h a s i s o v e r t h e t h r e e d a y p e r i o d . T h e r e a d a b i l i t y s c o r e s f o r t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t w e r e n i n t h g r a d e ( S M O G ) , s i x t h g r a d e ( F r y ) , a n d f i f t h g r a d e ( R a y g o r ) . A l t h o u g h t h e r e a d a b i l i t i e s a r e n e a r l y i d e n t i c a l t o t h e o t h e r t e x t s ( s e e T a b l e 4 . 3 ) , t h i s t e x t h a s a m o r e f o r m a l t o n e t h a n t h e o t h e r t w o a n d a l s o i n t r o d u c e s m o r e t e c h n i c a l t e r m s t h a n t h e o t h e r t w o . T e x t l e n g t h i s a p p r o x i m a t e l y 3 4 0 0 w o r d s . C o m p a r i s o n s o f O t h e r F e a t u r e s o f t h e T h r e e T e x t s T h e t e x t s e l e c t e d f o r c o m p a r i s o n w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e p i c k e d b e c a u s e o f t h e i r s i m i l a r i t i e s i n c o n t e n t , r e a d i a b i l i t y , a n d l e n g t h . H o w e v e r , t h e r e a r e o t h e r t e x t f e a t u r e s t h a t w e r e e v a l u a t e d , a n d t h e t h r e e t e x t s d i d n o t a l w a y s m a t c h u p o n t h e s e f e a t u r e s . F o r e x a m p l e , e a c h o f t h e t e x t s h a d a d i f f e r e n t w a y o f o r g a n i z i n g c o n t e n t . I n t h i s s e c t i o n a d e s c r i p t i o n o f t h e t w o c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t s w i l l s h o w t h e d i f f e r e n c e s i n t h i s a s p e c t . S i n c e t h e o r g a n i z a t i o n o f t h e c o n t e n t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . 1 0 2 ) , i t w i l l n o t b e r e p e a t e d h e r e . C o n c g p t s i n S c i e n c e . T h e c o n t e n t a n a l y s i s o f C o n c g t s i n S c i e n c e r e v e a l e d s o m e d i f f e r e n c e s i n t h e c o n c e p t u a l o r g a n i z a t i o n f r o m t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . I n p a r t i c u l a r , t h e r e i s m o r e e m p h a s i s o n t h e e c o l o g i c a l i m p l i c a t i o n s o f p h o t o s y n t h e - s i s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e . T h e f o l l o w i n g s u m m a r y o f t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f C o n c e p t s i n S c i e n c e a l s o r e v e a l s a n e m p h a s i s o n o x y g e n p r o d u c t i o n i n a d d i t i o n t o f o o d p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s . T h e t e x t b e g i n s b y a s k i n g , " W h a t i s t h e m a i n r e s o u r c e f o r l i f e o n e a r t h ? I s i t t h e s u n o r t h e g r e e n s u b s t a n c e i n p l a n t c e l l s ? " T h e t e x t l e a v e s t h e q u e s t i o n s u n a n s w e r e d a n d p r o c e e d s w i t h a d e s c r i p t i o n o f a n e x p e r i m e n t d o n e b y a g i r l n a m e d J o a n . S h e w a n t e d t o e x p l a i n w h y b u b b l e s w e r e g i v e n o f f b y a q u a r i u m 1 2 0 p l a n t s . H e r e x p e r i m e n t s s h o w t h a t t h e b u b b l e s a r e o x y g e n a n d t h a t t h e y a r e o n l y g i v e n o f f i n t h e l i g h t . T h i s i s f o l l o w e d b y a d e s c r i p t i o n o f h o w p l a n t s m a k e b o t h o x y g e n a n d f o o d i n p h o t o s y n t h e s i s . T h e s e c o n d d a y ' s r e a d i n g b e g i n s w i t h a r e v i e w o f t h e i d e a o f p h o t o s y n t h e s i s a n d t h e n d i s c u s s e s t h e r a w m t e r i a l s u s e d b y p l a n t s t o m a k e f o o d . T h e t e x t d i s c u s s e s h o w c a r b o n , h y d r o g e n a n d o x y g e n a t o m s ( f r o m c a r b o n d i o x i d e a n d w a t e r ) g e t t o t h e l e a v e s a n d r e a c t t o f o r m s u g a r . A s i m p l e w o r d e q u a t i o n s u m m a r i z e s t h i s . T h e r e i s a d i s c u s s i o n o f t h e i m p o r t a n c e o f t h e p l a n t s i n p r o v i d i n g f o o d e n e r g y f o r a l l a n i m a l s . T h i s l e a d s t o a d i s c u s s i o n o f w h e t h e r p l a n t s d e p e n d o n a n i m a l s a n d h o w p l a n t s a n d a n i m a l s b e n e f i t e a c h o t h e r i n t h e e x c h a n g e o f o x y g e n a n d c a r b o n d i o x i d e . T h e w o r d " e c o s y s t e m " i s i n t r o d u c e d . T h e f i n a l d a y ' s r e a d i n g b e g i n s b y t a l k i n g a b o u t f o o d c h a i n s i n e c o s y s t e m s , e m p h a s i z i n g t h a t a l l f o o d s a r e u l t i m a t e l y t r a c e a b l e t o g r e e n p l a n t s . T h i s s e c t i o n e n d s w i t h a 2 - p a g e r e v i e w o f " T h e M a i n C o n c e p t " . A s i m p l e w o r d e q u a t i o n a l o n g w i t h n a r r a t i v e t e x t i s u s e d t o r e v i e w t h e g o a l c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h e c h a p t e r e n d s b y c o m i n g b a c k t o t h e q u e s t i o n o f E a r t h ' s m a i n r e s o u r c e : " T h e c a p t u r e o f t h e s u n ' s e n e r g y b y g r e e n p l a n t s i s b a s i c t o t h e g r o w t h o f a l l l i v i n g t h i n g s . " R e d u n d a n c y i s a k e y f e a t u r e o f t h e C o n c g p t s i n S c i e n c e t e x t . M a i n i d e a s a r e r e p e a t e d i n e a c h d a y ' s r e a d i n g , i n f r e q u e n t " L o o k B a c k " m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s t h a t f o c u s o n t h e s e c o n c e p t s , a n d i n " L o o k A h e a d " p a r a g r a p h s t h a t a g a i n r e v i e w c o n c e p t s . P a g e s 3 3 3 - 3 3 5 i n t h e t e x t ( s e e A p p e n d i x B ) p r o v i d e a g o o d e x a m p l e o f t h i s r e d u n d a n c y . A t t h e t o p o f p a g e 3 3 3 , t h e c o n c e p t t h a t p l a n t s m a k e f o o d i s i n t r o d u c e d i n p a r a g r a p h t w o . T h e n e x t t h r e e p a r a g r a p h s a r e t i t l e d " T h e F o o d M a k e r " a n d e x p l a i n t h e i d e a i n m o r e d e t a i l : P a r a g r a p h 1 : " S c i e n t i s t s ' . . . e x p e r i m e n t s s h o w t h a t g r e e n p l a n t s m a k e f o o d a f t e r l i g h t r e a c h e s t h e m . T h i s p r o c e s s o f m a k i n g f o o d i s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . " 1 2 1 P a r a g r a p h 2 : " T h e l e a v e s o f g r a p e p l a n t s m a k e t h i s s u g a r ( g l u c o s e ) d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s . G r e e n p l a n t s m a k e o t h e r f o o d s , s u c h a s s t a r c h , t o o . G l u c o s e , h o w e v e r , i s t h e m a i n f o o d t h e y p r o d u c e . " P a r a g r a p h 3 : " A l l l i v i n g t h i n g s d e p e n d o n t h e f o o d a n d o x y g e n g r e e n p l a n t s s u p p l y . " A t t h e b o t t o m o f p a g e 3 3 3 , t h e t e x t s a y s , " L e t ' s s u m u p t h e s e i m p o r t a n t f a c t s " a n d i n c l u d e s i n t h e l i s t t h a t i n p h o t o s y n t h e s i s g r e e n p l a n t s m a k e s u g a r a n d o t h e r f o o d s . O n p a g e 3 3 4 a r e t w o m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s a b o u t t h i s f o o d - m a k i n g : 2 . A g r e e n p l a n t m a k e s f o o d b y t h e p r o c e s s o f a . c h l o r o p h y l l b . p h o t o s y n t h e s i s 5 . T h e s t a t e m e n t t h a t f i t s t h e m a i n c o n c e p t o f t h i s s e c t i o n i s a . G r e e n p l a n t s c a p t u r e t h e e n e r g y o f s u n l i g h t t o p r o d u c e o x y g e n a n d m a k e f o o d . b . A l l p l a n t s c a r r y o n p h o t o s y n t h e s i s . P a g e 3 3 5 t h e n h a s a " L o o k A h e a d " p a r a g r a p h t h a t s t a t e s : " G r e e n p l a n t s c a n m a k e o x y g e n . T h e y c a n m a k e f o o d . T o d o t h i s t h e y m u s t t a k e i n c a r b o n d i o x i d e a n d w a t e r . " T h u s , t h e t e x t c o n t i n u a l l y c o m e s b a c k t o k e y p o i n t s . A n o t h e r f e a t u r e o f t h i s t e x t i s t h e f r e q u e n t i n s e r t i o n o f q u e s t i o n s i n t o t h e t e x t a n d a t t h e e n d o f e a c h s e c t i o n o f r e a d i n g . T h i s i s a l s o a f e a t u r e o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , a l t h o u g h t h e r e a r e i m p o r t a n t d i f f e r e n c e s i n t h e t y p e s o f q u e s t i o n s a s k e d . A s c a n b e s e e n f r o m t h e e x a m p l e s i n t h e l a s t p a r a g r a p h , t h e q u e s t i o n s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e a r e m o s t f r e q u e n t l y m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s t h a t a r e c l o s e l y t e x t b a s e d . T h e q u e s t i o n s i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , o n t h e o t h e r h a n d , g e n e r a l l y r e q u i r e s h o r t w r i t t e n a n s w e r s a n d a r e d e s i g n e d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o m a k e p r e d i c t i o n s a n d e x p l a n a t i o n s a b o u t e x p e r i m e n t s a n d t o a p p l y t e x t i n f o r m a t i o n t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . T h e u s e o f d e s c r i p t i o n s o f s t u d e n t e x p e r i m e n t s i s a n o t h e r f e a t u r e o f t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t t h a t c l o s e l y m a t c h e s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . B o t h t e x t s 1 2 2 u s e e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e t o b u i l d u p t o s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s a b o u t p h o t o s y n - t h e s i s . T h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t w a s v i e w e d a s b e i n g a g o o d c o m p a r i s o n w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t b e c a u s e o f i t s s i m i l a r c o n t e n t e m p h a s i s , l o w r e a d a b i l i t y s c o r e s , i n f o r m a l l a n g u a g e , r e p e t i t i o u s c h a r a c t e r , u s e o f f r e q u e n t r e v i e w q u e s - t i o n s , a n d u s e o f e x p e r i m e n t s t o d e r i v e c o n c e p t s . S o m e v a r i a t i o n s i n c o n t e n t e m p h a s i s a n d o r g a n i z a t i o n a r e a c k n o w l e d g e d , b u t o v e r a l l t h e t e x t a p p e a r e d t o b e c l e a r l y w r i t t e n , " c o n s i d e r a t e " t e x t ( A n d e r s o n , A r m b r u s t e r , a n d K a n t o r , 1 9 8 0 ) t h a t s t u d e n t s s h o u l d b e a b l e t o i m d e r s t a n d . M o d e r n S c i e n c e . W h i l e t h i s t e x t m a t c h e s t h e o t h e r s c l o s e l y i n m a n y w a y s , i t i s a l s o d i f f e r e n t f r o m t h e o t h e r s i n i t s c o n t e n t o r g a n i z a t i o n . I n t h i s t e x t , c o n t e n t i s o r g a n i z e d a r o u n d a s t r u c t u r e / f u n c t i o n f r a m e w o r k r a t h e r t h a n a r o u n d d e s c r i p t i o n s o f e x p e r i m e n t s . T h u s , t h e r e i s m o r e e m p h a s i s o n t h e r o l e o f e a c h p l a n t s t r u c t u r e i n t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s . I n t h i s r e g a r d , t h e r e i s m o r e d i s c u s s i o n a b o u t w h a t h a p p e n s t o t h e f o o d o n c e i t i s m a d e . A d e s c r i p t i o n o f t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f t h e t e x t w i l l i l l u s t r a t e h o w t h e s t r u c t u r e / f u n c t i o n t h e m e i s u s e d t o p r e s e n t t h e g o a l c o n c e p t s a b o u t p h o t o s y n t h e - s i s . T h e t e x t b e g i n s b y s t a t i n g t h a t t h e t h r e e m a i n p a r t s o f f l o w e r i n g p l a n t s - - l e a v e s , s t e m s , a n d r o o t s - - a l l w o r k t o g e t h e r . T h i s i s f o l l o w e d b y a d e s c r i p t i o n o f h o w a i r a n d w a t e r c a n m o v e f r o m a i r s p a c e s i n t h e s o i l i n t o t h e r o o t s . T h e f u n c t i o n s o f r o o t s a r e d e s c r i b e d , e m p h a s i z i n g t h a t t h e m a t e r i a l s t h e y t a k e i n a r e g o _ t _ M a n d t h a t r o o t s c a n n o t m a k e f o o d . R o o t s , i t i s e x p l a i n e d , g e t t h e i r f o o d f r o m l e a v e s w h i c h c a n m a k e f o o d u s i n g e n e r g y f r o m t h e s u n . N e x t s t e m s a r e d i s c u s s e d , e m p h a s i z i n g a ) t h e i r r o l e i n h o l d i n g u p l e a v e s s o t h e y c a n g e t a i m t o m a k e f o o d , a n d b ) t h e i r r o l e i n t r a n s p o r t i n g r a w m a t e r i a l s a n d m a n u f a c - t u r e d f o o d . T h i s s e c t i o n e n d s w i t h a p a r a g r a p h a b o u t t h e i n t e r d e p e n d e n c e o f p l a n t p a r t s . 1 2 3 O n D a y 2 , s t u d e n t s r e a d a b o u t , " W h a t p a r t s w o r k t o g e t h e r t o p r o d u c e f o o d ? " T h e o p e n i n g p a r a g r a p h s i n c l u d e a r e f e r e n c e t o t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t m a t e r i a l s t a k e n i n f r o m t h e s o i l a r e n o t f o o d a n d a d e s c r i p t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . T h i s i s f o l l o w e d b y a r e l a t i v e l y d e t a i l e d d i s c u s s i o n o f t h e c e l l s t r u c t u r e o f l e a v e s , e m p h a s i z i n g t h e r o l e s o f t h e c h l o r o p l a s t a n d t h e s t o m a t a i n p h o t o s y n t h e s i s . H o w w a t e r a n d c a r b o n d i o x i d e g e t t o t h e c h l o r o p l a s t i s d e s c r i b e d , e n d i n g w i t h a n o t h e r d e s c r i p t i o n o f h o w f o o d i s m a d e . T h i s t i m e t h e t e x t t a l k s a b o u t s u g a r s a s a p r o d u c t o f p h o t o s y n t h e s i s a n d t h e f a c t t h a t p l a n t s c a n s t o r e e n e r g y . T h e l a s t s e c t i o n f o c u s e s o n s e e d s a n d h o w g e r m i n a t i n g s e e d s c o n t a i n f o o d s t o r e d b y t h e p a r e n t p l a n t . T h e p a r t s o f t h e s e e d a r e d e s c r i b e d a s w e l l a s t h e s t a g e s o f g e r m i n a t i o n . O n c e t h e s e e d r e a c h e s s u n l i g h t , t h e t e x t e x p l a i n s , i t c a n b e g i n t o m a k e i t s o w n f o o d a n d t h e w h o l e l i f e c y c l e s t a r t s a g a i n . S e v e n q u e s t i o n s r e v i e w i n g t h e w h o l e t e x t a r e t h e n a s k e d . I n a d d i t i o n t o t h e s t r u c t u r e / f u n c t i o n o r g a n i z a t i o n , a s e c o n d d i f f e r e n c e b e t w e e n t h i s t e x t a n d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i s t h e k i n d s o f q u e s t i o n s s t u d e n t s a r e a s k e d t o a n s w e r . T h e q u e s t i o n s a r e l e s s n u m e r o u s a n d l e s s f r e q u e n t t h a n i n e i t h e r o f t h e o t h e r t e x t s . L i k e t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , a l l q u e s t i o n s r e q u i r e s t u d e n t s t o p r o d u c e w r i t t e n r e s p o n s e s r a t h e r t h a n t o j u s t r e c o g n i z e c o r r e c t a n s w e r s i n a m u l t i p l e c h o i c e f o r m a t . U n l i k e t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , h o w e v e r , t h e r e a r e b o t h a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s a n d r e c a l l q u e s t i o n s t h a t c a n b e a n s w e r e d s a t i s f a c t o r i l y b y c o p y i n g f r o m t h e b o o k . ‘ A f e a t u r e o f t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t t h a t m a k e s i t a n i n t e r e s t i n g o n e t o u s e i n c o m p a r i s o n w i t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i s i t s e x p l i c i t c o n t r a d i c t i o n o f t h r e e m i s c o n c e p t i o n s . A l t h o u g h n o t a m a j o r f o c u s o f t h i s t e x t , t h e s e m i s c o n c e p t i o n s a r e e x p l i c i t l y r e f u t e d i n t w o d i f f e r e n t p l a c e s i n t h e t e x t . F o r e x a m p l e , t h e f o l l o w i n g p a r a g r a p h p r e c e d e s t h e i n t r o d u c t i o n o f t h e n o t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s : 1 2 4 F l o w e r i n g p l a n t s , a s y o u k n o w , t a k e i n w a t e r a n d c a r b o n d i o x i d e f r o m t h e a i r . B u t t h e s e m a t e r i a l s a r e n o t f o o d . N o a n i m a l , f o r e x a m p l e , c a n g e t e n e r g y f r o m t h e m o r u s e t h e m t o m a k e t h e p r o t o - p l a s m o f i t s b o d y . T h u s , t h e t e x t e x p l i c i t l y d e n i e s a c o m m o n b e l i e f h e l d b y s t u d e n t s t h a t f o o d f o r p l a n t s i s a n y t h i n g p l a n t s n e e d , i n c l u d i n g w a t e r a n d c a r b o n d i o x i d e . H o w e v e r , t h e m i s c o n c e p t i o n i s n o t h i g h l i g h t e d i n t h e t e x t a s i s d o n e i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . I t w a s d e c i d e d i t w o u l d b e i n t e r e s t i n g t o s e e w h a t e f f e c t s s u c h b r i e f r e f e r e n c e s t o s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s w o u l d h a v e o n s t u d e n t s ' t h i n k i n g . T a b l e 4 . 4 N u m b e r o f M i s c o n c e p t i o n s E x p l i c i t l y A d d r e s s e d i n E a c h T e x t M o d e r n S c i e n c e E x p e r i m e n t a l T e x t C o n c e p t s i n S c i e n c e 3 1 4 0 I n s u m , w h i l e t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a r m m d a s t r u c t u r e / f i m c t i o n t h e m e i n M o d e r n S c i e n c e i s c l e a r l y d i f f e r e n t f r o m t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , t h e c o n c e p t u a l p o i n t s b e i n g e m p h a s i z e d a r e t h e s a m e . I t w a s f e l t t h a t t h e d i f f e r e n c e s i n a p p r o a c h t o t h o s e g o a l s w o u l d m a k e f o r a n i n t e r e s t i n g c o m p a r i s o n o f s t u d e n t p r o c e s s i n g , s i n c e t h e s t r u c t u r e / f i m c t i o n o r g a n i z a t i o n i s c o m m o n l y u s e d i n s c i e n c e t e x t b o o k s . I n a d d i t i o n , t h e e x p l i c i t r e f e r e n c e s t o s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s m a d e t h i s t e x t a n i n t e r e s t i n g o n e t o c o m p a r e t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . P r i n t n g a n d B i n d i fl o f T e x t s A l l t h r e e t e x t s w e r e t y p e d i n i d e n t i c a l f o r m a t s . L i n e s w e r e i n s e r t e d w h e r e v e r t h e t e x t p o s e d q u e s t i o n s s o t h a t s t u d e n t s c o u l d w r i t e t h e i r a n s w e r s d i r e c t l y i n t h e t e x t . D i a g r a m s a n d p h o t o g r a p h s c o n t a i n e d i n t h e o r i g i n a l t e x t s w e r e p h o t o c o p i e d a n d i n c l u d e d i n t h e t y p e d v e r s i o n o f t h e t e x t s . T h e t y p e d t e x t s 1 2 5 w e r e p h o t o c o p i e d , a n d e a c h t e x t w a s h e a t s e a l e d i n t o i d e n t i c a l c o v e r s h e e t s . A l l t e x t s w e r e t i t l e d " F o o d f o r P l a n t s " . P o a t i o n N i n e t e e n s e v e n t h a n d e i g h t h g r a d e s t u d e n t s v o l u n t e e r e d t o p a r t i c i p a t e i n t h e s t u d y . A l l w e r e m e m b e r s o f a b i l i n g u a l " t e a m " i n a m i d d l e s c h o o l s i t u a t i o n w h e r e 3 - 4 f a c u l t y m e m b e r s s h a r e t e a c h i n g r e s p o n s i b i l i t i e s f o r a 6 0 - 7 0 s t u d e n t m e m b e r t e a m . T h e b i l i n g u a l t e a m w a s b i l i n g u a l o n l y i n t h e s e n s e t h a t s t u d e n t s t o o k S p a n i s h a n d h a d S p a n i s h i n f u s e d i n t o a l l t h e i r s t u d i e s . T h i s f e a t u r e o f t h e t e a m , h o w e v e r , d i d i n f l u e n c e t h e m a k e - u p o f c l a s s m e m b e r s . I n c o n t r a s t w i t h t h e o v e r w h e l m i n g l y C a u c a s i a n m i d d l e t o u p p e r m i d d l e c l a s s , p r o f e s s i o n a l f a m i l y b a c k g r o u n d s o f m o s t s t u d e n t s a t t h i s s u b u r b a n s c h o o l l o c a t e d n e a r t h e u n i v e r s i t y , t h e b i l i n g u a l t e a m m e m b e r s r e f l e c t e d a w i d e r s p r e a d o f b a c k g r o u n d s a n d a b i l i t i e s . A s a r e s u l t , t h e s t u d e n t s i n t h e s t u d y h a d r e a d i n g l e v e l s r a n g i n g f r o m 3 . 4 t o p o s t - H i g h S c h o o l , a n d t h e r e w e r e f o u r b l a c k s i n t h e s a m p l e a s w e l l a s f i v e s t u d e n t s o f H i s p a n i c b a c k g r o u n d . A l l s t u d e n t s w e r e n a t i v e E n g l i s h s p e a k e r s . T h e r e w e r e 7 b o y s a n d 1 2 g i r l s i n t h e s a m p l e . A l l s t u d e n t s w e r e g i v e n a p r e t e s t ( d e s c r i b e d i n m o r e d e t a i l o n p . 1 2 7 - 1 2 8 ) t o a s c e r t a i n t h a t n o o n e a l r e a d y h e l d t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s o f p h o t o s y n t h e s i s . A l t h o u g h a f e w s t u d e n t s h a d s o m e v a g u e k n o w l e d g e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s , a l l h a d i m p o r t a n t m i s c o n c e p t i o n s a n d , t h e r e f o r e , w e r e i n c l u d e d i n t h e s t u d y . T h e s t u d e n t s w e r e d i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p s u s i n g a s t r a t i f i e d r a n d o m s a m p l i n g p r o c e d u r e b a s e d o n t h e i r g r a d e l e v e l e q u i v a l e n t s c o r e s o n t h e M e t r o p o l i - t a n A c h i e v e m e n t T e s t . T h u s , e a c h g r o u p o f s i x h a d a p p r o x i m a t e l y t w o - t h i r d s o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g a t o r b e l o w g r a d e l e v e l a n d o n e - t h i r d r e a d i n g a b o v e g r a d e l e v e l . E a c h g r o u p w a s r a n d o m l y a s s i g n e d t o r e a d o n e o f t h e t h r e e t e x t s . T h e 1 2 6 p s e u d o n y m s o f t h e s t u d e n t s , t h e i r r e a d i n g a c h i e v e m e n t t e s t s c o r e s , g r a d e l e v e l , a n d g r o u p p l a c e m e n t a r e s h o w n o n T a b l e 4 . 5 . T a b l e 4 . 5 S t u d e n t D a t a G r a d e L e v e l N a m e S e x G r a d e E q u i v a l e n t T e x t M . A . T . L i n d a F 7 4 . 5 M o d e r n S c i e n c e T r a c e y F 8 5 . 6 " D a n n y M 8 7 . 1 " S a l l y F 8 8 . 4 " S u s a n F 7 1 2 . 6 " K e v i n M 8 1 2 . 6 " D a r y l M 7 3 . 4 E x p e r i m e n t a l T e x t E v a l i n a F 7 5 . 6 " A l l i s o n F 7 7 . 6 " D o u g * M 8 8 . 1 " V e r a F 8 8 . 6 " J a m e s M 7 1 1 . 3 " S h e i l a F 7 P H S " J i l l F 8 4 . 0 C o n c e p t s i n S c i e n c e M a r i a F 7 4 . 0 " M y r a F 8 6 . 0 " P h i l M 7 6 . 0 " D e b o r a h F 7 1 0 " P a r k e r M 8 P H S " I " D o u g ' s p r e - a n d p o s t t e s t d a t a w e r e n o t u s e d i n q u a n t i t a t i v e c o m p a r i s o n s o f s t u d e n t l e a r n i n g . S i n c e a n o d d n u m b e r o f s t u d e n t s v o l u n t e e r e d t o p a r t i c i p a t e , t h e l a s t p e r s o n t o v o l u n t e e r ( D o u g ) w a s a s s i g n e d t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t s i n c e t h e t e a c h e r w a s m o s t i n t e r e s t e d i n h a v i n g s t u d e n t s r e a d t h i s t e x t . T h i s s t u d e n t ' s t e s t r e s u l t s a r e n o t i n c l u d e d i n t h e 3 - w a y p o s t t e s t c o m p a r i s o n s o f t e x t s . H i s r e s u l t s a r e i n c l u d e d i n t h e q u a l i t a t i v e a n a l y s i s , h o w e v e r . 1 2 7 D a t a C o l l e c t i o n P r o c e d u r e s T h e d i f f i c u l t y o f d o c u m e n t i n g t h e i n v i s i b l e c o g n i t i v e p r o c e s s e s o f s t u d e n t s h a s b e e n a m a j o r r e a s o n w h y c u r r i c u l u m r e s e a r c h e r s a n d d e v e I O p e r s h a v e h a d t o p r o c e e d w i t h o n l y " b e s t - g u e s s " e f f o r t s a t p r o d u c i n g t e x t b o o k s t h a t w i l l h e l p c h i l d r e n l e a r n . H o w c a n w e t e l l w h a t s t u d e n t s a r e t h i n k i n g a s t h e y r e a d t e x t ? R e c e n t r e s e a r c h o n t e a c h i n g a n d l e a r n i n g h a s e m p l o y e d r e s e a r c h t e c h n i q u e s t h a t s h o w m u c h p r o m i s e f o r r e v e a l i n g s t u d e n t s ' t h i n k i n g a n d l e a r n i n g f r o m t e x t . F o u r o f t h e s e t e c h n i q u e s w e r e i n c o r p o r a t e d i n t o t h e r e s e a r c h d e s i g n o f t h i s s t u d y . T h e f o u r r e s e a r c h p r o c e d u r e s a r e r e c a l l o f t e x t p a s s a g e s , c l i n i c a l i n t e r v i e w s , s t i m u - l a t e d r e c a l l , a n d d e s c r i p t i v e t e s t a n a l y s i s . T h i s s e c t i o n w i l l d e s c r i b e h o w t h e s e r e s e a r c h t e c h n i q u e s w e r e m o d i f i e d a n d u s e d i n t h i s s t u d y t o o b t a i n i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t s ' t h i n k i n g . D e s c r i p t i v e T e s t A n a l y s e s O n e o f t h e r e c e n t l y d e v e l o p e d r e s e a r c h t e c h n i q u e s u s e d i n t h i s s t u d y t h a t i m p r o v e s u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t t h o u g h t s t r u c t u r e s i s a r e f i n e m e n t o f p r e - p o s t t e s t i n g . R a t h e r t h a n s i m p l y p r o d u c i n g a s u m m a t i v e s c o r e r e f l e c t i n g t h e n u m b e r o f c o r r e c t a n s w e r s f o r e a c h s t u d e n t , a n a l y s i s o f t e s t d a t a h a s b e e n m o d i f i e d t o p r o d u c e d e s c r i p t i o n s o f e a c h s t u d e n t ' s b e l i e f o r n o n - b e l i e f i n d i f f e r e n t c o n c e p - t i o n s . S u c h a n a p p r o a c h h a s b e e n u s e d b y A n d e r s o n a n d S m i t h ( 1 9 8 3 a ) a n d b y R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n ( 1 9 8 3 ) . T h e y w r o t e c o m p u t e r p r o g r a m s t o u s e i n f o r m a t i o n f r o m d i f f e r e n t t e s t i t e m s ( i n c l u d i n g o p e n r e s p o n s e a n d o b j e c t i v e q u e s t i o n s ) c o v e r i n g t h e s a m e c o n c e p t s t o d e v e l o p a s c o r e t h a t r e f l e c t e d h o w s t r o n g l y a s t u d e n t b e l i e v e d i n a p a r t i c u l a r c o n c e p t . S u c h " c o n c e p t i o n s c o r e s " w e r e d e v e l o p e d f o r b o t h t h e g o a l c o n c e p t s o f t h e i m i t a s w e l l a s f o r c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s h e l d b y s t u d e n t s . 1 2 8 I n t h i s s t u d y a s i m i l a r a n a l y s i s o f t e s t d a t a i s u s e d . T h e r e f o r e , a t e s t w a s n e e d e d t h a t e l i c i t e d i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a s w e l l a s i n f o r m a t i o n a b o u t t h e g o a l c o n c e p t s i n t h e t e x t s . I n a d d i t i o n , t h e t e s t n e e d e d t o c o n t a i n m u l t i p l e i t e m s e x p l o r i n g t h e s a m e c o n c e p t . T h e t e s t t h a t h a d b e e n u s e d i n t h e c l a s s r o o m p i l o t t e s t w a s r e v i s e d f o r u s e a s b o t h a p r e - t e s t a n d a p o s t t e s t i n t h i s s t u d y . T h e c o m p l e t e t e s t i s i n c l u d e d i n A p p e n d i x D . T h e t e s t w a s d e s i g n e d t o d i a g n o s e s t u d e n t s ' b e l i e f s a n d w a y s o f t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s a n d p h o t o s y n t h e s i s . T e s t i t e m s w e r e d e s i g n e d t o r e v e a l s t u d e n t s t h i n k i n g a b o u t e a c h o f t h e m a j o r g o a l c o n c e p t i o n s d e r i v e d f r o m t h e c o n t e n t a n a l y s i s o f t h e t h r e e t e x t s a n d a b o u t a l t e r n a t i v e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s d e f i n e d i n e a r l i e r s t u d i e s ( s e e p . 9 9 ) . B e c a u s e t h e t w o t r a d i t i o n a l t e x t s s e l e c t e d f o r t h e s t u d y a d d r e s s e d a d d i t i o n a l c o n c e p t s t h a n t h o s e i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , n e w t e s t i t e m s w e r e d e s i g n e d t o a d d r e s s t h e s e i s s u e s . T h u s , i t e m s w e r e d e s i g n e d ( s o m e w e r e t a k e n d i r e c t l y f r o m s a m p l e i m i t t e s t s i n t h e T e a c h e r ' s G u i d e s t o t h e t e x t s ) t h a t a s s e s s e d s t u d e n t k n o w l e d g e a b o u t t h e i m p o r t a n c e o f p h o t o s y n t h e s i s i n t h e e c o s y s t e m ( q u e s t i o n n o . 1 6 ) , a b o u t t h e p r o d u c t i o n o f o x y g e n d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s ( q u e s t i o n n o . V 1 ) , a n d a b o u t s t r u c t u r e / f u n c t i o n r e l a t i o n s h i p s i n p h o t o s y n t h e s i s ( q u e s t i o n s n o . 1 5 , 1 1 8 , V 2 a n d V 4 ) . T h e t e s t c o n t a i n e d i t e m s i n a v a r i e t y o f f o r m a t s - - t r u e / f a l s e , m u l t i p l e c h o i c e , c h e c k l i s t s , a n d o p e n r e s p o n s e q u e s t i o n s r e q u i r i n g s t u d e n t s t o w r i t e o u t a n s w e r s . S o m e t e s t i t e m s t o o k a f o r m c o m m o n l y u s e d i n c l i n i c a l i n t e r v i e w s : s t u d e n t s w e r e a s k e d t o m a k e a c h o i c e o r p r e d i c t i o n , t h e n t o e x p l a i n o r j u s t i f y t h e i r c h o i c e . S e v e r a l t e s t i t e m s w e r e d e s i g n e d t o a d d r e s s e a c h m a j o r c o n c e p t a n d m i s c o n c e p t i o n , s o t h a t t h e r e w e r e m u l t i p l e s o u r c e s o f e v i d e n c e f r o m w h i c h t o m a k e i n f e r e n c e s a b o u t s t u d e n t b e l i e f s . T h e o n l y g o a l c o n c e p t t h a t w a s n o t 1 2 9 a d d r e s s e d b y m u l t i p l e q u e s t i o n s w a s t h e n o t i o n t h a t f o o d i s o n l y t h o s e s u b s t a n c e s t h a t s u p p l y e n e r g y . D e s i g n o f t h e I n t e r v i e w P r o t o c o l P u r p o s e o f t h e i n t e r v i e w . h t e r v i e w p r o t o c o l s w e r e d e s i g n e d t o t r a c e w h a t s t u d e n t s w e r e t h i n k i n g a s t h e y r e a d e i t h e r t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o r o n e o f t h e t r a d i t i o n a l t e x t s . T h e i n t e r v i e w s w e r e a l s o d e s i g n e d t o r e v e a l w h a t c h a r a c t e r - i s t i c s o f t h e t e x t s a n d o f s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e w e r e c a u s i n g s t u d e n t s t o c o m p r e h e n d o r m i s c o m p r e h e n d t h e t e x t . T o a c h i e v e t h i s g o a l t h e i n t e r v i e w s e l i c i t e d f o u r t y p e s o f i n f o r m a t i o n : 1 ) H o w d o e s t h e s t u d e n t p r o c e s s t h e i d e a s p r e s e n t e d i n t h e t e x t ? , 2 ) W h a t b e l i e f s ( g o a l c o n c e p t i o n s a n d m i s c o n c e p t i o n s ) d o e s t h e s t u d e n t h a v e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s ? , 3 ) H o w a r e t h e s t u d e n t s ' i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s c h a n g i n g a s t h e t e x t i s r e a d , a n d 4 ) H o w d o e s t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e s t u d e n t s ' p r i o r b e l i e f s a n d t h e c o n t e n t o f t h e t e x t i n f l u e n c e s t u d e n t s ' b e l i e f s ? T h u s , t h e p u r p o s e o f t h e i n t e r v i e w s w a s t o i m d e r s t a n d h o w s t u d e n t s ' t h i n k i n g a b o u t t h e s u b j e c t m a t t e r w a s i n f l u e n c e d b y r e a d i n g t h e t e x t a n d h o w s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s i n f l u e n c e d t h e i r r e a d i n g o f t e x t . T o a d d r e s s t h e s e q u e s t i o n s a n d o b j e c t i v e s , a n i n t e r v i e w p r o t o c o l w a s d e s i g n e d t h a t c o m b i n e d q u e s t i o n i n g s t r a t e g i e s t y p i c a l l y u s e d b y r e a d i n g r e s e a r - c h e r s i n v e s t i g a t i n g r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n w i t h s t r a t e g i e s u s e d b y r e s e a r c h e r s s t u d y i n g s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s o f s c i e n c e t o p i c s . T h e t h r e e i n t e r v i e w s w e r e d e s i g n e d t o h a v e s o m e q u e s t i o n s t h a t r e m a i n e d c o n s t a n t f o r e a c h d a y ' s i n t e r v i e w a n d s o m e q u e s t i o n s t h a t w e r e a s k e d d u r i n g o n l y o n e o r t w o s e s s i o n s . T h e r e w e r e t h r e e b a s i c p a r t s t o e a c h i n t e r v i e w , w i t h e a c h p a r t r e p r e s e n t i n g a d i f f e r e n t a p p r o a c h t o e x p l o r i n g s t u d e n t t h i n k i n g . E a c h p a r t o f t h e i n t e r v i e w w i l l b e d e s c r i b e d n e x t . T h e d e s c r i p t i o n w i l l i n c l u d e b o t h a r e v i e w o f h o w t h e r e s e a r c h p r o c e d u r e h a s b e e n u s e d i n t h e p a s t a n d a d e s c r i p t i o n o f h o w i t w a s 1 3 0 m o d i f i e d f o r u s e i n t h i s i n t e r v i e w . T h e c o m p l e t e s e t o f i n t e r v i e w p r o t o c o l s i s i n c l u d e d i n A p p e n d i x E . 1 ) R e c a l l o f t e x t p a s s a g e _ s . A s w a s m e n t i o n e d i n C h a p t e r T w o , m a n y r e s e a r c h e r s i n v e s t i g a t i n g r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n h a v e h a d s u b j e c t s r e c a l l e v e r y - t h i n g t h e y c a n r e m e m b e r a f t e r r e a d i n g a t e x t p a s s a g e . I n a n a l y z i n g r e c a l l p r o t o c o l s , r e s e a r c h e r s h a v e u s e d t o t a l n u m b e r o f i d e a s r e c a l l e d , o r d e r o f r e c a l l , e r r o r s i n r e c a l l , t y p e o f c o r r e c t l y r e c a l l e d i t e m s , o m i s s i o n s , e t c . , t o d e v e l o p i n f e r e n c e s a b o u t t h e r e a d i n g p r o c e s s a n d r e a d e r ' s m e m o r y r e p r e s e n t a t i o n s o f t e x t ( R . C . A n d e r s o n e t a l . , 1 9 7 8 ; F r e d e r i k s o n , 1 9 7 5 ; W a l k e r a n d M e y e r , 1 9 8 0 ) . T h e r e a r e s e v e r a l d r a w b a c k s i n t h e u s e o f r e c a l l s , h o w e v e r . F i r s t , t h e y h a v e g e n e r a l l y b e e n u s e d i m m e d i a t e l y a f t e r t h e r e a d i n g o f s h o r t p a s s a g e s a n d t h u s t e n d t o e l i c i t t h i n k i n g t h a t f o c u s e s o n r o t e m e m o r y o f e x p l i c i t t e x t r a t h e r t h a n o n t e x t m e a n i n g . T h u s , t h e p a s s a g e s c a n b e r e m e m b e r e d b y a d d i t i o n l e a r n i n g o r b y i n t e g r a t i o n l e a r n i n g . T h e l e n g t h a n d c o n t e n t o f t h e p a s s a g e s a n d t h e s h o r t t i m e a l l o t t e d f o r t h e r e a d i n g d o n o t p e r m i t m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g t o o c c u r . I n t h i s s t u d y , r e c a l l w a s u s e d a f t e r t h e r e a d i n g o f l o n g e r p a s s a g e s , a n d a s h o r t t i m e d e l a y w a s i n s e r t e d b e t w e e n r e a d i n g a n d r e c a l l . I n a d d i t i o n , e a c h s t u d e n t w a s a s k e d t o r e c a l l t h r e e t e x t p a s s a g e s t h a t w e r e c o n c e p t u a l l y c o n n e c t e d t o e a c h o t h e r . T h i s p e r m i t t e d a s t u d y o f p a t t e r n s o f r e c a l l o v e r t i m e a n d o v e r d i f f e r e n t t e x t c o n t e n t . A s e c o n d d r a w b a c k t o r e c a l l t a s k s i s t h a t t h e r e c a l l s a r e o f t e n u s e d a s t h e $ 1 . 1 1 s o u r c e o f i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t l e a r n i n g . S i n c e t h i s t e c h n i q u e g e n e r a l l y e l i c i t s o n l y a s m a l l f r a c t i o n o f i n f o r m a t i o n s t u d e n t s a r e l i k e l y t o h a v e a c t u a l l y r e m e m b e r e d ( T h o r n d y k e a n d Y e k o v i c h , 1 9 7 9 ; M e y e r , 1 9 7 7 ) , i t d o e s n o t e v e n g i v e a c o m p l e t e m e m o r y r e p r e s e n t a t i o n . M o r e s e r i o u s l y , i t d i s c o u r a g e s s t u d e n t s f r o m m a k i n g l i n k s w i t h t h e i r p r i o r k n o w l e d g e b y f o c u s i n g t h e m o n e x p l i c i t r e c a l l o f t e x t . T h u s , i t g i v e s u s v e r y l i t t l e i d e a a b o u t h o w s t u d e n t s a r e m a k i n g s e n s e o f 1 3 1 r e c a l l e d i t e m s . F o r t h i s r e a s o n , r e c a l l s a r e u s e d a s o n l y o n e s o u r c e o f i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t l e a r n i n g i n t h i s s t u d y . T h e s t u d e n t s ' r e c a l l s w i l l b e s t u d i e d i n c o n j i m c t i o n w i t h t h e o t h e r t w o p a r t s o f t h e i n t e r v i e w a n d w i t h p r e - a n d p o s t t e s t r e s u l t s . A t h i r d d r a w b a c k i n m o s t s t u d i e s u s i n g t h e r e c a l l t e c h n i q u e i s t h a t t h e r e s e a r c h e r s g e t l i t t l e o r n o i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e . I n t h i s s t u d y , p r e t e s t s w e r e u s e d t o d e v e l o p a d e t a i l e d i m d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e . H o w s p e c i f i c f e a t u r e s o f p r i o r k n o w l e d g e a f f e c t r e c a l l c o u l d t h u s b e s t u d i e d . I n t h i s s t u d y , t h e i n t e r v i e w b e g a n w i t h a r e c a l l t a s k . T h e i n t e r v i e w e r a s k e d t h e s t u d e n t s t o r e c a l l w h a t e v e r t h e y c o u l d r e m e m b e r h a v i n g r e a d a b o u t i n t h e t e x t t h a t d a y . T h e i n i t i a l q u e s t i o n w a s f o l l o w e d b y a s e r i e s o f c u e q u e s t i o n s , s u c h a s " C a n y o u t e l l m e a n y m o r e d e t a i l s ? " , t o s t i m u l a t e m o r e c o m p l e t e r e c a l l s . A f t e r t h e r e c a l l , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o g i v e o n e o r t w o m a i n i d e a s t a t e m e n t s a b o u t t h e t e x t . 2 ) C l i n i c a l i n t e r v i e w s . T h e r e c a l l a n d m a i n i d e a t a s k s w e r e f o l l o w e d b y a s e r i e s o f q u e s t i o n s d e s i g n e d t o e x p l o r e h o w s t u d e n t s ' r e a l - w o r l d t h i n k i n g w a s b e i n g i n f l u e n c e d b y t h e t e x t . T h e i n t e r v i e w e r i n t r o d u c e d t h i s s e r i e s o f q u e s t i o n s b y s a y i n g : N o w I ' m g o i n g t o a s k y o u s o m e t h i n g s t h a t y o u m i g h t n o t h a v e r e a d a b o u t i n t h e b o o k . W h a t y o u r e a d m a y b e h e l p f u l i n a n s w e r i n g t h e s e q u e s t i o n s o r i t m a y n o t b e h e l p f u l . I w a n t y o u t o u s e a n y t h i n g y o u k n o w a b o u t p l a n t s ( f r o m t h i s b o o k o r f r o m y o u r o w n e x p e r i e n c e ) t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . T h u s , w h i l e t h e f i r s t p a r t o f t h e i n t e r v i e w w a s v e r y t e x t - b a s e d , i n t h i s s e c t i o n o f t h e i n t e r v i e w s t u d e n t s w e r e e n c o u r g e d t o u s e b o t h t e x t k n o w l e d g e a n d p e r s o n a l , e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e . T h e s e q u e s t i o n s a n d i n t e r v i e w e r p r o b e s f o l l o w e d a t y p i c a l c l i n i c a l i n t e r v i e w f o r m a t . 1 3 2 T h e c l i n i c a l i n t e r v i e w i s a r e s e a r c h t o o l t h a t h a s b e e n u s e d w i t h g r e a t s u c c e s s i n u n c o v e r i n g s t u d e n t s ' t h i n k i n g . U s e d e x t e n s i v e l y b y P i a g e t ( 1 9 2 9 ) i n h i s s t u d i e s o f h u m a n c o g n i t i v e d e v e l o p m e n t , t h e c l i n i c a l i n t e r v i e w p r o v i d e s a m e t h o d f o r i n v e s t i g a t i n g t h e n a t u r e a n d e x t e n t o f a p e r s o n ' s k n o w l e d g e . I n t e r v i e w i n g t e c h n i q u e s t h a t e x p o s e c h i l d r e n ' s t h o u g h t s o t h a t a p i c t u r e o f t h e i r c o g n i t i v e p r o c e s s i n g c a n b e c a p t u r e d h a v e b e e n d e f i n e d . T h i s i n t e r v i e w i n g t e c h n i q u e h a s b e e n u s e d p r o d u c t i v e l y b y m a n y r e s e a r c h e r s i n v e s t i g a t i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t s c i e n c e c o n c e p t s ( P i n e s , N o v a k , P o s n e r , a n d V a n K i r k , 1 9 7 8 ; N u s s b a u m a n d N o v a k , 1 9 7 6 ; E r i c k s o n , 1 9 7 9 ; N o v i c k a n d N u s s b a u m , 1 9 8 1 ; P o s n e r a n d G e r t z o g , 1 9 7 9 ) . T h e c l i n i c a l i n t e r v i e w h a s t h e f o l l o w i n g f e a t u r e s : ( 1 ) t h e p r e s e n t a t i o n o f m a t e r i a l s a n d / o r p r o b l e m s t h a t a r e u s e d b y t h e r e s e a r c h e r t o e l i c i t s t u d e n t r e s p o n s e s r e l a t e d t o t h e c o n c e p t s o f i n t e r e s t , ( 2 ) t h e i n t e r v i e w e r a s k i n g s t u d e n t s t o g i v e p r e d i c t i o n s , d e s c r i p t i o n s a n d e x p l a n a t i o n s r e l e v a n t t o t h e m a t e r i a l s a n d p r o b l e m s , a n d ( 3 ) t h e i n t e r v i e w e r p r o b i n g s t u d e n t r e s p o n s e s f o r c l a r i f i c a t i o n a n d e l a b o r a t i o n ( F i n l e y , 1 9 8 1 ; P i n e s e t a l . , 1 9 7 8 ) . I n t h e c l i n i c a l i n t e r v i e w p o r t i o n o f t h i s s t u d y , s t u d e n t s w e r e a s k e d a s e r i e s o f q u e s t i o n s a b o u t a p l a n t t h a t t h e i n t e r v i e w e r p l a c e d o n t h e t a b l e . F o r e x a m p l e , t h e s t u d e n t w a s s h o w n t h e p l a n t a n d a s k e d t o e x p l a i n h o w t h a t p l a n t g e t s i t s f o o d . A f t e r t h e s t u d e n t a n s w e r e d , t h e i n t e r v i e w e r p r o b e d f o r c l a r i f i c a t i o n a n d e l a b o r a - t i o n t o g e t a f u l l p i c t u r e o f t h e s t u d e n t ' s c o g n i t i v e s t r u c t u r e . O t h e r q u e s t i o n s h a d s t u d e n t s m a k i n g p r e d i c t i o n s a n d g i v i n g e x p l a n a t i o n s a b o u t w h a t m i g h t h a p p e n t o t h e p l a n t w h e n i t i s p l a c e d i n d i f f e r e n t c o n d i t i o n s . O n e q u e s t i o n , f o r e x a m p l e , a s k e d s t u d e n t s t o p r e d i c t w h a t w o u l d h a p p e n t o t h e p l a n t i f a b o x w a s p l a c e d o v e r i t i n s u c h a w a y t h a t o n l y o n e l e a f c o u l d r e c e i v e l i g h t . T h e i n t e r v i e w e r p r o b e d s t u d e n t s ' e x p l a n a t i o n s o f t h e i r p r e d i c t i o n s . 1 3 3 3 ) S t i m u l a t e d r e c a l l . T h e l a s t s e c t i o n o f t h e i n t e r v i e w f o c u s e d o n u n d e r s t a n d i n g h o w s t u d e n t s u s e d t h e t e x t s . A v a r i e t y o f q u e s t i o n s w e r e d e s i g n e d t o s t i m u l a t e s t u d e n t s ' r e c a l l o f w h a t s t r a t e g i e s t h e y u s e d w h i l e r e a d i n g t h e t e x t . I n a v a r i e t y o f r e s e a r c h i n v e s t i g a t i o n s o f t e a c h i n g a n d l e a r n i n g , t h e s t i m u l a t e d r e c a l l t e c h n i q u e h a s b e e n u s e d t o t r a c e t h e s u b j e c t ' s t h i n k i n g p r o c e s s e s . I n t h i s p r o c e d u r e , s u b j e c t s a r e g e n e r a l l y v i d e o t a p e d a s t h e y p e r f o r m s o m e a c t i v i t y . L a t e r , t h e t a p e i s p l a y e d b a c k t o t h e s u b j e c t , w h o d e s c r i b e s w h a t h e / s h e w a s t h i n k i n g a t d i f f e r e n t p o i n t s d u r i n g t h e t a p i n g . T h i s t e c h n i q u e h a s b e e n u s e d s u c c e s s f u l l y t o s t u d y t e a c h e r p l a n n i n g b e h a v i o r ( C l a r k a n d Y i n g e r , 1 9 7 7 ; S m i t h a n d S e n d e l b a c h , 1 9 8 2 ) , a s w e l l a s t o s t u d y s t u d e n t t h i n k i n g d u r i n g c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n ( P e t e r s o n a n d S w i n g , 1 9 8 2 ; W i n n e a n d M a r x , 1 9 8 2 ) . F o r t h i s s t u d y , i t w a s d e c i d e d t h a t v i d e o t a p i n g i n t e r v i e w s a n d p l a y i n g t h e m b a c k f o r r e c a l l w o u l d b e t o o c o n s u m i n g , s i n c e s t u d e n t s w e r e p a r t i c i p a t i n g i n t h r e e i n t e r v i e w s . h i a d d i t i o n , i t s e e m e d d o u b t f u l t h a t m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s w o u l d b e f a c i l e a t r e m e m b e r i n g w h a t t h e y w e r e t h i n k i n g a b o u t a s t h e y r e a d p a r t i c u l a r p a r t s o f t h e t e x t o r t h a t a v i d e o t a p e w o u l d m a k e t h a t t a s k a n y e a s i e r f o r s t u d e n t s . T h e r e f o r e , t h e t e c h n i q u e w a s m o d i f i e d s i g n i f i c a n t l y . I n t h i s s t u d y , q u e s t i o n s d e s i g n e d t o s t i m u l a t e s t u d e n t s ' r e c a l l o f h o w t h e y u s e d t h e t e x t w e r e a s k e d a t t h e e n d o f e a c h i n t e r v i e w . D u r i n g t h i s p a r t o f t h e i n t e r v i e w s t u d e n t s w e r e a s k e d w h a t t h e y l e a r n e d t o d a y f r o m t h e t e x t t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g t o t h e m . T h e t e x t w a s t h e n o p e n e d , a n d s t u d e n t s p o i n t e d o u t p l a c e s t h e y w e r e c o n f u s e d o r d i d n o t u n d e r s t a n d s o m e t h i n g . T h u s , t h e y w e r e a l l o w e d t o l o o k a t t h e t e x t t o h e l p s t i m u l a t e t h e i r r e c a l l . S o m e t i m e s t h e r e s e a r c h e r a n d s t u d e n t w e n t b a c k o v e r s e l e c t e d t e x t p a s s a g e s t o t r y t o s t i m u l a t e s t u d e n t s ' r e c a l l o f h o w t h e y m a d e s e n s e o f t h a t p a r t i c u l a r s e c t i o n . O n D a y 2 , f o r e x a m p l e , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o r e r e a d a c r i t i c a l p a r a g r a p h t h a t e x p l a i n e d p h o t o s y n t h e s i s . Q u e s t i o n s e x p l o r e d h o w s t u d e n t s m a d e s e n s e o f t h a t p a r a g r a p h , a n d h o w t h e y w o u l d 1 3 4 e x p l a i n i t t o a f r i e n d . T h e i n t e r v i e w s e n d e d b y g o i n g b a c k t o t h e q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t a n d a s k i n g s t u d e n t s h o w t h e y h a d a r r i v e d a t t h e i r a n s w e r s t o t h e m . T h e p u r p o s e o f t h i s w a s t o s t i m u l a t e s t u d e n t s ' m e m o r y o f h o w t h e y u s e d t e x t / p r i o r k n o w l e d g e t o a n s w e r t h e q u e s t i o n s a n d w h a t s t r a t e g i e s t h e y u s e d t o a n s w e r t h e m ( s u c h a s r e r e a d i n g t e x t , c o p y i n g t e x t , e t c . ) . A d m i n i s t e r i g t h e I n t e r v i e w s P i l o t t e s t s o f t h e i n t e r v i e w . T h i r t e e n p i l o t i n t e r v i e w s w e r e c o n d u c t e d t o a s s e s s h o w w e l l t h e q u e s t i o n s w o u l d e l i c i t t h e k i n d s o f i n f o r m a t i o n d e s i r e d a n d t o c h e c k h o w m u c h t i m e t h e i n t e r v i e w s r e q u i r e d . T h e s a m e s t u d e n t s a l s o p i l o t e d t h e p r e t e s t . R e v i s i o n s t o t h e i n t e r v i e w p r o t o c o l a s a r e s u l t o f t h e s e p i l o t s w e r e m i n o r . F o r t h e m o s t p a r t t h e s t u d e n t s s e e m e d a b l e t o a n s w e r t h e q u e s t i o n s i n w a y s t h a t r e v e a l e d t h e i r t h i n k i n g . 2 0 - 3 0 m i n u t e s w e r e f o u n d t o b e n e c e s s a r y f o r c o n d u c t i n g t h e i n t e r v i e w . T r a i n i t i o f i n t e r v i e w e r s . T h r e e u n d e r g r a d u a t e s e c o n d a r y t e a c h e r e d u c a t i o n s t u d e n t s w i t h b i o l o g y m a j o r s w e r e t r a i n e d t o h e l p t h e r e s e a r c h e r c o n d u c t i n t e r v i e w s . T h e s e s t u d e n t s w e r e f a m i l i a r w i t h t h e b a c k g r o u n d t o t h i s s t u d y a n d w i t h c l i n i c a l i n t e r v i e w i n g f r o m p r i o r c o u r s e w o r k . T h e y p a r t i c i p a t e d f o r I n d e p e n d e n t S t u d y c r e d i t . T h e i r t r a i n i n g c o n s i s t e d o f : a ) r e a d i n g s a b o u t c l i n i c a l i n t e r v i e w s , b ) d i s c u s s i o n s a n d c r i t i q u e s o f w r i t t e n t r a n c r i p t s o f c l i n i c a l i n t e r v i e w s a b o u t f o o d f o r p l a n t s f r o m t h e c l a s s r o o m p i l o t s t u d y , c ) d i s c u s s i o n a n d c r i t i q u e o f a v i d e o t a p e d p i l o t i n t e r v i e w f o r t h i s s t u d y c o n d u c t e d b y t h e r e s e a r c h e r , a n d d ) p r a c t i c e i n t e r v i e w s f o l l o w e d b y f e e d b a c k a n d d i s c u s s i o n w i t h t h e r e s e a r c h e r . T o m i n i m i z e a n y i n t e r v i e w e r e f f e c t , e a c h i n t e r v i e w e r w o r k e d w i t h s t u d e n t s r e a d i n g f r o m e a c h o f t h e t h r e e t e x t b o o k s . E a c h i n t e r v i e w e r w a s a l s o a s s i g n e d s t u d e n t s r e a d i n g a b o v e , b e l o w , a n d a t g r a d e l e v e l . 1 3 5 N o f o r m a l r e l i a b i l i t y m e a s u r e w a s u s e d t o a s s e s s t h e p o s s i b i l i t y o f i n t e r - v i e w e r e f f e c t . H o w e v e r , a n a l y s i s o f t h e t r a n s c r i p t s s h o w e d t h a t t h e i n t e r v i e w e r s a l l f o l l o w e d t h e w r i t t e n i n t e r v i e w p r o t o c o l v e r y c l o s e l y . I t w a s t h e r e s e a r c h e r ' s j u d g m e n t t h a t t h e r e w e r e n o m a j o r d i f f e r e n c e s a m o n g t h e i n t e r v i e w e r s i n t e r m s o f t h e k i n d s o f p r o b e s a n d f o l l o w - u p q u e s t i o n s t h e y u s e d . O n e s o u r c e o f e v i d e n c e f o r t h i s j u d g m e n t c a m e f r o m t h e r e s e a r c h e r ' s a n a l y s i s o f t h e t r a n s c r i p t s . T r a n s c r i p t s w e r e t y p e d w i t h o u t n o t i n g w h o t h e i n t e r v i e w e r h a d b e e n . T h e r e s e a r c h e r w a s i m a b l e t o i d e n t i f y t h e i n t e r v i e w e r b y r e a d i n g t h e t r a n s c r i p t s . I n s o m e c a s e s , t h e r e s e a r c h e r w a s e v e n i m a b l e t o i d e n t i f y h e r s e l f f r o m t h e t r a n s c r i p t s . S c h e d u l i g g a n d S e t t i n g P r e t e s t s w e r e g i v e n t o a l l t h e s t u d e n t s a t l e a s t t w o w e e k s b e f o r e t h e y b e g a n t o r e a d t h e t e x t s . T h e t e s t s w e r e a d m i n i s t e r e d b y t h e r e s e a r c h e r i n t h e r e g u l a r s c i e n c e c l a s s r o o m t o t h e e n t i r e g r o u p o f p a r t i c i p a t i n g s t u d e n t s p l u s f o u r o t h e r s t u d e n t s i n t h e c l a s s n o t p a r t i c i p a t i n g i n t h e i n t e r v i e w s . I t t o o k t h e s t u d e n t s b e t w e e n 1 5 a n d 3 5 m i n u t e s t o c o m p l e t e t h e t e s t . T h e s e p r e t e s t s w e r e a n a l y z e d t o i d e n t i f y s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s p r i o r t o r e a d i n g a n y t e x t . T o r e a d t h e t e x t s , s t u d e n t s m e t w i t h t h e r e s e a r c h e r i n a s c h o o l c l a s s r o o m i n g r o u p s o f 8 - 9 . T h e g r o u p w o u l d s p e n d 2 0 - 3 0 m i n u t e s e a c h d a y r e a d i n g t h e t e x t s s i l e n t l y a n d w r i t i n g a n s w e r s t o q u e s t i o n s p o s e d i n t h e m . S t u d e n t s r e c e i v e d n o h e l p w i t h t h e a s s i g n m e n t , a n d t h e y w e r e a l l o w e d a s m u c h t i m e a s t h e y n e e d e d t o f i n i s h . A p p r o x i m a t e l y 5 - 2 0 m i n u t e s a f t e r a s t u d e n t f i n i s h e d r e a d i n g , t h e r e s e a r c h e r o r o n e o f t h r e e t r a i n e d i n t e r v i e w e r s w o u l d i n t e r v i e w t h e s t u d e n t i n a s m a l l c o n f e r e n c e r o o m . I n t e r v i e w s w e r e a u d i o - r e c o r d e d a n d l a t e r t r a n s c r i b e d . 1 3 6 T h r e e d a y s w e r e n e e d e d f o r e a c h s t u d e n t t o r e a d a c o m p l e t e t e x t , a n d t h e s e r e a d i n g d a y s w e r e s c h e d u l e d s o t h e y c o u l d b e c o m p l e t e d o v e r t h e c o u r s e o f o n e s c h o o l w e e k . O n t h e d a y a f t e r t h e f i n a l r e a d i n g , t h e p o s t t e s t w a s g i v e n i n a g r o u p s e t t i n g . D a t a A n a l y s i s P r o c e d u r e s I n t r o d u c t i o n T h e d a t a p r o v i d e d s e v e r a l d i f f e r e n t t y p e s o f i n f o r m a t i o n t h a t c o u l d b e u s e d t o a d d r e s s t h e r e s e a r c h o b j e c t i v e s o f t h i s s t u d y . T h e s e d a t a s o u r c e s i n c l u d e d t h e w r i t t e n p r e - a n d p o s t t e s t s e x p l o r i n g s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d s t u d e n t s ' l e a r n i n g , t h e s t u d e n t s ' w r i t t e n a n s w e r s t o q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t b o o k s , t h e s t u d e n t s ' r e s p o n s e s t o a n u m b e r o f d i f f e r e n t t y p e s o f q u e s t i o n s d u r i n g t h e s e r i e s o f t h r e e i n t e r v i e w s , a n d t h e t e x t c o n t e n t a n a l y s e s . H o w t h e s e d a t a s o u r c e s w e r e a n a l y z e d i n o r d e r t o a n s w e r e a c h o f t h e t h r e e r e s e a r c h o b j e c t i v e s i s d e s c r i b e d i n t h i s s e c t i o n . R e s e a r c h O b j e c t i v e 1 : I d e n t i f y i n L S t u d e n t s ' R e a d i n g S t r a t e g i e s T h e f i r s t r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h i s s t u d y i s t o i d e n t i f y t h e r e a d i n g s t r a t e g i e s u s e d b y s t u d e n t s a s t h e y r e a d e i t h e r t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o r o n e o f t h e t w o t r a d i t i o n a l t e x t b o o k c h a p t e r s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . T h i s k n o w l e d g e a b o u t s t r a t e g i e s i s n e e d e d i n o r d e r t o i m d e r s t a n d w h y s t u d e n t s f a i l t o m a k e s e n s e o f s c i e n c e c o n c e p t s d e s c r i b e d i n t e x t b o o k s . T r a c i n L C o n c e p t u a l C h m . T h e f i r s t s t e p i n i d e n t i f y i n g s t u d e n t s ' s t r a t e g i e s w a s t o t r a c e e a c h s t u d e n t ' s t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s o v e r t h e f i v e - d a y p e r i o d . T h e g o a l o f t h i s t r a c i n g p r o c e s s w a s t o d e v e l o p a d e t a i l e d P l a t e ? t y R e D a a i d y g n 2 R e D a a i d y g n 3 g R e D a a i d y n 4 P l o D s ‘ t e s s t t y C o n l a n W h f y o o p d c t e s p t s n e e d 1 3 7 u n d e r s t a n d i n g o f h o w e a c h s t u d e n t ' s t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s c h a n g e d o v e r t h e f i v e d a y s . T h e d a t a w e r e u s e d t o d e s c r i b e n o t o n l y t h e b e g i n n i n g a n d e n d p o i n t s o f s t u d e n t t h i n k i n g . I n a d d i t i o n , i t w a s p o s s i b l e t o d e s c r i b e s t u d e n t t h i n k i n g a t t h r e e i n t e r m e d i a t e p o i n t s d u r i n g t h e i n s t r u c t i o n a l a c t i v i t y . P r e - a n d p o s t t e s t d a t a p r o v i d e d i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t t h i n k i n g o n d a y s o n e a n d f i v e . S t u d e n t i n t e r v i e w s a n d s t u d e n t s ' w r i t t e n a n s w e r s t o q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t p r o v i d e d i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t t h i n k i n g o n d a y s t w o , t h r e e , a n d f o u r . T o t r a c e c o n c e p t u a l c h a n g e , t h e s e d a t a s o u r c e s f o r e a c h s t u d e n t w e r e r e a d i n c h r o n o l o g i c a l o r d e r . T h e f i r s t t i m e t h e y w e r e r e a d , s u m m a r y i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t s ' b e l i e f s a b o u t p l a n t s w e r e r e c o r d e d o n a c h a r t . T h i s c h a r t l i s t e d t h e m a i n i s s u e s a d d r e s s e d b y t h e t h r e e t e x t s a l o n g t h e l e f t s i d e m a r g i n . C o l u m n s w e r e t h e n m a r k e d o f f a c r o s s t h e t a p o f t h e c h a r t t o r e c o r d q u a l i t a t i v e s u m m a r i e s o f s t u d e n t b e l i e f s o n e a c h d a y : A f t e r A f t e r A f t e r F o o d f o r p l a n t s i s P l a n t s n e e d l i g h t f o r O b s e r v a t i o n a l o r f u n c t i o n a l e x p l a - n a t i o n s P l a n t ' s s o u r c e o f f o o d 1 3 8 C O N T I N U T E D F R O M P R E V I O U S P A G E . . . . P r t t A f t e r A f t e r A f t e r P t t t C o n c e p t s D : e : R e a d i n g R e a d i n g R e a d i n g 3 5 8 5 8 y D a y 2 D a y 3 D a y 4 a y P l a n t ' s r o l e i n e c o s y s t e m P l a n t s t r u c t u r e s G a s e x c h a n g e i n p l a n t s P h o t o s y n t h e s i s i s A f t e r f i l l i n g i n t h i s c h a r t , a b r i e f s u m m a r y p a r a g r a p h w a s w r i t t e n t o d e s c r i b e t h e d e g r e e t o w h i c h t h e s t u d e n t h a d m o v e d t o w a r d g i v i n g u p m i s c o n c e p t i o n s i n f a v o r o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t . T h e c h a r t w a s a l s o u s e d t o c a t e g o r i z e e a c h s t u d e n t ' s b e l i e f i n k e y m i s c o n c e p t i o n s / g o a l c o n c e p t i o n s o v e r t h e 5 - d a y p e r i o d . I d e n t i f y i n g S t u d e n t s ' S o u r c e s o f K n o w l e d g e . T h e n e x t s t e p i n t h e a n a l y s i s o f s t u d e n t s ' r e a d i n g s t r a t e g i e s w a s t o c o m p a r e t h e t e x t c o n t e n t t h e s t u d e n t h a d r e a d e a c h d a y t o t h e s t u d e n t ' s r e c a l l o f t h a t d a y ' s r e a d i n g . T o a c c o m p l i s h t h i s , e a c h s t u d e n t ' s i n t e r v i e w t r a n s c r i p t s w e r e r e a d a g a i n i n o r d e r t o r e c o r d t h e s p e c i f i c i d e a s t h e s t u d e n t i n c l u d e d i n t h e r e c a l l s e c t i o n o f t h e i n t e r v i e w e a c h d a y . T h i s l i s t w a s t h e n c o m p a r e d t o a l i s t o f p r o p o s i t i o n s t h a t w e r e c o n t a i n e d i n t h e t e x t p a s s a g e . T h i s c o m p a r i s o n p e r m i t t e d t h e i d e n t i f i c a t i o n o f i n s t a n c e s w h e r e t h e s t u d e n t a ) r e c a l l e d t e x t i d e a s a c c u r a t e l y , b ) d i s t o r t e d i d e a s i n t e x t , c ) r e c a l l e d i d e a s t h a t w e r e n o t i n t h e t e x t a t a l l , a n d d ) f a i l e d t o r e c a l l i d e a s f r o m t e x t . N o t e s w e r e m a d e a b o u t w h i c h i d e a s o r c o n c e p t s f e l l i n t o e a c h o f t h e s e f o u r c a t e g o r i e s . 1 3 9 A s i m i l a r p r o c e s s w a s f o l l o w e d f o r c o m p a r i n g t h e i d e a s a c t u a l l y c o n t a i n e d i n t h e t e x t t o t h e i d e a s s t u d e n t s u s e d t o a n s w e r o t h e r t y p e s o f i n t e r v i e w q u e s t i o n s . I n o n e p a r t o f t h i s a n a l y s i s , f o r e x a m p l e , s t u d e n t s w e r e c o d e d a s t o h o w t h e y a n s w e r e d t w o k e y i n t e r v i e w q u e s t i o n s : " D i d y o u l e a r n a n y t h i n g n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? , " a n d " H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d s i n c e y e s t e r d a y ? S t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s e a c h d a y w e r e c o m p a r e d t o t h e t e x t c o n t e n t t h a t t h e s t u d e n t h a d r e a d . T h e f i r s t q u e s t i o n p r o b e d s t u d e n t s ' u s e o f t e x t , w h i l e t h e s e c o n d f o c u s e d s t u d e n t a t t e n t i o n o n p l a n t s i n t h e r e a l w o r l d . T h e f o c u s o f t h e a n a l y s i s w a s o n f i r s t a s s e s s i n g w h e t h e r t h e s t u d e n t r e c o g n i z e d k e y i d e a s f r o m t e x t . S e c o n d l y , d i d t h e s t u d e n t u s e t h e t e x t i d e a s t o c h a n g e h i s / h e r t h i n k i n g a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s ? I f s o , w e r e t e x t i d e a s u s e d a p p r o p r i a t e l y o r w e r e t h e y d i s t o r t e d ? S t u d e n t s ' a n s w e r s t o o t h e r i n t e r v i e w q u e s t i o n s r e c e i v e d a s i m i l a r a n a l y s i s i n a n a t t e m p t t o i d e n t i f y w h e n t h e s t u d e n t w a s d r a w i n g f r o m t e x t i n f o r m a t i o n a n d w h e n t h e s t u d e n t w a s r e l y i n g o n p r i o r k n o w l e d g e . F o r e x a m p l e , t h e i n t e r v i e w q u e s t i o n , " H o w d o e s t h i s p l a n t g e t i t s f o o d ? , " w a s d e s i g n e d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o d r a w b o t h f r o m t e x t i d e a s a n d f r o m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . I n a n a l y z i n g s t u d e n t s ' a n s w e r s , i n f e r e n c e s w o u l d b e m a d e a b o u t s t u d e n t s ' u s e ( o r n o n u s e ) o f t e x t . F o r e x a m p l e , i f a s t u d e n t a n s w e r e d t h e q u e s t i o n , " W h a t i s f o o d f o r t h i s p l a n t ? " b y d i s c u s s i n g t h e f o o d s t i c k s a n d w a t e r h e r m o t h e r g i v e s t h e p l a n t , t h e i n f e r e n c e w o u l d b e d r a w n t h a t s h e w a s u s i n g p r i o r k n o w l e g e a n d 2 9 ; t h e t e x t t o t h i n k a b o u t t h i s q u e s t i o n . S u p p o s e t h e s t u d e n t l a t e r r e a d a t e x t s e c t i o n t h a t d i s c u s s e d h o w c a r b o n d i o x i d e i s u s e d b y p l a n t s t o E l k s f o o d , a n d t h e s t u d e n t t h e r e a f t e r d e f i n e d f o o d f o r p l a n t s a s c a r b o n d i o x i d e , w a t e r , a n d f o o d s t i c k s . T h i s w o u l d b e i n t e r p r e t e d a s a f a i l u r e o f t h e s t u d e n t t o a b a n d o n a f a u l t y o r n a i v e s c h e m a . O p e r a t i n g f r o m t h e n a i v e s c h e m a o f m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s , 1 4 0 t h e s t u d e n t h a s d i s t o r t e d t e x t m e a n i n g a n d a d d e d c a r b o n d i o x i d e i n t o h e r f r a m e w o r k a s o n e m o r e t y p e o f f o o d f o r p l a n t s . A n o t h e r g r o u p o f i n t e r v i e w q u e s t i o n s , a s w e l l a s q u e s t i o n s p o s e d i n e a c h t e x t , p u r p o s e f u l l y f o c u s e d s t u d e n t s ' a t t e n t i o n o n t h e t e x t c o n t e n t . A n a l y s i s o f s t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s a g a i n f o c u s e d o n s t u d e n t s ' s o u r c e s o f i n f o r m a t i o n . F o r e x a m p l e , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o e x p l a i n h o w t h e y c a m e u p w i t h t h e a n s w e r s t h e y h a d w r i t t e n t o q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t . S t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s w e r e c o d e d t o i n d i c a t e w h e t h e r t h e y w e r e d r a w i n g f r o m i d e a s i n t h e t e x t , f r o m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e , o r f r o m a c o m b i n a t i o n o f t h e t w o . I n a d d i t i o n , t h e i r d i s t o r t i o n s o f t e x t i d e a s w e r e r e c o r d e d . T h i s a n a l y s i s p e r m i t t e d t h e i d e n t i f i c a t i o n o f p a t t e r n s o f s t u d e n t s ' u s e o f t w o s o u r c e s o f k n o w l e d g e - - t h e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e p r e s e n t e d i n t e x t a n d t h e s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e . I t a l s o r e v e a l e d w h e t h e r a g i v e n s t u d e n t w a s f o l l o w i n g a c o n s i s t e n t p a t t e r n t h a t c o u l d b e r e p r e s e n t a t i v e o f a t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y . P r e l i m i n a r y h y p o t h e s e s a b o u t s t u d e n t s ' r e a d i n j g y t r a t e g i p g . D r a w i n g f r o m t h e s e i n i t i a l a n a l y s e s a n d f r o m t w o r e a d i n g s t r a t e g i e s t h a t h a d b e e n e a r l i e r r e p o r t e d b y S p i r o ( 1 9 7 9 ) a n d M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 a ) , s o m e p r e l i m i n a r y i d e a s a b o u t s t u d e n t s ' r e a d i n g s t r a t e g i e s w e r e d e s c r i b e d . F o r e a c h h y p o t h e s i z e d s t r a t e g y , a l i s t o f b e h a v i o r s t h a t w o u l d p r o v i d e c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t t h e s t r a t e g y w a s u s e d a n d t h a t c o u l d b e i d e n t i f i e d f r o m t h e d a t a s o u r c e s w a s g e n e r a t e d . U s i n g c a s e s t u d i e s t o s u p p o r t a n d r e f i n e t h e h y p o t h e s i z e d s t r a t e g i e s . T h e c o m p l e t e d a t a p a c k a g e f o r e a c h s t u d e n t ( p r e t e s t , t h r e e i n t e r v i e w t r a n s c r i p t s , w r i t t e n r e s p o n s e s t o t e x t b o o k q u e s t i o n s , a n d p o s t t e s t ) w a s t h e n r e a d a g a i n , t h i s t i m e f o c u s i n g o n i d e n t i f y i n g i n s t a n c e s a n d f r e q u e n c i e s o f t h e c h a r a c t e r i s t i c b e h a v i o r s t h a t w o u l d s u g g e s t t h e s t u d e n t w a s u s i n g a p a r t i c u l a r s t r a t e g y . P l a c e s w h e r e s t u d e n t a n s w e r s r a n c o n t r a r y t o t h e h y p o t h e s i z e d s t r a t e g i e s w e r e a l s o 1 4 1 n o t e d . D u r i n g t h i s p r o c e s s , t h e c a t g o r i e s w e r e m o d i f i e d a n d r e f i n e d t o r e f l e c t t h e d a t a m o r e a c c u r a t e l y . S o m e i n i t i a l l y h y p o t h e s i z e d s t r a t e g i e s w e r e d r o p p e d , m o d i f i e d o r s u b s u m e d u n d e r a l a r g e r c a t e g o r y . F i n a l c a s e s t u d i e s f o r e a c h s t u d e n t w e r e t h e n d i c t a t e d . T h e f o c u s i n t h i s c a s e s t u d y r e p o r t w a s o n d e s c r i b i n g t h e d o m i n a n t r e a d i n g s t r a t e g y u s e d b y e a c h s t u d e n t o n e a c h d a y o f r e a d i n g a n d o n d e t a i l i n g b e h a v i o r s o f t h e s t u d e n t t h a t s e r v e d a s e v i d e n c e t h a t a p a r t i c u l a r s t r a t e g y w a s b e i n g u s e d . R e s e a r c h O b j e c t i v e 2 : H o w C o n t e n t O r g a n i z a t i o n o f t h e T h r e e T e x t s I n f l u e n c e d S t u d e n t s ' S t r a t e g y S e l e c t i o n O n c e t h e s t u d e n t s ' r e a d i n g s t r a t e g i e s h a d b e e n i d e n t i f i e d , i t w a s p o s s i b l e t o g o b a c k t o t h e d a t a i n o r d e r t o e x p l a i n h o w t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f e a c h t e x t i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s e l e c t i o n o f a s t r a t e g y . D i d t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f t h e t e x t p l a y a r o l e i n t h e s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n o r c o u l d t h e d i f f e r e n t p a t t e r n s o f s t r a t e g y s e l e c t i o n s b e e x p l a i n e d s o l e l y a s i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s a m o n g t h e l e a r n e r s ? A n a l y s i s o f c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f e a c h t e x t . A s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p p . 1 1 5 - 1 1 9 ) , e a c h t e x t w a s a n a l y z e d i n o r d e r t o i d e n t i f y b o t h p r o p o s i t i o n a l c o n t e n t a n d o v e r a l l o r g a n i z a t i o n o f t h e c o n t e n t . T h e d i f f e r e n c e s i n c o n t e n t o r g a n i z a t i o n w e r e i d e n t i f i e d a n d d e s c r i b e d e a r l i e r b e g i n n i n g o n p a g e 1 1 9 . I d e n t i f y i r g s i m i l a r p a t t e r n s o f s t r a t e g y u s e a m o n g s t u d e n t s r e a d i p g e a c h 3 2 g . D r a w i n g f r o m t h e d a t a a n a l y s i s o f i n d i v i d u a l c a s e s t u d i e s r e p o r t e d a b o v e , a n y e v i d e n c e o f s i m i l a r p a t t e r n s o f s t u d e n t t h i n k i n g a m o n g s t u d e n t s u s i n g a p a r t i c u l a r t e x t w e r e s o u g h t . I f s t u d e n t s r e a d i n g t h e s a m e t e x t w e r e f o u n d t o u s e s i m i l a r s t r a t e g i e s t h a t w e r e d i f f e r e n t f r o m s t u d e n t s r e a d i n g a n o t h e r t e x t , t h i s w o u l d p r o v i d e e v i d e n c e t h a t t e x t c o n t e n t o r g a n i z a t i o n m a d e a d i f f e r e n c e i n 1 4 2 s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n . S t u d e n t s ' a n s w e r s t o k e y q u e s t i o n s d e s i g n e d t o r e v e a l h o w t h e y d r e w f r o m t e x t i n f o r m a t i o n v e r s u s t h e i r o w n p r i o r k n o w l e d g e w e r e c o m p a r e d i n o r d e r t o i d e n t i f y s u c h p a t t e r n s . W h e r e s u c h p a t t e r n s w e r e f o u n d , t h e t e x t o r g a n i z a t i o n w a s e x a m i n e d i n m o r e d e t a i l t o g e n e r a t e a r e a s o n a b l e e x p l a n a - t i o n f o r h o w i t c o u l d h a v e i n f l u e n c e d s t u d e n t s t o s e l e c t a p a r t i c u l a r s t r a t e g y . A n a l y s i s o f s t r a t e g y c h a n g e s o f i n d i v i d u a l s t u d e n t s . T h a t s t u d e n t s s o m e t i m e s s w i t c h e d s t r a t e g i e s i n d i c a t e s t h a t s o m e s t u d e n t s h a d m o r e t h a n o n e s t r a t e g y i n t h e i r r e p e r t o i r e . T h i s s u g g e s t e d t h a t m o r e t h a n i n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s i n l e a r n e r s t y l e s w a s i n v o l v e d i n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n s . C o m p a r i s o n s w e r e m a d e b e t w e e n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s w i t c h e s a n d t h e c o n t e n t o f t h e p a r t i c u l a r t e x t i n o r d e r t o d e v e l o p e x p l a n a t i o n s f o r h o w t h e t e x t m a y h a v e i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s t r a t e g y s w i t c h e s . ' A n a l y s i s o f t e x t f e a t u r e s t h a t e n c o u r a g e d p a r t i c u l a r s t r a t e g y s e l e c t i o n s . U s i n g t h e c a s e s t u d y d a t a t h a t d o c u m e n t e d e a c h s t u d e n t s ' s t r a t e g y u s e , e a c h t e x t w a s a n a l y z e d a g a i n t o i d e n t i f y f e a t u r e s t h a t w o u l d b e l i k e l y t o e n c o u r a g e a s t u d e n t t o s e l e c t a p a r t i c u l a r s t r a t e g y . C a s e s t u d y e x a m p l e s t o s u p p o r t t h e s e i n f e r e n c e s w e r e i d e n t i f i e d . R e s e a r c h O b j e c t i v e 3 : C o m p a r i n g t h e E f f e c t i v e n e s s o f t h e T h r e e T e x t s i n T e r m s o f S t u d e n t s ' C o n c e p t u a l C h a g e L e a r n i n g C a s e s t u d y a n a l y s i s . T h e c a s e s t u d y a n a l y s i s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . ) p r o v i d e d d e s c r i p t i v e e v i d e n c e o f h o w s t u d e n t s ' t h i n k i n g a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s c h a n g e d o v e r a f i v e d a y p e r i o d . T h i s q u a l i t a t i v e a n a l y s i s p r o v i d e d c l e a r e v i d e n c e o f d i f f e r e n c e s i n s t u d e n t l e a r n i n g a m o n g t h e t h r e e g r o u p s . T e s t d a t a a n a l y s i s . A d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t l e a r n i n g c a m e f r o m a n a l y s i s o f t h e p r e - a n d p o s t t e s t d a t a . T h i s a n a l y s i s w a s d o n e i n a w a y t h a t 1 4 3 p e r m i t t e d b o t h a q u a n t i t a t i v e a n d a q u a l i t a t i v e c o m p a r i s o n o f l e a r n i n g a m o n g t h e t h r e e g r o u p s . T h u s , t e s t d a t a w e r e u s e d t o g e n e r a t e d e s c r i p t i o n s o f s t u d e n t s ' b e l i e f s r a t h e r t h a n t o p r o d u c e s u m m a t i v e s c o r e s o f h o w m u c h s t u d e n t s k n e w . T h e t e s t d a t a w e r e a n a l y z e d t o g e n e r a t e a s e r i e s o f c o n c e p t i o n s c o r e s t h a t r e f l e c t e d t h e s t r e n g t h o f e a c h s t u d e n t ' s b e l i e f i n f o u r g o a l c o c n e p t i o n s a n d f o u r c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s : ( U n f o r t i m a t e l y , t h e t e s t d a t a d i d n o t p r o v i d e e n o u g h e v i d e n c e t o g e n e r a t e c o n c e p t i o n a n a l y s i s a m o n g s c o r e s f o r t h e f i f t h g o a l c o n c e p t i o n / m i s c o n - c e p t i o n . ) G o a l C o n c y e p t s P l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d i n t e r n a l l y u s i n g l i g h t , a i r a n d w a t e r . T h e y d o n o t t a k e i t i n f r o m t h e o u t - s i d e e n v i r o n m e n t . P l a n t s n e e d l i g h t i n o r d e r t o m a k e f o o d . P l a n t s g e t t h e i r f o o d o n l y b y m a k i n g i t . S e e d s c a n b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k b e c a u s e t h e y u s e s t o r e d f o o d i n t h e i r c o t y l e d o n . P l a n t s n e e d f o o d t o s u p p l y e n e r g y n e e d e d f o r l i f e a n d g r o w t h p r o - c e s s e s . M i s c o n c e p t i o n s P l a n t s t a k e i n f o o d f r o m t h e o u t s i d e e n v i r o n m e n t . P l a n t s n e e d l i g h t t o l i v e , g r o w ( n o n f i m c t i o n a l e x - p l a n a t i o n ) . P l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d . S e e d s c a n n o t b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k : p l a n t s m u s t a l w a y s h a v e l i g h t . F o o d i s w h a t e v e r p l a n t s n e e d t o l i v e , g r o w . T h u s , t h i s a n a l y s i s p r o v i d e d s c o r e s t h a t d e s c r i b e d p a t t e r n s o f s t u d e n t s ' b e l i e f s a b o u t f o o d f o r p l a n t s r a t h e r t h a n p r o v i d i n g a s i n g l e s u m m a t i v e s c o r e f o r e a c h s t u d e n t i n d i c a t i n g h o w m a n y a n s w e r s w e r e c o r r e c t . T h e c o n c e p t i o n s c o r e s w e r e d e v e l o p e d b y u s i n g a n e x p l i c i t s e r i e s o f a l g o r i t h m s t o m a k e i n f e r e n c e s f r o m t h e t e s t a b o u t s t u d e n t s ' b e l i e f s y s t e m s . E v i d e n c e f r o m a n u m b e r o f t e s t i t e m s w a s u s e d t o g e n e r a t e e a c h c o n c e p t i o n s c o r e , w i t h s o m e e v i d e n c e b e i n g w e i g h t e d m o r e h e a v i l y t h a n o t h e r s . P i l o t s t u d y e x p e r i e n c e w i t h t h e s e t e s t i t e m s a l o n g w i t h p i l o t s t u d e n t s ' i n t e r v i e w d e s c r i p t i o n s 1 4 4 o f w h y t h e y a n s w e r e d q u e s t i o n s c e r t a i n w a y s w e r e h e l p f u l i n g e n e r a t i n g a l g o - r i t h m s t h a t w o u l d r e p r e s e n t r e a s o n a b l e i n f e r e n c e s a b o u t s t u d e n t b e l i e f s . T h e a l g o r i t h m s d e f i n e d a m a x i m u m p o s s i b l e s c o r e f o r e a c h c o n c e p t i o n . T h u s , i f a s t u d e n t w a s t o t a l l y c o n s i s t e n t i n a s s e r t i n g t h a t p l a n t s g e t f o o d b y m a k i n g i t i n t e r n a l l y , t h e y c o u l d g e t a c o n c e p t i o n s c o r e o f 2 1 f o r t h e f i r s t g o a l c o n c e p t . I f s t u d e n t s g o t 6 5 % o r m o r e o f t h e p o s s i b l e p o i n t s , t h e y w e r e c o n s i d e r e d b e l i e v e r s i n t h e c o n c e p t i o n . T h i s s e e m e d t o b e a r e a s o n a b l e c u t - o f f p o i n t s i n c e i t w a s n o t r e a s o n a b l e t o e x p e c t t h a t e v e n a s t u d e n t w h o t h o r o u g h l y t m d e r s t o o d a p a r t i c u l a r g o a l c o n c e p t w o u l d g e t a l l t h e p o s s i b l e p o i n t s f o r t h a t c o n c e p t i o n . S o m e o f t h e o p e n r e s p o n s e q u e s t i o n s , f o r e x a m p l e , m i g h t h a v e b e e n a p p r o p r i a t e l y a n s w e r e d w i t h o u t e x p l i c i t l y m e n t i o n i n g t h i s g o a l c o n c e p t . U s i n g t h e c o n c e p t i o n s c o r e s i n t h i s w a y , c o m p a r i s o n s a m o n g t h e t h r e e g r o u p s c o u l d b e m a d e . F o r e x a m p l e , t h e p e r c e n t a g e o f s t u d e n t s i n e a c h g r o u p w h o e n d e d i n s t r u c t i o n b e l i e v i n g t h a t p l a n t s t a _ k _ e _ i g t h e i r f o o d c o u l d b e c o m p a r e d . T h u s , t h e t e s t r e s u l t s w e r e u s e d t o g e n e r a t e n u m e r i c a l c o m p a r i s o n s o f s t u d e n t l e a r n i n g a m o n g s t u d e n t s r e a d i n g t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t s . S u m m a r y T h i s c h a p t e r h a s d e s c r i b e d t h e s p e c i f i c r e s e a r c h m e t h o d s a n d a n a l y s i s p r o c e d u r e s u s e d i n t h i s s t u d y . T h e t e x t m a t e r i a l s b e i n g u s e d a n d t h e s t u d e n t s p a r t i c i p a t i n g i n t h e s t u d y w e r e d e s c r i b e d f i r s t . T h i s w a s f o l l o w e d b y a d e s c r i p t i o n o f t h e p r e - a n d p o s t t e s t s a n d r e c a l l / c l i n i c a l i n t e r v i e w s w h i c h w e r e u s e d t o c o l l e c t d a t a a b o u t s t u d e n t t h i n k i n g a n d l e a r n i n g d u r i n g t h e r e a d i n g t a s k . H o w t h i s d a t a w a s a n a l y z e d i n o r d e r t o a ) i d e n t i f y s t u d e n t s ' r e a d i n g s t r a t e g i e s , b ) e x p l o r e h o w t e x t f e a t u r e s i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n , a n d c ) c o m p a r e t h e e f f e c - t i v e n e s s o f t h e t h r e e t e x t s i n p r o m o t i n g c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g w a s d e s c r i b e d i n t h e l a s t s e c t i o n o f t h e c h a p t e r . 1 4 5 A n i m p o r t a n t g o a l o f t h e c h a p t e r w a s t o s h o w h o w t h e d a t a c o l l e c t i o n - a n a l y s i s p r o c e d u r e s r e p r e s e n t e d a u n i q u e m e s h o f m e t h o d o l o g i e s u s e d b y r e a d i n g r e s e a r c h e r s w i t h m e t h o d s u s e d b y r e s e a r c h e r s s t u d y i n g s c i e n c e l e a r n i n g . H o w t h e s e m e t h o d s w e r e m o d i f i e d t o e x p o s e s t u d e n t t h i n k i n g a s f u l l y a s p o s s i b l e w a s d e s c r i b e d . M S U L I B R A R I E S “ R E T U R N I N G M A T E R I A L S : P l a c e i n b o o k d r o p t o r e m o v e t h i s c h e c k o u t f r o m y o u r r e c o r d . F I N E S w i l ] b e c h a r g e d i f b o o k i s r e t u r n e d a f t e r t h e d a t e l i fi t g m p e d b e l o w . * 7 W l > 3 ? 1 , 8 2 3 f 5 4 ' , I , fl l - C H A P T E R F I V E R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N O v e r v i e w o f t h e C h a p t e r T h i s s t u d y o f s t u d e n t l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t w a s d e s i g n e d t o s t u d y t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d a n d t h r e e d i f f e r e n t t e x t p r e s e n t a t i o n s o f p h o t o s y n t h e s i s . T o u n d e r s t a n d h o w t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t b o o k s h e l p e d o r h i n d e r e d s t u d e n t s i n u n d e r g o i n g c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g , t h r e e r e s e a r c h o b j e c t i v e s w e r e e x p l o r e d . F i r s t , t h e s t u d y p r o b e d s t u d e n t s ' t h i n k i n g a s t h e y r e a d t h e t e x t b o o k s i n o r d e r t o i d e n t i f y s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s a n d t o u n d e r s t a n d h o w t h o s e s t r a t e g i e s i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' a b i l i t i e s t o c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . A s e c o n d r e s e a r c h o b j e c t i v e w a s t o a n a l y z e h o w c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a n d o t h e r f e a t u r e s o f e a c h o f t h e t h r e e t e x t b o o k s i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . O f p a r t i c u l a r i n t e r e s t w a s w h e t h e r t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , w h i c h w a s d e s i g n e d t o a d d r e s s a n d c h a l l e n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' p r o c e s s i n g o f t e x t a n d s t u d e n t s ' l e a r n i n g d i f f e r e n t l y t h a n t w o t e x t s w i t h t r a d i - t i o n a l c o n t e n t o r g a n i z a t i o n . T h e f i n a l r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h e s t u d y w a s t o c o m p a r e s t u d e n t l e a r n i n g a b o u t p h o t o s y n t h e s i s f r o m t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t - b o o k s . W h e t h e r t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s m o r e e f f e c t i v e i n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g t h a n t h e t w o t r a d i t i o n a l , c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t s w a s o f s p e c i a l i n t e r e s t . T h i s c h a p t e r b e g i n s w i t h a n i n t r o d u c t i o n t h a t p r o v i d e s a b r o a d o v e r v i e w o f t h e p a t t e r n s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t h a t w e r e i d e n t i f i e d a m o n g t h e s t u d e n t s i n t h e 1 4 6 1 4 7 s t u d y . A f t e r t h i s i n t r o d u c t i o n , t h e r e s u l t s o f t h e s t u d y a r e p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d i n t h r e e s e c t i o n s w h i c h c o r r e s p o n d t o t h e t h r e e r e s e a r c h o b j e c t i v e s o f t h e s t u d y . I n e a c h s e c t i o n t h e f i n d i n g s r e l a t e d t o o n e r e s e a r c h o b j e c t i v e w i l l b e p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d . I n t r o d u c t i o n : P a t t e r n s o f C o n c e p t u a l C h a n g e T h e f i r s t s t e p i n u n d e r s t a n d i n g h o w s t u d e n t s p r o c e s s e d t h e t h r e e t e x t b o o k s w a s t o t r a c e e a c h s t u d e n t ' s c o n c e p t u a l c h a n g e o v e r t h e 5 - d a y p e r i o d . T h e p r e - a n d p o s t t e s t s , t h e t h r e e i n t e r v i e w s , a n d t h e w r i t t e n a n s w e r s t o q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t s s e r v e d a s s o u r c e s o f i n f o r m a t i o n a b o u t s t u d e n t t h i n k i n g a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h e a n a l y s i s i d e n t i f i e d w h a t s t u d e n t s t h o u g h t a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d b e f o r e t h e y b e g a n t h e t e x t r e a d i n g a n d a f t e r e a c h d a y ' s r e a d i n g . W h e t h e r s t u d e n t s w e r e u s i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s o r t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s a s p r e s e n t e d i n t h e t e x t s t o e x p l a i n h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d w a s o f p a r t i c u l a r i n t e r e s t . T a b l e 5 . 1 p r e s e n t s a b r o a d o v e r v i e w o f s t u d e n t s ' p r o g r e s s i n g i v i n g u p i n c o r r e c t p r i o r n o t i o n s i n f a v o r o f s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s o v e r t h e f i v e - d a y e x p e r i m e n t a l p e r i o d . T h i s t a b l e p r e s e n t s a s i m p l i f i e d , s u m m a r y v i e w o f h o w t w o g o a l c o n c e p t i o n s p r e s e n t e d i n t h e t e x t s w e r e i n c o r p o r a t e d i n t o s t u d e n t s ' t h i n k i n g . I n p a r t i c u l a r , t h e t a b l e s h o w s s t u d e n t s ' p a t t e r n s o f r e l y i n g o n g o a l c o n c e p t i o n s ( 6 1 ’ 6 2 ) o r m i s c o n c e p t i o n s ( M ) t o e x p l a i n p l a n t s ' s o u r c e ( s ) o f f o o d . T o c o n s t r u c t t h i s t a b l e , i n t e r v i e w a n d t e s t d a t a w e r e u s e d t o i d e n t i f y w h e t h e r s t u d e n t s b e l i e v e d t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d w h i c h t h e y t a k e i n f r o m t h e o u t s i d e e n v i r o n m e n t ( M ) , t h a t p l a n t s m a k e f o o d ( 6 2 ) , o r t h a t p l a n t s c a n g r i l l g e t f o o d b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s ( G I ) . W h e r e s t u d e n t s s h o w e d e v i d e n c e o f b e l i e v i n g i n t w o o f t h e s e c o n c e p t s , t h e o n e t h a t t h e y r e l i e d o n m o s t h e a v i l y a n d f r e q u e n t l y i s t h e t o p l e t t e r . A s e c o n d a r y b e l i e f i s l i s t e d b e n e a t h t h e p r i m a r y o n e . P a r e n t h e t i c a l m a r k s 1 4 8 T a b l e 5 . 1 S t u d e n t s ' B e l i e f i n M i s c o n c e p t i o n s o r G o a l C o n c e p t i o n s O v e r a S - D a y P e r i o d T E X T : E X P E R I M E N T A L S t u d e n t P r e t e s t D a y 1 D a y 2 D a y 3 P o s t - t e s t D a r y l M M M G G G s ? 1 Z E v a l i n a M M ( G I ) ( G I ) G l A l l i s o n M M M ( G ) ( G ) ( ( 6 2 ) ) M l M l D o u g M M ( G 1 ) G 1 G 1 V e r a M M G G G ( ( G 2 ) ) M l M 2 1 J a m e s M M M G G 1 1 G 2 S h e i l a M M G 1 G 1 G 1 T E X T : C O N C E P T S I N S C I E N C E S t u d e n t P r e t e s t D a y 1 D a y 2 . D a y 3 P o s t - t e s t M a r i a M M M M M « a , » « a , » J i l l M M M M * « a , » ( ( 6 2 ) ) M y r a M M M ( i f M « a , » o z 6 2 ( 6 2 ) P h i l M M M M M « a , » ( 6 2 ) o z 6 2 D e b o r a h M ( G ) ( G ) ( G ) ( G ) M ? I » ? M ’ - P a r k e r M ( G ) ( ( G ) ) M M ( 6 2 ) n } M ; * D i d n o t t a k e p o s t t e s t . T a b l e 5 . ( c o n t i n u e d ) T E X T : M O D E R N S C I E N C E S t u d e n t P r e t e s t D a y 1 D a y 2 D a y 3 P o s t - t e s t L i n d a M M M M M T r a c e y M M M M M D a n n y M M M M M ( ( 6 2 ) ) ( G a ) S a l l y M M M G z M « G , » « a , » ( ( 6 2 ) ) ( 6 2 ) K e v i n M M M M M « a , » ( ( 0 2 ) ) ( o z ) ( o z ) ( 6 , ) ( ) a r o u n d a g o a l c o n c e p t a r e u s e d t o i n d i c a t e t h a t t h e s t u d e n t h a d s o m e c o n f u s i o n s a b o u t t h e g o a l c o n c e p t . D o u b l e p a r e n t h e t i c a l m a r k s ( ( ) ) a r o u n d a g o a l c o n c e p t i n d i c a t e t h a t t h e s t u d e n t w a s v e r y s k e t c h y a n d v a g u e a b o u t t h e c o n c e p t o r t h a t t h e s t u d e n t h a d t h e c o n c e p t w r o n g . T h i s t a b l e s h o w s t h a t m o s t s t u d e n t s r e a d i n g t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s , M o d e r n S c i e n c e a n d C o n c e p t s i n S c i e n c e , b e g a n a n d e n d e d t h e r e a d i n g h o l d i n g s t r o n g b e l i e f s i n t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e k i n d s o f f o o d t h e y g e t f r o m a n e x t e r n a l s o u r c e . T h i s i s i n s t r i k i n g c o n t r a s t w i t h m o s t s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w h o w e r e s u c c e s s f u l i n g i v i n g u p t h i s m i s c o n c e p t i o n i n f a v o r o f t h e i d e a t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d g n l z b y m a k i n g i t . H o w e v e r , a m o r e i n t e r e s t i n g p o i n t m a d e b y t h e t a b l e i s t h a t t h e r e a r e a n u m b e r o f d i f f e r e n t p a t t e r n s o f i n t e r a c t i o n b e t w e e n s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e ( M ) a n d t h e g o a l c o n c e p t i o n s a b o u t p l a n t s m a k i n g t h e i r o w n f o o d . A m o n g t h e s t u d e n t s w h o f a i l e d t o r e a c h t h e G 1 g o a l c o n c e p t , t h e r e a r e t h r e e s t u d e n t s ( L i n d a , T r a c y , a n d M a r i a ) w h o i n c o r p o r a t e d a l m o s t n o t h i n g a b o u t t h e g o a l c o n c e p t s i n t o t h e i r w a y o f t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s . O t h e r s t u d e n t s ( K e v i n , P h i l , M y r a , a n d 1 5 0 S a l l y ) a c k n o w l e d g e d a t s o m e l e v e l t h a t p l a n t s m a k e f o o d b u t c o n t i n u e d t o u s e t h e i r m i s c o n c e p t i o n a s t h e p r i m a r y e x p l a n a t i o n f o r h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . S t i l l o t h e r s , d i r e c t l y a f t e r r e a d i n g t h e s e c o n d d a y ' s t e x t s e c t i o n , h a d t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d b u t l a t e r a b a n d o n e d t h i s n o t i o n i n f a v o r o f t h e i r m i s c o n c e p t i o n s ( D a n n y , P a r k e r ) . F i n a l l y , s o m e s t u d e n t s e n d e d t h e r e a d i n g s r e l y i n g m a i n l y o n t h e i d e a t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d b y m a k i n g i t w h i l e s t i l l b e l i e v i n g i n o t h e r s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s ( D e b o r a h , A l l i s o n ) . W h y d i d s o m a n y s t u d e n t s r e a d a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d a n d f a i l t o c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s ? W h y d i d t h e y f a i l t o m a k e s e n s e o f t e x t ? T h e o v e r v i e w s u g g e s t s t h a t t h e s e s t u d e n t s u s e d a n u m b e r o f d i f f e r e n t , i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s f o r p r o c e s s i n g t h e t e x t s . T h e s e s t r a t e g i e s d i d n o t r e s u l t i n a p p r o p r i a t e a c c o m m o d a - t i o n s o f m i s c o n c e p t i o n s t o n e w t e x t c o n c e p t s . H o w d i d t h e s e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s c o m p a r e t o t h e s t r a t e g i e s u s e d b y s t u d e n t s w h o u n d e r w e n t c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g ? T h e d i f f e r e n t s t r a t e g i e s t h e s t u d e n t s u s e d a r e d e s c r i b e d i n t h e n e x t s e c t i o n . S t u d e n t s ' T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s S i x t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s w e r e i d e n t i f i e d . O f t h e s i x s t r a t e g i e s , f i v e w e r e i n e f f e c t i v e a n d o n e w a s e f f e c t i v e i n t e r m s o f h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T w o o f t h e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s w e r e s i m i l a r t o t h e s t r a t e g i e s i d e n t i f i e d e a r l i e r b y S p i r o ( 1 9 7 9 ) a n d M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 ) . I n t h e i r s t u d i e s o f p o o r r e a d e r s , t h e s e r e s e a r c h e r s c l a s s i f i e d s t u d e n t s i n t o t h e f o l l o w i n g g r o u p s b a s e d o n t h e r e a d i n g s t r a t e g y u s e d : 1 ) ' T o p d o w n " r e a d e r s w h o f o r m a n i n i t i a l h y p o t h e s i s a b o u t t h e t e x t b a s e d o n t h e f i r s t s e n t e n c e s a n d t h e n i n t e r p r e t ( a n d d i s t o r t ) a l l s u b s e q u e n t t e x t i n c o n f o r m i t y w i t h t h e i n i t i a l i n t e r p r e t a t i o n . 2 ) " B o t t o m - u p " r e a d e r s w h o l o s e s i g h t o f t e x t m e a n i n g b y f o c u s i n g o n d e t a i l s i n t h e t e x t . T h e s e r e a d e r s i n t e r p r e t e a c h s e n t e n c e s e p a r a t e l y a n d d o n o t s e e c o n n e c t i o n s b e t w e e n t h e m . 1 5 1 W h i l e s t u d e n t s i n t h i s c u r r e n t s t u d y w e r e i d e n t i f i e d u s i n g s t r a t e g i e s s i m i l a r t o t h e s e , t h e i n c l u s i o n o f b e t t e r r e a d e r s i n t h i s s t u d y a n d t h e u s e o f l o n g e r t e x t r e v e a l e d a d d i t i o n a l s t r a t e g i e s a s w e l l a s s o m e d i f f e r e n c e s i n w h e n a n d w h y s t u d e n t s u s e d t h e s e s t r a t e g i e s . B e f o r e d e s c r i b i n g t h e s p e c i f i c s t r a t e g i e s , f o u r f e a t u r e s c o m m o n t o a l l t h e s t r a t e g i e s w i l l b e d e s c r i b e d . T h i s i s f o l l o w e d b y s e c t i o n s w h i c h d e s c r i b e a n d d i s c u s s e a c h o f t h e i d e n t i f i e d s t r a t e g i e s , u s i n g c a s e s t u d y d a t a t o i l l u s t r a t e t h e k i n d s o f e v i d e n c e t h a t s u g g e s t e d t h a t s t u d e n t s w e r e u s i n g t h e s e s t r a t e g i e s . C o m m o n F e a t u r e s o f t h e T e x t P r o c e s s i r g S t r a t e g i e g T h e s e s t r a t e g i e s , o r p a t t e r n s o f t e x t u s e , w e r e n o t s t r a t e g i e s t h a t s t u d e n t s w e r e a w a r e o f u s i n g . I n f a c t , s t u d e n t s w e r e t m i f o r m l y u n a b l e t o i d e n t i f y a n y p a r t i c u l a r w a y t h e y u s e d t h e t e x t . D u r i n g t h e i n t e r v i e w s , f o r e x a m p l e , s t u d e n t s w e r e a s k e d t o r e - r e a d o n e p a r a g r a p h i n t h e t e x t . T h e i n t e r v i e w e r a s k e d t h e m i f t h e p a r a g r a p h m a d e s e n s e a n d h o w t h e y f i g u r e d o u t w h a t i t m e a n t . T y p i c a l s t u d e n t a n s w e r s w e r e : D e b o r a h : Y e s , i t m a k e s s e n s e . I t j u s t s t a t e s l i k e w h a t i t m e a n s . ( C o n c e p t s A n d t h a t ' s a b o u t i t . i n S c i e n c e ) D o u g : Y e s , i t d o e s . W e l l , i t ' s m a i n l y v e r y s i m p l e . I t t e l l s ( E x p e r i m e n t a l ) a b o u t p h o t o s y n t h e s i s , o r w h a t e v e r , a n d i t e x p l a i n s T e x t ) w h a t i t m e a n t . S u s a n : Y e a h . I j u s t r e a d i t a n d I l o o k e d a t t h e p i c t u r e a n d ( M o d e r n f i g u r e d i t o u t . ' S c i e n c e ) L i n d a : I t m a d e s e n s e . . . N o t h i n g , j u s t t h i n k i n g . . . . j u s t r e a d i n g ( M o d e r n e a c h w o r d . S c i e n c e ) M a r i a : Y e a h . T h e y m o s t l y t a l k e d a b o u t , u m , h o w t h e p e o p l e ( C o n c e p t s m a k e a n e d u c a t e d g u e s s . . . I d o n ' t k n o w . i n S c i e n c e ) 1 5 2 K e v i n : Y e a h . . . B y r e a d i n g i t . I d o n ' t k n o w w h a t y o u m e a n . ( M o d e r n S c i e n c e ) E v a l i n a : Y e a h . B e c a u s e I r e a d i t . . . T h e y w e r e t e l l i n g m e w h a t i t ( E x p e r i m e n t a l w a s a b o u t . T e x t ) T h e s e s t u d e n t s o b v i o u s l y h a d d i f f i c u l t y a n s w e r i n g q u e s t i o n s t h a t d i r e c t l y a s k e d t h e m h o w t h e y w e r e u s i n g t h e t e x t . T h e r e f o r e , t h e s t r a t e g i e s w e r e i d e n t i f i e d b y m a k i n g i n f e r e n c e s f r o m s t u d e n t s ' a n s w e r s t o a v a r i e t y o f t y p e s o f q u e s t i o n s i n t h e i n t e r v i e w s . T h e s e s t r a t c g i e s w e r e e a c h i n t i m a t e l y l i n k e d t o a p a r t i c u l a r r e a d i n g g o a l . T h e s t u d e n t s w e r e n o t a l l r e a d i n g w i t h t h e g o a l o f m a k i n g s e n s e o f t h e t e x t . F o r e x a m p l e , a m o r e i m p o r t a n t g o a l f o r s o m e s t u d e n t s w a s s i m p l y c o m p l e t i n g t h e a s s i g n e d t a s k . T h e s e s t u d e n t s o f t e n a n s w e r e d q u e s t i o n s a b o u t t h e t e x t i n a w a y t h a t r e v e a l e d a t o t a l l a c k o f u n d e r s t a n d i n g o f c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t . H o w e v e r , t h e y w o u l d i n s i s t t h a t t h e t e x t m a d e s e n s e t o t h e m . A n d t h e t e x t 1 ' 2 3 s e n s i b l e t o t h e s t u d e n t i f w e u n d e r s t a n d t h e n a t u r e o f t h e g o a l t h e s t u d e n t h a d i n m i n d . T h u s , i f s t u d e n t s c o u l d p u t d o w n a n s w e r s t o t h e q u e s t i o n s a n d f i n i s h t h e t a s k w i t h o u t t o o m u c h d i f f i c u l t y , t h e t e x t ” m a d e s e n s e . " T h e p l a c e s t h e s e s t u d e n t s i d e n t i f i e d a s c o n f u s i n g w e r e a l m o s t a l w a y s q u e s t i o n s i n t h e t e x t t h e y c o u l d n o t a n s w e r . S t u d e n t s w e r e s o m e w h a t f l e x i b l e i n t h e i r u s e o f s t r a t e g i e s . S t u d e n t s c o u l d n o t b e c l a s s i f i e d a s M u s i n g o n e s t r a t e g y a s w a s d o n e i n t h e M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 ) s t u d y . W h i l e s o m e r e a d e r s c o n s i s t e n t l y s t u c k t o o n e s t r a t e g y , o t h e r r e a d e r s i n c l u d i n g b o t h p o o r r e a d e r s a n d b e t t e r r e a d e r s , w e r e f o u n d t o s w i t c h s t r a t e g i e s a t t i m e s . T h e s e s w i t c h e s w e r e r e l a t e d t o c h a n g e s i n c o n t e n t a n d o r g a n i z a t i o n o f t h e t e x t o r t o c h a n g e s i n t h e k i n d o f t a s k s t u d e n t s w e r e a s k e d t o d o . F o r i n s t a n c e , p o o r r e a d e r s w h o o v e r r e l i e d o n p r i o r k n o w l e d g e t o r e c a l l w h a t w a s i n t h e t e x t ( t o p - d o w n p r o c e s s o r s a c c o r d i n g t o M a r i a a n d M a c G i n i t i e ) 1 5 3 s o m e t i m e s a n s w e r e d q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t b y c o p y i n g w o r d s f r o m t h e t e x t w i t h o u t t h i n k i n g a b o u t p r i o r k n o w l e d g e a t a l l ( b o t t o m - u p p r o c e s s i n g i n M a r i a a n d M a c G i n i t i e ' s s c h e m e ) . I t i s l i k e l y t h a t t h e l o n g e r t e x t a n d g r e a t e r v a r i e t y o f a s s e s s m e n t m e a s u r e s i n t h i s s t u d y e x p l a i n w h y s t u d e n t s ' s w i t c h i n g o f s t r a t e g i e s w a s s e e n h e r e a n d n o t i n t h e e a r l i e r s t u d i e s . T h u s , s t u d e n t s c a n n o t b e n e a t l y p i g e o n h o l e d c a t e g o r i e s . T h e s t r a t e g y s w i t c h i n g a l s o s u g g e s t s t h a t t h e s t r u c t u r e o f t h e t e x t h a d s o m e i n f l u e n c e o n w h i c h s t r a t e g y a s t u d e n t w o u l d u s e . A l l o f t h e s t r a t e g i e s u s e d b y t h e s t u d e n t s c a n b e d e s c r i b e d i n t e r m s o f h o w s t u d e n t s d r e w f r o m t h r e e d i f f e r e n t s o u r c e s o f k n o w l e d g e : a ) d i s c i p l i n a r y ( o r t e x t ) k n o w l e d g e , b ) r e a l - w o r l d k n o w l e fl d g r e l a t e d t o s u b j e c t m a t t e r ( o r e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e ) , a n d c ) r e a l ~ w o r l d k n o w l e d g e a b o u t h o w t o g e _ t a l o n g i n s c h o o l ( s c h o o l k n o w l e d g e ) . T h e n o t i o n s o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t s u b j e c t m a t t e r a r e b e i n g u s e d h e r e i n t h e s a m e w a y t h a t P i n e s a n d W e s t t a l k e d a b o u t f o r m a l k n o w l e d g e a n d i n t u i t i v e k n o w l e d g e ( s e e p . 4 8 ) . H o w e v e r , a n e w t y p e o f r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , s c h o o l k n o w l e d g e , n e e d s t o b e d e f i n e d . B e f o r e d e f i n i n g s c h o o l k n o w l e d g e , h o w e v e r , t h e o t h e r t w o t y p e s o f k n o w l e d g e w i l l b e b r i e f l y d e f i n e d a g a i n s i n c e d i s c u s s i o n o f t h e s t r a t e g i e s w i l l m a k e f r e q u e n t r e f e r e n c e t o t h e s e s o u r c e s o f k n o w l e d g e . D i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i s t h e c o n c e p t u a l l y o r g a n i z e d , f o r m a l u n d e r s t a n d i n g o f a d i s c i p l i n e ( s u c h a s b i o l o g y ) . I t i s t h a t b o d y o f i d e a s t h a t i s a c c e p t e d a m o n g e x p e r t s i n t h e d i s c i p l i n e a s r e p r e s e n t i n g t h e i r c u r r e n t b e s t u n d e r s t a n d i n g o f t h e f i e l d . S i n c e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i s w h a t t e a c h e r s a n d t e x t b o o k s o f t e n h a v e a s t h e i r g o a l , i t w i l l a l s o b e r e f e r r e d t o a s t e x t k n o w l e d i e . R e a l - w o r l d k n o w l e d g e i s c o m m o n s e n s e k n o w l e d g e a c c u m u l a t e d o v e r t i m e i n a n o n - a n a l y t i c a l , o f t e n n o n - v e r b a l , w a y . T h i s k i n d o f k n o w l e d g e d o e s n o t h a v e t o b e i n t e r n a l l y c o n s i s t e n t a s l o n g a s i t w o r k s i n g e t t i n g a p e r s o n t h r o u g h d a i l y l i f e . I t m a k e s s e n s e t o t h e i n d i v i d u a l i n s p i t e o f i t s i n c o n s i s t e n c i e s , a n d i t i s u s e d 1 5 4 s p o n t a n e o u s l y t o e x p l a i n r e a l - w o r l d e v e n t s . T h i s t y p e o f e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e i s w h a t s c i e n c e e d u c a t o r s h a v e s t u d i e d a s n a i v e t h e o r i e s , m i s c o n c e p t i o n s , o r a l t e r n a t i v e f r a m e w o r k s , a n d w h a t M a r i a a n d M a c G i n i t i e h a v e c a l l e d i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e . A s d i s c u s s e d e a r l i e r ( s e e p . 4 8 ) , m e a n i n g f u l l e a r n i n g o c c u r s w h e n t h e s e f i r s t t w o w o r l d s o f k n o w l e d g e a r e i n t e g r a t e d . H o w e v e r , a n o t h e r k i n d o f r e a l - w o r l d k n o w l e d g e - - k n o w l e d g e a b o u t h o w c l a s s r o o m s , t e x t b o o k s , a n d s c h o o l s w o r k - - c a n e n a b l e a s t u d e n t t o g e t b y w i t h o u t d e v e l o p i n g m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e . T h i s s c h o o l k n o w l e d g e i s t h e s e t o f f a c t s , a l g o r i t h m s , o r s t r a t e g i e s n e e d e d t o p a s s t e s t s a n d p e r f o r m a d e q u a t e l y i n s c h o o l . T h i s n o t i o n t h a t s t u d e n t s h a v e p r i o r k n o w l e d g e a b o u t t h e s c h o o l i n g p r o c e s s i t s e l f ( a b o u t t e a c h e r s , t e x t b o o k s , l e a r n i n g ) i n a d d i t i o n t o p r i o r k n o w l e d g e a b o u t c o n t e n t h a s b e e n d i s c u s s e d b y L u k e , d e C a s t e l l , a n d L u k e ( 1 9 8 4 ) a n d b y R o t h ( 1 9 8 3 ) . H o w t h i s t y p e o f k n o w l e d g e i n f l u e n c e s s t u d e n t l e a r n i n g f r o m t e x t i s a n a r e a t h a t h a s n o t y e t b e e n e x t e n s i v e l y s t u d i e d . T h e i n t e r v i e w s w e r e d e l i b e r a t e l y s t r u c t u r e d t o p r o b e s t u d e n t s ' u s e o f d i s c i p l i n a r y a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , a n d a s a r e s u l t , t h e i n t e r v i e w s w e r e s u c c e s s f u l i n r e v e a l i n g h o w s t u d e n t s u s e d b o t h t h e s e w o r l d s o f k n o w l e d g e i n p r o c e s s i n g t e x t . F o r e x a m p l e , s o m e q u e s t i o n s d i r e c t e d s t u d e n t s ' a t t e n t i o n t o t h e c o n t e n t o f t h e t e x t : " W h a t i s t h e m a i n i d e a o f t h i s s e c t i o n o f t h e t e x t ? “ S u c h q u e s t i o n s c l u e d s t u d e n t s i n t o t h e f a c t t h a t t h e y w o u l d h a v e t o t h i n k a b o u t t h e t e x t c o n t e n t t o a n s w e r a d e q u a t e l y . W h e n a s k e d o t h e r q u e s t i o n s , s t u d e n t s w e r e e n c o u r a g e d t o u s e t h e i r i n t u i t i v e , r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a s w e l l a s i d e a s g l e a n e d f r o m t h e t e x t . F o r e x a m p l e , s t u d e n t s w e r e a s k e d : ' I f I p u t a b o x o v e r t h i s p l a n t , w h a t w o u l d h a p p e n t o i t ? W h y ? " U n f o r t u n a t e l y , d i r e c t q u e s t i o n s a b o u t s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e a b o u t t e x t - b o o k s a n d s c h o o l i n g w e r e n o t b u i l t i n t o t h e i n t e r v i e w f o r m a t . T h a t t h i s k i n d o f 1 5 5 k n o w l e d g e w a s s i g n i f i c a n t i n s o m e s t u d e n t s ' w a y s o f u s i n g t e x t w a s n o t a n t i c i - p a t e d . H o w e v e r , e v i d e n c e f r o m a v a r i e t y o f q u e s t i o n s w e r e u s e d t o m a k e i n f e r e n c e s a b o u t s t u d e n t s ' u s e o f s c h o o l k n o w l e d g e . T h e c a s e s t u d y a n a l y s i s w i l l i l l u s t r a t e h o w s u c h i n f e r e n c e s w e r e d r a w n . T h e s t u d e n t s i n t h i s s t u d y h a d s i x d i f f e r e n t w a y s o f d r a w i n g f r o m t h e s e t h r e e s o u r c e s o f k n o w l e d g e - - t e x t k n o w l e d g e , r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , a n d s c h o o l k n o w l e d g e . T a b l e 5 . 2 p r e s e n t s i n s u m m a r y f o r m t h e s i x s t r a t e g i e s a n d t h e s t u d e n t r e s p o n s e s t o i n t e r v i e w q u e s t i o n s c h a r a c t e r i s t i c o f e a c h o f t h e s e s t r a t e g i e s . T h e s t r a t e g i e s a r e d e s c r i b e d n e x t , e m p h a s i z i n g b o t h t h e c h a r a c t e r i s t i c r e s p o n s e s a n d t h e c o g n i t i v e p r o c e s s e s b e h i n d t h e s e r e s p o n s e s . C a s e s t u d y e x a m p l e s a r e u s e d t o i l l u s t r a t e t h e s e p a t t e r n s o f t e x t u s e . S t r a t e g y O n e : O v e r - r e l i a n c e o n P r i o r K n o w l e d g e i n O r d e r t o C o m p l e t e a S c h o o l T a s k S t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y i n t e r p r e t e d t h e t e x t a l m o s t c o m p l e t e l y i n t e r m s o f t h e i r i n c o r r e c t r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s a n d f o o d . W h e n a s k e d t o r e c a l l w h a t t h e t e x t s a i d , f o r e x a m p l e , t h e y f r e q u e n t l y a t t r i b u t e d t h e t e x t w i t h h a v i n g s a i d t h i n g s t h a t w e r e n o t i n t h e t e x t b u t c a m e f r o m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . S i m i l a r l y , t h e s t u d e n t s a n s w e r e d q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t b y t h i n k i n g a b o u t t h e i r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s r a t h e r t h a n u s i n g t e x t k n o w l e d g e . A l t h o u g h t h e y r e p o r t e d t h e t e x t m a d e s e n s e t o t h e m , t h e s e s t u d e n t s a p p e a r e d t o a v o i d t h i n k i n g a b o u t t h e t e x t i t s e l f . I f t h e y c o u l d d e c o d e t h e w o r d s a n d g e t e n o u g h o f a g i s t o f t h e t e x t t o c a l l u p a n a p p r o p r i a t e a n d w e l l - d e v e l o p e d r e a l - w o r l d s c h e m a , t h e t e x t “ m a d e s e n s e . " I n o t h e r w o r d s , t h e y h a d a s o u r c e o f i n f o r m a t i o n ( p r i o r k n o w l e d g e ) t o a n s w e r t h e q u e s t i o n s i n t h e t e x t a n d i n t h e i n t e r v i e w . n a n a r d e t t t t e r e r x y h x x y h x s e s d o e k u i l e e w l e n w k s n l e e e ‘ . t t t a t f e n t a t n a x w w n i s e s e . e w n k e f s . s . s s n e m O d m O d s n a n e n s t s s e e o t n n s e a m t t s a t s s s c e o o o y r y u u r r s i s . i . t ' n i u c q e e t t h e i t e t D a f o o a f a o y p w n w n p l p c n n e n n e p s ' s s ' s k l a t e e l o l o u e a u e a e n a f x n o R a s c q c R a s c c q R m O i e t i - o r n r p i e p w s a t s s c n e a a s n i f o o f i e t i t t t n a t s e i x e d r e u I p q t o o N N w e i v r e t n I g n i r u D ? d r e u g o n y a s h e c e s v n a o H p s a e d s i e R t n e - - 2 d . u d l s n y w l o y l w l o 5 e t n o o a a n r l S i k w - t t t k o o l c s t r o s i t r o s b a i l e t a T q s e e e r p e e r i R i g p i g u i r l d e e n e l d e n e t R o o l R l c a r a h C - m o r s ' a ~ e n o f t I a e h n t i d r " l d I o i l e s " t t t a d - g l n h o n s u r i a b . w n o “ o t c i h x e M t u e a s s t t t s i t l a n s e a s n t u e t g ' o m c p c t a a i l s e i h b o e a e R f V p ' s L t a r l t x s c - r s t m r e a . f e l . v a o u n . t y s . o l n n i E t a e o c a r e m o p t G c o i T n e d e R f n e i h u m n n i o t i s b c f e t d z P - g a A s o o c r n e a T u h a n n e a c e m r a X c t t d g i l e e o t r i r c n l E F s w a m o o R i a N N O - - l a s e o e D e l m d c a - o c e c - n e w n h n t o k - o r a r e o a c c o s a - n w a i n l i s i t s e g r o l k l p t t l t v n o a f e c x m l i i e e i o E U N I r o t n d r a r e e e o r T r g k l r t o p t c r f i r n N e d s e r e h e d a o O v n e l o a v n o c v n d i e O o w p l o t O t s o O a C t l . z T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s a n d S t u d e n t I n t e r v i e w R e s p o n s e s C h a r a c t e r i s t i c o f E a c h S t r a t e g y I n s e r t s i d e a s f r o m p r i o r k n o w l e d g e t h a t a r e n o t i n t e x t R e l i e s t o t a l l y N o o n p r i o r k n o w - l e d g e S t r a t e g i e s f o r a n s w e r i n g t e x t q u e s t i o n s I m a g i n e s t h e s i - t u a t i o n i n h e a d a n d t h i n k s u p a r e a s o n a b l e e x p l a - n a t i o n b a s e d o n p r i o r k n o w l e d g e L o o k s f o r k e y w o r d i n q u e s t i o n , f i n d s i t b a c k i n t h e t e x t ; t h e n c o p i e s t h e w o r d s s u r — r o u n d i n g t h e k e y w o r d 1 5 6 t y a l e - . d , n y ‘ n - o - p i x - l - t n r - n e s e : s e e t e l s s e e t w m e e o o c a e c b o r x h c n k s o z u f s a n e m e s o n z M r e t t n n t i s w o o i o c s k f n o i l c i n s / a i n . u g c s g e e u t l r e e j w o D a o c r t c c c ‘ a e p i e e c n i d f o g s l a c e e o r i l u h l e w e t i O c t p v r l “ R t f p c t g s n n - - s - n - e e t x e s i u r o o w t e o r i c r q p t . k i e g s w e g n t t s n i x n k o d i n r e a s u i h p x a e t e e r n t s q t a d t o e e h r i i n g g a u t t t w s t i r e S o r r y e x o l p e b p a d b i . f e t u e t v e d d e e l l r n w s s t t u g s w w s e e o o o d p n o n o s n n i e e b e A k l t c D a k s U e t n I g n i r u D ? d r e u g o n y a s h e c e N o s n p s e R t n e d v w i t e a e s s a Y o H a e d i s d i t o n d h e M k t a d w e t f I l s l u a y a j s l - d l s e t e e - g t d o o g t , - w s w n d n y x d n o d l u n l r l o s t t o x e n - a e i e t s l l k o S e e i t r w k o t h i w r w o a n e t k c s t g t o o f o o - d t r t p o p x i l e - y o e s o l w a o e b k k t t a u s i n t i e e . l t d y r n t n s e e e q d r a r r s m s w s i R i g t p a o o e t g a r l d e e e o a i i t x e d i e e n e s d s n e r r u e r r s t R o l u i U k p b p p t f U l c a r a h C a e t d e u I o t a a k e n i i r c d a M i i p p o n r n i p a a p C a m t e s c g - - t - - e s h - e n t n t e d w r e r o a r i r e t o t w f i c t o r o o o a r o c n l s n n y t t s t w i i s k l a p n o a h e i d d c n i e i ; a c l n t t r e t x o a k n d e i i . a m f n s r t o r s s n o e c u s t o r e o l i p t t g c s n c x d t x d p i l t i a e n e r i c e i a n e M p a m l i c c t f m m A ) d e y e - u l d l w b o n n s e d o ' i e o t - i n l t e a a t s t r y s c l n d o e n i g r e n k n s - - t a e a o n l l f w e g s g g p t o x e g r e e l e a , a w e c ( 2 . i n r a o s i e d p d d i d d m n t o l ' y l e o e e e c e e a w a s e k r l p l c l l s l g g d r - l e e d r e e e i i w w w n l w n a l a r l r g y g f k d l i n t i 5 c e l b a T p s a u f o r d e r d o o o i a o r e i n e q i n o e n a e v f w n s n h o a S k d r d k t l e w O o k l o n m U k w c . 4 . . 5 6 R e c a l l o f T e x t R e c a l l s f a c t s i n a n a p p r O p r i a t e c o n c e p t u a l o r g a - n i z a t i o n P i c k s o u t m a i n i d e a a p p r o - p r i a t e l y U s e s b o t h t e x t k n o w l e d g e a n d p r i o r k n o w l e d g e Y e s 1 5 7 1 5 8 U n d e r s t a n d i n g t h e c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t w a s n o t t h e r e a d i n g g o a l o f t h e s e s t u d e n t s . I n s t e a d , p e r f o r m a n c e o f t h e a s s i g n e d t a s k a n d c o m p l i a n c e w i t h s c h o o l e x p e c t a t i o n s w a s t h e g o a l . I n t e r m s o f t h e d i f f e r e n t w o r l d s o f k n o w l e d g e , s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y h a d n o n o t i o n o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e . I n s t e a d , t h e y r e l i e d a l m o s t e x c l u s i v e l y o n t h e i r i n c o r r e c t r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d t h e i r s c h o o l k n o w l e d g e a b o u t h o w t o g e t a l o n g i n t h e s y s t e m . S t u d e n t s w i t h t h e l o w e s t r e a d i n g a c h i e v e m e n t t e s t s c o r e s w e r e t h e o n e s w h o u s e d t h i s s t r a t e g y . M a r i a i s a s t u d e n t w h o u s e d t h i s o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e s t r a t e g y c o n s i s t e n t l y t h r o u g h o u t t h e t h r e e d a y s o f r e a d i n g t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t . A b e l o w g r a d e l e v e l r e a d e r ( 4 . 0 ) , M a r i a r e a d t h r o u g h t h e t e x t w i t h o u t p i c k i n g u p a n y n e w i d e a s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . S h e b e g a n a n d e n d e d i n s t r u c t i o n b e l i e v i n g t h a t p l a n t s u s e s u n , w a t e r , a n d f e r t i l i z e r f o r f o o d . S h e e x p l a i n e d t h a t t h e y n e e d s u n t o b e g r e e n , w a t e r s o t h e y w o n ' t d r y o u t , a n d f e r t i l i z e r t o h e l p ' k e e p t h e s o i l c l e a n a n d f r o m g e t t i n g o l d . " S h e s a i d t h a t t h e f e r t i l i z e r i s o p t i o n a l b e c a u s e " t h a t ' s j u s t o n e o f t h e t h i n g s m y M o m u s e s f o r h e r p l a n t s . " O n l y a t t w o p o i n t s d u r i n g t h e i n t e r v i e w s d i d M a r i a m a k e a n y r e f e r e n c e t o t h e i d e a e m p h a s i z e d i n t h e t e x t t h a t p l a n t s c a n m a k e t h e i r o w n f o o d . O n e o f t h e s e t i m e s t h e b o o k w a s o p e n w h e n s h e w a s a s k e d i f s h e ' d l e a r n e d a n y t h i n g n e w . S h e l o o k e d d o w n a t t h e t e x t a n d r e a d : Y e a h , a l l t h i s s t u f f . T h i s s a y s , ' R e a s o n i n g f r o m e v i d e n c e w e k n o w t h e s e t h i n g s a b o u t g r e e n p l a n t s . G r e e n p l a n t s n e e d l i g h t . G r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . G r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e , a t y p e o f s u g a r ' . I d i d n ' t k n o w g r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e , a t y p e o f s u g a r . E v e n r i g h t a f t e r s h e w a s a s k e d t o r e - r e a d t h e p a r a g r a p h d e s c r i b i n g p h o t o s y n t h e s i s , M a r i a d i d n o t m e n t i o n a n y t h i n g a b o u t p l a n t s m a k i n g t h e i r o w n f o o d . S i n c e s h e c o n t i n u e d t o a s s e r t e m p h a t i c a l l y t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d f r o m s u n , w a t e r , a n d f e r t i l i z e r , s h e c l e a r l y d i d n o t s e e a n y c o n f l i c t b e t w e e n t h e i d e a s p r e s e n t e d i n t h e 1 5 9 t e x t a n d h e r o w n i d e a s . I n t h i s r e g a r d , s h e a l m o s t n e v e r f o u n d t h e t e x t c o n f u s i n g a n d e a c h d a y w a s s u r e t h a t s h e h a d u n d e r s t o o d m o s t o f t h e t e x t : ' I m o s t l y u n d e r s t a n d e d e v e r y t h i n g b u t i f I d i d n ' t g e t i t r i g h t , i t w a s b e c u a s e I f o r g o t w h a t I r e a d . I m o s t l y u n d e r s t a n d e d a l l o f i t . " M a r i a ' s “ i m d e r s t a n d i n g ” o f t h e t e x t i s o b v i o u s l y n o t t h e u n d e r s t a n d i n g t h a t t h e t e x t b o O k w r i t e r s h a d h o p e d s h e w o u l d g e t . H o w e v e r , h e r s t a t e m e n t , “ M o s t o f t h i s s t u f f I a l r e a d y k n e w , " i s a c l u e a s t o h o w s h e c o u l d t h i n k s h e u n d e r s t o o d t h i s t e x t . M a r i a w a s a g o o d d e c o d e r , a s h e r o r a l r e a d i n g f r o m t h e t e x t w a s f l u e n t . H o w e v e r , M a r i a a p p e a r e d t o u s e t h e d e c o d e d w o r d s o n l y t o a c t i v a t e r e l e v a n t s c h e m a . I f s h e c o u l d f i n d a w e l l d e v e l o p e d s c h e m a i n h e r m e m o r y , t h e n s h e f i g u r e d s h e k n e w i t a l l . F o r e x a m p l e , t h e t e x t u s e s m i l k a s a n e x a m p l e o f a f o o d c h a i n , a n d i t t r a c e s f o o d f r o m p e o p l e t o c o w s b a c k t o p l a n t s . T h e c o n c e p t b e i n g e m p h a s i z e d w a s t h a t a l l f o o d s c a n b e t r a c e d b a c k t o p l a n t s , a n d t h a t p l a n t s a r e t h e f o o d b u i l d e r s o f t h e w o r l d . M a r i a w a s p a r t i c u l a r l y p l e a s e d w i t h t h i s s e c t i o n o f t h e t e x t . S h e c o m m e n t e d t h a t i t w a s t h e e a s i e s t s e c t i o n f o r h e r t o u n d e r s t a n d . W h e n a s k e d t o i d e n t i f y t h e m a i n i d e a o f t h e s e c t i o n , s h e s a i d , ” I t ' s a b o u t m i l k . ” T h e i n t e r v i e w e r p r o b e d : “ W a s t h e r e a n y o t h e r m a i n i d e a ? ” T h e s e c t i o n h a d a l s o t a l k e d a b o u t e c o s y s t e m s a n d r e v i e w e d t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s , b u t M a r i a r e p l i e d : ” N o , j u s t m i l k . H o w w e g e t o u r m i l k f r o m c o w s . “ T h e i n t e r v i e w e r p r o b e d a g a i n : " A n d d i d t h e y s a y a n y t h i n g a b o u t t h e c o w s ? ” M a r i a r e p l i e d , " I f w e d i d n ' t h a v e n o c o w s , w e w o u l d n ' t h a v e n o m i l k , s o m e t h i n g l i k e t h a t . ” I n f a c t , t h e b o o k d o e s s a y " s o m e t h i n g l i k e t h a t " b u t t h a t i s a m i n o r p a r t o f w h a t i t h a s t o s a y . W h e n t h e i n t e r v i e w e r a s k e d M a r i a w h a t t h e c o w s m i g h t h a v e t o d o w i t h p l a n t s , s h e r e p l i e d , ' O h n o t h i n . T h e y w e r e t a l k i n g a b o u t p l a n t s a n d t h e n t h e y d i d n ' t . A n d t h e n t h e y d i d a n d t h e n t h e y d i d n ' t . “ T h i s i s c h a r a c t e r i s t i c o f h e r w a y o f i n t e r p r e t i n g t e x t i n t e r m s o f w h a t s h e a l r e a d y k n e w a n d i g n o r i n g e v e r y t h i n g e l s e . I n p a r t i c u l a r , s h e 1 6 0 i g n o r e d a n y n e e d f o r t h e t e x t t o h a v e a n y i n t e r n a l c o n s i s t e n c y . I t d i d n o t p e r p l e x h e r t h a t t h e t e x t w e n t b a c k a n d f o r t h t a l k i n g a b o u t p l a n t s a n d a n i m a l s , w h i c h i n h e r m i n d w e r e c o m p l e t e l y s e p a r a t e s u b j e c t s . A l s o t y p i c a l o f t h i s p a t t e r n o f r e a d i n g i n o r d e r t o f i n d f a m i l i a r i d e a s , s h e r e c a l l e d o n l y a v e r y f e w c o n c e p t s f r o m t h e t e x t e a c h d a y . W h a t s h e d i d r e c a l l w e r e n o t m a i n i d e a s - - n o t e v e n t e c h n i c a l v o c a b u l a r y . S h e r e c a l l e d i d e a s t h a t w e r e t h e m o s t f a m i l i a r t o h e r . O n D a y 3 , f o r e x a m p l e , s h e r e c a l l e d : A b o u t h o w p e 0 p l e g e t t h e i r m i l k f r o m a c o w , a n d h o w t h e y m a k e t h e m i l k , a n d h o w t h e y g e t i t f o r u s t o d r i n k i t a n d i t t a l k e d a b o u t h o w w e n e e d p l a n t s a n d p l a n t s n e e d u s . . . P l a n t s g i v e u s a i r . . . I r e a d a b o u t f r o g s , t o o . I d o n ' t k n o w ( w h a t t h e y s a i d a b o u t f r o g s ) , b u t I j u s t k n o w t h a t t h e y t a l k a b o u t f r o g s i n t h e r e . M o s t r e v e a l i n g o f h e r s t r a t e g y o f o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e , h o w e v e r , w a s h e r w a y o f a n s w e r i n g q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t . R e p e a t e d l y , s h e e x p l a i n e d t h a t s h e a n s w e r e d q u e s t i o n s b y “ t h i n k i n g a b o u t s t u f f I a l r e a d y k n e w " r a t h e r t h a n t h i n k i n g a b o u t w h a t s h e j u s t r e a d . H e r r e a s o n f o r d o i n g t h i s w a s b e c a u s e ' i t w o u l d t a k e m e a l o n g , l o n g t i m e t o l o o k b a c k a n d f i n d i t . ‘ T h u s , s h e h a d d e v e l o p e d a s c h o o l s u r v i v a l s k i l l t o a n s w e r q u e s t i o n s m o r e q u i c k l y s i m p l y b y u s i n g h e r p r i o r k n o w l e d g e . I n a n s w e r i n g t h e q u e s t i o n s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e , t h i s s t r a t e g y o f t e n e n a b l e d h e r t o c o m e u p w i t h c o r r e c t a n s w e r s . M a n y o f t h e q u e s t i o n s p o s e d i n t h i s t e x t a r e m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s t h a t h a v e o n l y t w o c h o i c e s . M a r i a w o u l d r e a s o n f r o m p r i o r k n o w l e d g e t o e l i m i n a t e o n e a n s w e r : Q : T h e s t a t e m e n t t h a t f i t s t h e m a i n c o n c e p t o f t h i s s e c t i o n i s a ) P l a n t s a n d a n i m a l s g i v e o f f o x y g e n . b ) I n s u n l i g h t g r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . M a r i a : C o r r e c t l y s e l e c t e d b a n d e x p l a i n e d , " A n i m a l s b r e a t h e i n o x y g e n . T h e y d o n ' t g i v e i t o f f ! S o i t c o u l d n ' t b e t h a t , s o I j u s t p i c k e d B . " 1 6 1 Q : T h e w o r l d ' s e c o s y s t e m i n c l u d e s i n c l u d e s t h e E a r t h , t h e w a t e r , a n d a ) t h e a i r b ) o u t e r s p a c e M a r i a : C o r r e c t l y p i c k e d a a n d e x p l a i n e d , ' W h a t d o e s o u t e r s p a c e h a v e t o d o w i t h t h e w o r l d ? " I n r e s p o n s e t o a n i n t e r v i e w e r p r o b e , s h e a d m i t s t h a t s h e h a s n o i d e a w h a t a n e c o s y s t e m i s . Q : T h e s u g a r t h a t i s f o u n d i n c o w ' s m i l k c o m e s f r o m a ) g r e e n p l a n t s b ) t h e s o i l M a r i a : I n s p i t e o f h e r f i r m b e l i e f t h a t p l a n t s g e t f o o d f r o m t h e s o i l , s h e c o r r e c t l y p i c k e d ( a ) h e r e b e c a u s e : ” T h e s o i l ! ? ! I t j u s t d i d n ' t c o m e f r o m g a l l . W h a t w o u l d d i r t b e d o i n g i n s i d e m i l k ? " Q : T h e s t a t e m e n t t h a t f i t s t h e m a i n c o n c e p t o f t h i s u n i t i s a ) G r e e n p l a n t s a r e m a j o r r e s o u r c e o f t h e w o r l d e c o s y s - b ) I ’ e e I S p l e d o n o t d e p e n d o n p l a n t s . M a r i a : C o r r e c t l y p i c k e d ( a ) a n d e x p l a i n e d , ” L i k e i f a n y b o d y h a s a d i s e a s e , t h e y c a n g o l o o k f o r a g r e e n p l a n t , a n d t h e y c o u l d f i n d t h e c u r e o r s o m e t h i n g l i k e t h a t . ” T h u s , M a r i a w a s a b l e t o a n s w e r q u e s t i o n s a b o u t e c o s y s t e m s a n d p h o t o s y n t h e s i s w i t h o u t h a v i n g a n y i d e a w h a t t h o s e c o n c e p t s a r e a b o u t . W h e n a s k e d a b o u t t h e s e t e r m s , s h e s a i d s h e r e m e m b e r e d r e a d i n g a b o u t t h e m ' l o t s o f t i m e s “ i n t h e t e x t . T h e i n t e r v i e w e r a s k e d i f t h e w o r d s c o n f u s e d h e r . ' N o , ‘ r e p l i e d M a r i a , " I j u s t w o u l d s k i p t h a t w o r d a n d g o o v e r t o t h e n e x t o n e . “ O f c o u r s e , t h e r e w e r e t i m e s w h e n M a r i a u s e d t h e s a m e s t r a t e g y o f r e a s o n i n g f r o m p r i o r k n o w l e d g e a n d c a m e u p w i t h t h e E r r — o n g a n s w e r . S h e w a s v e r y c o n s i s t e n t , h o w e v e r , i n h e r u s e o f t h i s o v e r r e l i a n c e o n h e r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , a n d i t o f t e n w o r k e d i n g e t t i n g t h e r i g h t a n s w e r . T h e t e x t a l s o o c c a s i o n a l l y a s k e d o p e n r e s p o n s e q u e s t i o n s , a n d M a r i a a g a i n i n t e r p r e t e d t h e s e i n t e r m s o f h e r p r i o r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . S h e n e v e r u s e d t e x t k n o w l e d g e i n c o n s t r u c t i n g t h e s e a n s w e r s : 1 6 2 . Q : T h e c o w l i v e s i n a n e c o s y s t e m . T h e e c o s y s t e m h a s i n i t l i v i n g p l a n t s t h a t t h e c o w n e e d s . I t a l s o h a s i n i t t h e a i r a n d w a t e r t h e c o w n e e d s . I s l i g h t a l s o n e e d e d i n t h e c o w ' s e c o s y s t e m ? M a r i a : I f c o w s d o n ' t g e t s u n , t h e h a i r c o l o r w o n ' t c h a n g e . Q : Y o u c a n t r a c e a l l f o o d b a c k t o g r e e n p l a n t s . W h y d o p e o p l e c a l l g r e e n p l a n t s t h e f o o d b u i l d e r s o f t h e w o r l d ? M a r i a : B e c a u s e e v e r y b o d y e a t s p l a n t s ( n o t e v e r y b o d y e a t s m e a t ) . O n e l a s t e x a m p l e s h o w s h o w v e r y l i t t l e M a r i a t h o u g h t a b o u t t h e t e x t i t s e l f i n a n s w e r i n g q u e s t i o n s . A p a r a g r a p h d e s c r i b e d ” o n e l i v i n g t h i n g ” t h a t c a n l i v e a l m o s t a n y w h e r e o n E a r t h . I t g o e s o n t o d e s c r i b e o t h e r f e a t u r e s o f t h i s l i v i n g t h i n g t h a t u s e s a n i m a l s a n d p l a n t s o f t h e w o r l d f o r f o o d , c l o t h i n g , s h e l t e r , p e t s , w o r k . W h e n a s k e d t o g u e s s t h e n a m e o f t h a t l i v i n g t h i n g , M a r i a p u t " f e r n s . " I n t h e i n t e r v i e w s h e r e c o g n i z e d t h a t t h i s w a s w r o n g b e c a u s e ” f e r n s c a n ' t l i v e e v e r y - w h e r e . " S h e w r o t e i t d o w n , s h e e x p l a i n e d , b e c a u s e f e r n s a r e h e r f a v o r i t e p l a n t . A l t h o u g h s h e r e c o g n i z e d f e r n s w a s w r o n g , s h e s t i l l w a s u n a b l e t o c o m e u p w i t h h u m a n s a s a n a n s w e r . S i n c e M a r i a a n s w e r e d t e x t q u e s t i o n s i n t e r m s o f p r i o r k n o w l e d g e , s h e o b v i o u s l y u s e d t h e s a m e s o u r c e o f k n o w l e d g e t o a n s w e r i n t e r v i e w q u e s t i o n s t h a t w e r e i n t e n d e d t o p r o b e h e r r e a l - w o r l d u n d e r s t a n d i n g o f p l a n t s . W h e n a s k e d , f o r e x a m p l e , w h a t w o u l d h a p p e n i f o n e l e a f o f a p l a n t w e r e c o v e r e d s o i t r e c e i v e d n o l i g h t , s h e c o n f i d e n t l y a n s w e r e d , ” J u s t t h a t o n e l e a f w o u l d d i e a n d t h a t w a s i t . T h e o t h e r s w o u l d s t a y a l i v e . O n e l e a f i t w i l l d i e , i t w i l l d r y o u t . A n d t h e n y o u j u s t p i c k i t o f f . ” S h e d i d n o t f e e l t h e n e e d t o e x p l a i n t h i n g s b e y o n d w h a t s h e k n e w f r o m w a t c h i n g h e r M o m t a k e c a r e o f p l a n t s . I n s u m , M a r i a u s e d h e r i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e t o i n t e r p r e t t h e t e x t a n d t o a n s w e r a s s i g n e d q u e s t i o n s . S h e d i d n o t t r y t o m a k e s e n s e o f t h e t e x t k n o w l e d g e a n d e n d e d i n s t r u c t i o n h o l d i n g n o n e w c o n c e p t s a b o u t f o o d f o r p l a n t s o r a b o u t 1 6 3 e c o s y s t e m s o r a b o u t o x y g e n p r o d u c t i o n b y p l a n t s . I n s t e a d , s h e c l u n g t o h e r m i s c o n c e p t i o n s u n w a v e r i n g l y . H e r s i s a n e x t r e m e c a s e o f a s t u d e n t w h o m a d e a l m o s t n o u s e o f w h a t w a s a c t u a l l y w r i t t e n i n t h e t e x t . D i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e w a s t o t a l l y i n v i s i b l e t o h e r . B u t h e r s t r a t e g y o f r e l y i n g o n r e a l - w o r l d k n o w l e d g e e n a b l e d h e r t o a n s w e r a l l t h e q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t a n d t o g e t m a n y o f t h e m c o r r e c t . T h u s , i n h e r m i n d , s h e h a d m a d e s e n s e o f t h e t e x t . S t r a t e g y T w o : O v e r r e l i a n c e o n W o r d s i n t h e T e x t i n O r d e r t o C o m p l e t e a S c h o o l T a s k L i k e t h e p o o r r e a d e r s t h a t S p i r o ( 1 9 7 9 ) s t u d i e d , t h e s e s t u d e n t s w e r e " b o t t o m - u p " p r o c e s s e r s o f t e x t w h o f o c u s e d o n t h e d e t a i l s i n t h e t e x t a n d f a i l e d t o m a k e a n y s e n s e o f t h e m e a n i n g o f t h e t e x t . T h e d e t a i l s w e r e j u s t i s o l a t e d w o r d s t h a t h a d n o r e l a t i o n s h i p t o e a c h o t h e r o r t o a n y p r i o r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . T h u s , t h e s e s t u d e n t s f a i l e d t o s e e t h e t o t a l m e a n i n g o f t h e t e x t . I n t h e i r r e c a l l s , t h e y r e c i t e d w o r d s o r p h r a s e s t h e y r e a d i n t h e t e x t ( " I t w a s a b o u t c h l o r o - s o m e t h i n g a n d a e c o s y s t e m . " ) w i t h o u t g i v i n g a n y d e s c r i p t i o n o r m e a n i n g t o t h e m . I n a n s w e r i n g t e x t - p o s e d q u e s t i o n s , t h e y c o p i e d w o r d s f r o m t h e t e x t . T h e s e c o p i e d w o r d s m a y o r m a y n o t h a v e s e n s i b l y a n s w e r e d t h e q u e s t i o n , b u t t h i s w a s a s t r a t e g y t h a t o f t e n w o r k e d w e l l e n o u g h t o c o m p l e t e t h e a s s i g n e d t a s k . T h e g o a l o f t h e s e s t u d e n t s w a s 3 9 ; t o l e a r n a n y t h i n g f r o m t h e t e x t , m u c h l e s s t o d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d - i n g s o f t h e c o n c e p t s i n t h e t e x t . R a t h e r , t h e y j u s t r e a d t h e t e x t t o g e t d o n e . T h e y f e l t t h e y u n d e r s t o o d t h e t e x t i f t h e y w e r e a b l e t o d e c o d e t h e w o r d s a n d t o i d e n t i f y d e t a i l s i n t h e t e x t t h a t s a t i s f a c t o r i l y a n s w e r e d q u e s t i o n s p o s e d b y t h e t e x t . B e c a u s e t h i s f o c u s o n w o r d s i n t h e t e x t w a s n e v e r u s e d t o m a k e s e n s e o f w h a t t h e t e x t h a d t o s a y a b o u t p l a n t s , s t u d e n t s r e l i e d t o t a l l y o n t h e i r e x p e r i e n c e - b a s e d k n o w l e d g e t o a n s w e r i n t e r v i e w q u e s t i o n s a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s . N o r e l a t i o n s h i p w a s s e e n b e t w e e n t h e t e x t a n d t h e s t u d e n t s ' r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . 1 6 4 T h u s , s t u d e n t s r e c a l l e d t h e b o o k b e i n g a b o u t ” c h l o r o p h y l l " a n d ' p h o t o s y n t h e s i s , " b u t t h e s e w o r d s w e r e n o t m e n t i o n e d w h e n t h e s t u d e n t w a s a s k e d a b o u t h o w a r e a l p l a n t g e t s i t s f o o d . T h u s , t h e u s e o f t e x t b y t h e s e s t u d e n t s w a s d r i v e n b y t h e i r s c h o o l k n o w l e g e o f w h a t i s n e e d e d t o f i n i s h t h e w o r k . F r o m p r i o r s u c c e s s e s i n s c h o o l t h e y h a d f o u n d t h a t b e i n g a b l e t o r e c i t e k e y w o r d s a n d p h r a s e s f r o m t h e t e x t ( e s p e c i a l l y l a r g e v o c a b u l a r y w o r d s ) c a n o f t e n g e t y o u b y . R e a l - w o r l d k n o w l e d g e w a s s e e n a s a c o m p l e t e l y s e p a r a t e r e a l m o f k n o w l e d g e u s e d t o e x p l a i n e v e r y d a y , n o n - t e x t p h e n o m e n a . S t u d e n t s h a d n o a w a r e n e s s t h a t t h e y w e r e f a i l i n g t o m a k e s e n s e o f t h e d i s c i p l i n a r y c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t . T h i s s t r a t e g y , l i k e t h e f i r s t o n e , w a s u s e d b y s t u d e n t s w i t h t h e l o w e s t r e a d i n g a c h i e v e m e n t t e s t s c o r e s . T h e s e t w o s t r a t e g i e s t h u s r e p r e s e n t t h e m o s t b a s i c s u r v i v a l s t r a t e g i e s . U s i n g t h i s s t r a t e g y , T r a c e y m a n a g e d t o g e t t h r o u g h t h e t a s k o f r e a d i n g t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t . A b e l o w g r a d e l e v e l r e a d e r ( 5 . 6 ) , T r a c e y w a s t h e l e a s t c o o p e r a t i v e s t u d e n t i n t h e s t u d y . S h e h a d s t r o n g i n t e r e s t s o u t s i d e s c h o o l b u t f o u n d a n y t h i n g t o d o w i t h s c h o o l ' a p a i n “ a n d h e l d s c h o o l w o r k i n g r e a t d i s d a i n . S h e s p o k e q u i e t l y a n d o f t e n w a s a n n o y e d w i t h t h e r e a d i n g t a s k a n d t h e i n t e r - v i e w e r ' s q u e s t i o n s . S h e s e e m e d e m b a r r a s s e d t o b e t a l k i n g a b o u t a c a d e m i c w o r k . T r a c e y r e a d t h e t e x t t o p i c k u p k e y v o c a b u l a r y w o r d s a n d s m a l l , i s o l a t e d f r a g m e n t s o f i n f o r m a t i o n . S h e n e v e r l i n k e d t h e s e i d e a s t o g e t h e r a n d n e v e r h a d a n y i d e a w h a t t h e w h o l e i d e a o f t h e t e x t w a s a b o u t . W h e n a s k e d f o r a m a i n i d e a o n D a y 1 , f o r e x a m p l e , s h e s a i d i t w a s a b o u t “ t h e p l a n t i t s e l f . “ H e r r e c a l l s e a c h d a y r e f l e c t a f o c u s o n w o r d s t h a t l a c k e d a n y m e a n i n g f o r h e r . O n D a y 2 , f o r e x a m p l e , s h e s a i d t h a t t h e r e a d i n g w a s a b o u t c e l l s o f t h e p l a n t . W h e n t h e i n t e r v i e w e r p r o b e d f o r m o r e i n f o r m a t i o n , t h e f o l l o w i n g e x c h a n g e t o o k p l a c e : 1 6 5 I ? C a n y o u g i v e m e a n y m o r e d e t a i l s a b o u t w h a t t h e y t a l k e d a b o u t ? T : T h e y g a v e m e s o m e n a m e s , w h a t t h e c e l l s a r e . I : C a n y o u r e m e m b e r a n y o f t h o s e n a m e s ? ' 1 ' : C h l o r o - s o m e t h i n g . I : W h a t d o t h o s e c e l l s d o ? ’ 1 ' : ' W e l l , t h e y r e a l l y d o n ' t d o a n y t h i n g . I : C a n y o u r e m e m b e r w h y t h e y m e n t i o n e d t h e m ? T : N o . I n h e r r e c a l l s T r a c e y f r e q u e n t l y t a l k e d a b o u t p l a n t s t r u c t u r e s w i t h o u t m e n t i o n i n g a n y f u n c t i o n s . A n d i n t r y i n g t o r e m e m b e r t e x t d e t a i l s w i t h o u t a n y m e a n i n g a t t a c h e d t o t h e m , s h e o f t e n m i x e d u p t h e d e t a i l s . I n t h e e x c h a n g e j u s t q u o t e d , f o r e x a m p l e , s h e i n a c c u r a t e l y i d e n t i f i e d c h l o r o - s o m e t h i n g ( c h l o r o p h y l l o r c h l o r o p l a s t s ) a s c e l l s . S h e l a t e r m i s i n t e r p r e t e d t h e t e x t d i s c u s s i o n a b o u t g u a r d c e l l s , c o n c l u d i n g t h a t t h e g u a r d c e l l s g u a r d t h e c h l o r o - c e l l s . T h u s , n o t o n l y d i d s h e h a v e n o i d e a a b o u t t h e f u n c t i o n o f c h l o r o p l a s t s , s h e a l s o h a d a n i n a c c u r a t e d e s c r i p t i o n o f w h a t t h e y w e r e . I n a n o t h e r c a s e , s h e w a s a b l e t o d e s c r i b e a c c u r a t e l y i n h e r r e c a l l w h a t t h e p a r t s o f a p e a s e e d l o o k l i k e a n d " h o w t h e r o o t g r o w s i n t o t h e s o i l f i r s t a n d t h e n t h e p e a p l a n t i t s e l f s t a r t s t o s p r o u t . " W h e n a s k e d a b o u t f u n c t i o n s o f t h e d i f f e r e n t p l a n t p a r t s , h o w e v e r , s h e s a i d s i m p l y , ' t h e y h e l p p e a s g r o w . " A t t i m e s , T r a c e y w a s a w a r e t h a t t h e t e x t m a d e v e r y l i t t l e s e n s e t o h e r . W h i l e m a n y o t h e r s t u d e n t s w o u l d i n s i s t t h a t t h e y u n d e r s t o o d e v e r y t h i n g , T r a c e y o f t e n a d m i t t e d s h e w a s c o n f u s e d . W h e n a s k e d t o i d e n t i f y w h e r e i n t h e b o o k s h e g o t c o n f u s e d , s h e a l m o s t a l w a y s i d e n t i f i e d s p e c i a l i z e d v o c a b u l a r y w o r d s . O n D a y 1 , s h e w a s c o n f u s e d a b o u t t h e v a s c u l a r s y s t e m . O n D a y 2 , i t w a s ' s o m e o f t h e w o r d s I d i d n ' t g e t . " O n D a y 3 , s h e p o i n t e d o u t t h e f o l l o w i n g w o r d s a s c o n f u s i n g : g e r m i n a t i o n , c h l o r o p h y l l , c h l o r o p l a s t , c o t y l e d o n , e m b r y o , d o r m a n t . I n t e r e s t i n g l y , 1 6 6 s h e n e v e r i d e n t i f i e d a n y c o n c e p t u a l d i f f i c u l t i e s . C o n f u s i o n s w e r e a l w a y s a t t h e w o r d l e v e l . I t i s a l s o i n t e r e s t i n g t h a t s h e r e p e a t e d l y r e p o r t e d d i f f i c u l t y w i t h t h e w o r d ” c h l o r o p h y l l ” b u t n e v e r p i c k e d u p a n y n o t i o n o f w h a t i t w a s e v e n t h o u g h i t w a s m e n t i o n e d r e p e a t e d l y i n t h e t e x t . W h a t a b o u t t h e w o r d ” p h o t o s y n t h e s i s " ? S h e n e v e r m e n t i o n e d t h i s o n e , a n d e a c h t i m e i t c a m e u p i n a q u e s t i o n s h e h a d n o i d e a w h a t i t w a s . O n D a y 2 a t e x t q u e s t i o n a s k e d m p h o t o s y n t h e s i s o c c u r s . T h i s q u e s t i o n f o l l o w e d a l e n g t h y d i s c u s s i o n i n t h e t e x t a b o u t l e a f p a r t s a n d w h e r e p h o t o s y n t h e s i s o c c u r s i n t h e l e a f . T r a c e y w a s s t u m p e d b y t h i s q u e s t i o n , " b e c a u s e i t d i d n ' t s a y a n y t h i n g i n t h e r e a b o u t w h e r e i t o c c u r s . " D u r i n g t h e s a m e i n t e r v i e w s h e w a s a s k e d t o r e - r e a d t h e p a r a g r a p h a b o u t p h o t o s y n t h e s i s t h a t a l s o e x p l a i n e d t h a t w a t e r a n d m i n e r a l s i n t h e s o i l a r e n o t f o o d . W h e n a s k e d h o w s h e w o u l d e x p l a i n t h e c o n t e n t o f t h e p a g e t o a f r i e n d , s h e r e a d o u t l o u d d i r e c t l y f r o m t h e b o o k g o i n g t h r o u g h t h e p a r a g r a p h s e n t e n c e b y s e n t e n c e : T e x t P a r a g r a p h T r a c e y ' s E x p l a n a t i o n P r o d u c t i o n o f F o o d . A s d o a l l o t h e r W e l l , p l a n t s p r o d u c e i t s o w n g r e e n p l a n t s , f l o w e r i n g p l a n t s p r o d u c e t h e i r f o o d . . . o w n f o o d . H o w d o t h e y d o t h i s ? F l o w e r i n g p l a n t s , a s y o u k n o w , t a k e i n P l a n t s t a k e i n w a t e r a n d c e r t a i n w a t e r a n d c e r t a i n m i n e r a l s f r o m t h e s o i l . m i n e r a l s f r o m t h e s o i l . . . T h e y T h e y a l s o t a k e i n c a r b o n d i o x i d e f r o m t h e h a v e c a r b o n d i o x i d e i n t h e a i r . . . a i r . B u t t h e s e m a t e r i a l s a r e n o t f o o d . N o a n i m a l , f o r e x a m p l e , c a n g e t e n e r g y f r o m t h e m o r u s e t h e m t o m a k e t h e p r o t O p l a s m o f i t s b o d y . W h a t d o f l o w e r i n g p l a n t s d o t o t h e s e t h i n g s t o c h a n g e t h e m i n t o f o o d ? F l o w e r i n g p l a n t s , a s d o a l l g r e e n T h e y g e t e n e r g y f r o m t h e s u n . p l a n t s , u s e t h e e n e r g y o f s u n l i g h t t o c h a n g e s i m p l e , n o n l i v i n g m a t e r i a l s i n t o f o o d . T h i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s i s c a l l e d p h o t o s y n t h e - s i s . C h l o r O p h j l l . T h e c h i e f f o o d — p r o d u c - C h l o r O p h y l l i s t h e c h i e f f o o d - i n g o r g a n i n t h e f l o w e r i n g p l a n t a r e t h e p r o d u c i n g o r g a n . l e a v e s . 1 6 7 N o t i c e w h a t s e n t e n c e s T r a c e y h a s s k i p p e d o v e r : ' B u t t h e s e m a t e r i a l s a r e n o t f o o d " a n d ” T h i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s i s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . ‘ G i v e n h e r p e n c h a n t f o r f o c u s i n g o n s p e c i a l i z e d v o c a b u l a r y w o r d s , i t i s n o t s u r p r i s i n g t h a t s h e i g n o r e d t h e f i r s t s e n t e n c e . W h y s h e i g n o r e d t h e s e n t e n c e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s i s i m p o s s i b l e t o e x p l a i n , b u t i t i s s o m e t h i n g s h e c o n s i s t e n t l y d i d . A f t e r t h e r e t e l l i n g o f t h i s p a s s a g e , s h e w a s a s k e d w h a t s h e t h o u g h t p h o t o s y n t h e s i s w a s . H e r a n s w e r , c o n s i s t e n t w i t h h e r a p p r o a c h t o t h e t e x t , w a s t h a t i t i s " s o m e k i n d o f c h e m i c a l o r n a m e o r s o m e t h i n g . ” T h e l a s t q u e s t i o n o f t h e t h i r d i n t e r v i e w i s , " C a n y o u t e l l m e a n y t h i n g a b o u t p h o t o s y n t h e s i s ? ” T r a c e y a n s w e r e d , " N o , I d o n ' t r e m e m b e r i t s a y i n g a n y t h i n g a b o u t i t . T r a c e y ' s " r e t e l l i n g ” o f t h e t e x t q u o t e d a b o v e i s i n t e r e s t i n g i n o t h e r w a y s . F i r s t , t h e r e i s a c o n s i s t e n t f o c u s o n e x p l i c i t t e x t w o r d s w i t h o u t a t t a c h i n g m e a n i n g . T h e r e s u l t i s t h a t d e t a i l s g e t c o n f u s e d . N o t e , f o r e x a m p l e , h o w s h e i n t e r p r e t e d t h e l a s t s e n t e n c e . E a r l i e r w e s a w t h a t s h e t h o u g h t c h l o r o p h y l l w a s a c e l l . N o w s h e c a l l s i t a n o r g a n ! A n d s h e w a s n o t p e r p l e x e d b y t h i s c o n t r a d i c t i o n . S h e p r o b a b l y w a s u n a b l e t o s e e t h e c o n t r a d i c t i o n b e c a u s e s h e h a d n o t a t t a c h e d a n y m e a n i n g t o t h e w o r d s , c e l l a n d o r g a n . I n t h e e n d , a s m e n t i o n e d b e f o r e , s h e d e v e l o p e d n o m e a n i n g f o r t h e w o r d , c h l o r o p h y l l . T h u s , s h e f o c u s e d o n t h e k e y w o r d s , c h l o r o p h y l l i n t h i s c a s e , a n d l o o k e d f o r w o r d s s u r r o u n d i n g i t t o e x p l a i n i t . I f i t w a s e x p l a i n e d o n e w a y o n p a g e 5 a n d a n o t h e r w a y o n p a g e 8 i t d i d n o t b o t h e r h e r . S h e d i d n o t e x p e c t t h e t e x t t o m a k e s e n s e o r b e c o n s i s t e n t . S h e d i d n o t r e a d b e y o n d i s o l a t e d d e t a i l s t o r e l a t e w h a t w a s s a i d o n o n e p a g e t o w h a t w a s s a i d o n a n o t h e r . A n o t h e r p o i n t a b o u t T r a c e y ' s r e t e l l i n g o f t h e s e p a r a g r a p h s i s t h a t t h i s w a s t h e o n l y t i m e d u r i n g t h e i n t e r v i e w o r o n t h e t e s t s t h a t T r a c e y m e n t i o n e d a n z t h i n g a b o u t t h e g o a l c o n c e p t t h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d . B y f o c u s i n g o n k e y w o r d s i n i s o l a t i o n , s h e c o n s i s t e n t l y m i s s e d t h i s m a j o r p o i n t . 1 6 8 W h e n a s k e d i f s h e h a d l e a r n e d a n y t h i n g n e w f r o m t h e t e x t , t h e o n l y t h i n g s T r a c e y i d e n t i f i e d w e r e a b o u t t h e g u a r d c e l l s ( a n d w e ' v e s e e n t h a t s h e n a m e s a n i n c o r r e c t f u n c t i o n f o r t h e m ) a n d t h e i n c o r r e c t n o t i o n t h a t c a r b o n d i o x i d e i s a f o o d f o r p l a n t s . H e r e a g a i n , s h e p i c k e d u p a n e w v o c a b u l a r y w o r d , c a r b o n d i o x i d e , a n d w o r d s s u r r o u n d i n g i t . B y f o c u s i n g o n M r a t h e r t h a n m e a n i n g , h o w e v e r , s h e e n d e d u p w i t h i n c o m p l e t e , c o n f u s e d , a n d d i s t o r t e d " m e a n i n g s " . T y p i c a l o f r e a d e r s o v e r r e l y i n g o n e x p l i c i t w o r d s i n t h e t e x t , T r a c e y m a d e a s h a r p d i s t i n c t i o n b e t w e e n h e r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s a n d w h a t t h e t e x t b o o k h a d t o s a y a b o u t p l a n t s . A l t h o u g h s h e a l w a y s w a s h e s i t a n t t o t a l k , s h e h a d a g r e a t d e a l m o r e t o s a y w h e n s h e w a s a s k e d ' r e a l — w o r l d " q u e s t i o n s t h a n w h e n s h e w a s a s k e d t e x t - b a s e d q u e s t i o n s . S h e h a d a n o r g a n i z e d , e x p e r i e n t i a l f r a m e - w o r k f o r t h i n k i n g a b o u t p l a n t s t h a t m a d e s e n s e t o h e r . F a c t s o r i d e a s f r o m t h e t e x t w e r e n e v e r i n c l u d e d i n h e r a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s : I n t e r v i e w e r , D a y 2 : W h a t d o y o u p r e d i c t w o u l d h a p p e n i f I w e r e t o c o v e r t h e w h o l e p l a n t , e x c e p t f o r o n e l e a f , w i t h a b o x s o t h a t l i g h t c o u l d o n l y g e t t o t h e o n e l e a f ? T : W i t h o u t w a t e r i n g i t ? 1 : O h , i t w o u l d g e t w a t e r a n d f e r t i l i z e r . W o u l d i t l i v e ? ' 1 ‘ : W e l l . . . y e a h ) I t w o u l d b e c a u s e i t ' s g e t t i n g t w o o f t h e t h i n g s i t n e e d s a n d I g u e s s i t ' l l h a v e t o g e t s u n f r o m t h e o n e l e a f . I n s p i t e o f h a v i n g r e a d t e x t t h a t s p e c i f i c a l l y d e n i e s t h a t w a t e r a n d f e r t i l i z e r a r e f o o d f o r t h e p l a n t , T r a c e y c o n t i n u e d t o u s e t h i s m i s c o n c e p t i o n t o e x p l a i n r e a l - w o r l d p h e n o m e n a . S h e w a s m o s t c h e e r f u l a b o u t p a r t i c i p a t i n g i n t h e s t u d y w h e n s h e w a s a s k e d t h e s e k i n d s o f q u e s t i o n s . A n s w e r i n g t e x t - r e l a t e d q u e s t i o n s w a s a c o m p l e t e l y d i f f e r e n t m a t t e r , h o w - e v e r . T r a c e y g e n e r a l l y r e l i e d o n t w o s t r a t e g i e s f o r a n s w e r i n g q u e s t i o n s p o s e d i n 1 6 9 t h e t e x t . O f t e n s h e s i m p l y d i d n o t a n s w e r t h e q u e s t i o n . S o m e t i m e s t h i s w a s d o n e w i t h g r e a t d i s d a i n . F o r e x a m p l e , o n e q u e s t i o n i n t h e t e x t a s k e d : Q : H o w d o a n i m a l s d e p e n d u p o n t h e s u g a r s m a d e i n t h e c h l o r o p l a s t s o f g r e e n p l a n t s ? A r e a l l a n i m a l s d e p e n d e n t u p o n t h e s u n f o r t h e i r f o o d ? T r a c e y : H o w s t u p i d . O t h e r t i m e s s h e j u s t p u t b i g X ' s t h r o u g h t h e s p a c e l e f t f o r a n s w e r s . S h e m o s t o f t e n l e f t b l a n k q u e s t i o n s t h a t r e q u i r e d a p p l i c a t i o n o f t e x t c o n c e p t s . W h e n s h e d i d a n s w e r q u e s t i o n s , t h e y t e n d e d t o b e l i t e r a l l e v e l q u e s t i o n s : W h a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? W h e r e d o e s i t t a k e p l a c e i n f l o w e r i n g p l a n t s ? W h a t a r e c h l o r o p l a s t s ? T r a c e y w o u l d p i c k o u t a k e y w o r d i n t h e q u e s t i o n ( p h o t o s y n t h e s i s ) a n d f i n d t h e w o r d i n t h e t e x t . S h e w o u l d t h e n c a p y t h e w o r d s f r o m t h e t e x t . F o r e x a m p l e , s h e a n s w e r e d , “ W h a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? ” , b y s a y i n g " P h o t o s y n t h e s i s i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s . " O b v i o u s l y , t h i s q u e s t i o n a n s w e r i n g w a s a m e a n i n g l e s s a c t i v i t y f o r h e r , s i n c e s h e e n d e d t h e t m i t s a y i n g s h e h a d n e v e r h e a r d o f p h o t o s y n t h e s i s a n d t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d b y t a k i n g i t i n f r o m s u n , s o i l , a n d a i r . I n s u m , T r a c e y w a s n o t r e a d i n g t o m a k e s e n s e o f t h e t e x t b u t s i m p l y t o g e t i t o v e r w i t h . S h e f o c u s e d o n i s o l a t e d w o r d s a n d p h r a s e s i n t h e t e x t i n o r d e r t o a n s w e r t e x t - b a s e d q u e s t i o n s . T h e i n f o r m a t i o n s h e g o t f r o m t e x t b o r e n o r e s e m b l a n c e t o t h e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e t h e t e x t w r i t e r s w e r e t r y i n g t o c o n v e y . I n a d d i t i o n , t h e t e x t c o n t e n t w a s s e e n a s h a v i n g n o t h i n g t o d o w i t h h e r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s w h i c h r e m a i n e d e s s e n t i a l l y t h e s a m e t h r o u g h o u t a l l t h e i n t e r v i e w s . R e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d w h a t t h e t e x t w a s t a l k i n g a b o u t w e r e t w o c o m p l e t e l y s e p a r a t e w o r l d s t o h e r . 1 7 0 S t r a t e g y T h r e e : O v e r r e l i a n c e o n U n r e l a t e d F a c t s i n t h e T e x t D u e t o a n A d d i t i c m N o t i o n o e r a r n i n g T h i s s t r a t e g y w a s u s e d b y b e t t e r r e a d e r s w h o h a d h i g h e r g o a l s f o r t h e i r r e a d i n g t h a n j u s t f i n i s h i n g t h e a s s i g n e d w o r k . T h e s e s t u d e n t s h e l d t h e v i e w t h a t s c h o o l s c i e n c e l e a r n i n g w a s a l l a b o u t d e v e l o p i n g a l i s t o f f a c t s a b o u t n a t u r a l p h e n o m e n a . T h i s l i s t o f f a c t s i s w h a t y o u a r e s u p p o s e d t o b e l e a r n i n g a b o u t i n s c h o o l . Y o u u s e t h e s e f a c t s t o a n s w e r t e x t b o o k q u e s t i o n s . T h u s , t h e y v i e w e d l e a r n i n g f r o m t e x t a s t h e p r o c e s s o f a d d i n g i n n e w f a c t s t o y o u r m e m o r y . U n l i k e t h e f i r s t t w o s t r a t e g i e s , t h i s s t r a t e g y w a s u s e d b y s t u d e n t s w h o h a d ” l e a r n i n g ” a s t h e i r g o a l i n r e a d i n g t e x t . H o w e v e r , t h e i r p r i o r e x p e r i e n c e s w i t h s c h o o l i n g h a d c o n v i n c e d t h e m t h a t m e m o r i z a t i o n o f u n r e l a t e d f a c t s w a s s a t i s f a c t o r y l e a r n i n g . T h u s , t h e y n e v e r a t t e m p t e d t o r e l a t e t h e f a c t s f r o m t h e t e x t t o e a c h o t h e r o r t o t h e i r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s . I n t h i s s e p a r a t i o n o f r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d t e x t - b a s e d k n o w l e d g e , s t u - d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y w e r e v e r y s i m i l a r t o s t u d e n t s u s i n g s t r a t e g y n u m b e r t w o . H o w e v e r , t h e d i f f e r e n c e i n g o a l s b e t w e e n t h e t w o g r o u p s m a d e a b i g d i f f e r e n c e i n t h e w a y s t h e y u s e d t e x t s . F o r e x a m p l e , w e h a v e s e e n t h a t s t u d e n t s u s i n g s t r a t e g y n u m b e r t w o t e n d e d t o r e c a l l s i n g l e w o r d s w h i c h t h e y l i s t e d w i t h o u t r e f e r e n c e t o a n y m e a n i n g . S t u d e n t s w i t h t h e a d d i t i v e n o t i o n o f l e a r n i n g a s t h e i r g o a l , h o w e v e r , o f t e n h a d f a i r l y a c c u r a t e a n d c o m p l e t e r e c a l l s o f e x p l i c i t t e x t m a t e r i a l . T h e y m i g h t r e c a l l , f o r e x a m p l e , t h a t " p l a n t s m a k e t h e i r f o o d ” a n d t h a t " c h l o r o p h y l l i s w h a t m a k e s l e a v e s g r e e n . “ H o w e v e r , t h e y r e m e m b e r e d i d e a s i n n o p a r t i c u l a r c o n c e p t u a l o r d e r , t h e y p l a c e d e q u a l e m p h a s i s o n t r i v i a l d e t a i l s a n d o n m a i n c o n c e p t s , a n d t h e y d i d n o t l i n k f a c t s t o g e t h e r t o d e v e l o p a n o v e r a l l p i c t u r e o f t h e m a i n c o n c e p t s . I n a d d i t i o n , t h e i d e a s t h e s e s t u d e n t s r e m e m b e r e d w e r e n o t u s e d w h e n s t u d e n t s t a l k e d a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s . T h u s , i n c o n t r a s t w i t h s t u d e n t s l i k e T r a c e y , w h o f o c u s e d o n k e y w o r d s o r p h r a s e s w i t h o u t a t t a c h i n g a _ n _ 1 m e a n i n g , t h e s e s t u d e n t s g e n e r a l l y f o c u s e d o n 1 7 1 s e n t e n c e l e v e l i d e a s . T h e y d i d a t t a c h s o m e m e a n i n g t o t h e w o r d s i n t h e t e x t , b u t t h i s m e a n i n g w a s l i m i t e d t o i s o l a t e d , u n r e l a t e d f a c t s t h a t w e r e a d d e d i n t o a s c h o o l l e a r n i n g s c h e m a t h a t w a s t o t a l l y s e p a r a t e f r o m t h e i r r e a l - w o r l d s c h e m a f o r f o o d f o r p l a n t s . U s e o f t h i s a d d i t i v e n o t i o n o f l e a r n i n g a s a c c u m u l a t i n g i s o l a t e d f a c t s p r e v e n t e d s t u d e n t s f r o m d e v e l o p i n g a n y m e a n i n g f u l , d i s c i p l i n a r y u n d e r s t a n d - i n g . ' M y r a ' s r e c a l l a f t e r r e a d i n g t h e f i r s t s e c t i o n o f C o n g p t s i n S c i e n c e s h o w s h o w d i f f e r e n t t h i s s t r a t e g y i s f r o m t h e s t r a t e g i e s u s e d b y M a r i a a n d T r a c e y . S h e d i d n o t m e r e l y l i s t w o r d s o r p h r a s e s t h a t s h e r e m e m b e r e d r e a d i n g a b o u t . I n s t e a d , s h e h a d a f a i r l y r i c h a n d a c c u r a t e r e c a l l o f t h i n g s s a i d i n t h e t e x t . T y p i c a l o f s t u d e n t s a p p r o a c h i n g t e x t a s a l i s t o f f a c t s , h o w e v e r , s h e r e m e m b e r e d k e y c o n c e p t s ( p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d ) a n d t r i v i a l c o n c e p t s ( I t t o o k J o a n 1 1 / 2 w e e k s t o d o t h e e x p e r i m e n t t h e f i r s t t i m e ) e q u a l l y w e l l a n d d i d n o t p l a c e s o m e i d e a s a s m o r e i m p o r t a n t t h a n o t h e r s . F o r e x a m p l e , s h e d i d n o t e m p h a s i z e t h e m e a n i n g o f J o a n ' s e x p e r i m e n t o v e r t h e p r o c e d u r e s J o a n f o l l o w e d . I n f a c t , i t w a s q u i t e t h e o p p o s i t e : D a y 1 - M y r a : S h e h a d s o m e f i s h a n d s h e h a d s o m e p l a n t s i n t h e r e a n d o n e d a y s h e w a s l o o k i n g a t t h e m a n d a b u b b l e c a m e o u t o f o n e o f t h e p l a n t s . A n d s h e s t a r t e d e x p e r i m e n t i n g a l i t t l e , a n d s h e n o t i c e d t h e y w e r e g i v i n g o f f o x y g e n . . . T h e y a s k e d u s w h a t w e t h i n k a b o u t i s s h e t r y i n g - i s i t o x y g e n , t h e y a s k e d u s w h a t w e t h o u g h t . I p u t o n e t i m e i t d i d a n d o n e t i m e i t d i d n ' t . . . T h e y s a i d t h e f i r s t t i m e t h a t i t w a s n ' t s t m n y a l l t h e t i m e . T h e f i r s t t i m e i t w a s o u t f o r 1 1 / 2 w e e k s , t h e s e c o n d t i m e i t w a s o u t o n l y f o r a w e e k a n d e v e r y d a y w a s s u n n y . 1 : D i d s h e m a k e a c o n c l u s i o n a b o u t t h e r o l e o f t h e s u n ? M : N o . T h u s , i n m o s t o f h e r r e c a l l M y r a t a l k e d a b o u t w h a t J o a n g i g . T h e c o n c l u s i o n t o b e d r a w n f r o m t h e e x p e r i m e n t , t h a t p l a n t s r e q u i r e l i g h t t o p r o d u c e o x y g e n , w a s m i s s e d . O t h e r i d e a s i n c l u d e d i n h e r r e c a l l i n a n a p p a r e n t l y r a n d o m o r d e r w e r e 1 7 2 m a j o r c o n c e p t s t h a t " p l a n t s g i v e o f f o x y g e n , “ " p l a n t s c a n m a k e f o o d , " j u s t p l a n t s c a n m a k e f o o d " a n d s u p p o r t i n g d e t a i l s l i k e " o n t h e f i r s t p a g e t h e y h a d a p i c t u r e o f a s u n a n d a p l a n t w i t h w a t e r . " H o w d i d M y r a u s e t h e s e r e c a l l e d i d e a s i n t h i n k i n g a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s ? S h e d i d n o t u s e t h e m a t a l l . A s s o o n a s h e r a t t e n t i o n w a s t u r n e d t o a l i v e p l a n t s i t t i n g o n t h e t a b l e i n f r o n t o f h e r , s h e i m m e d i a t e l y d r o p p e d t h e i d e a o f p l a n t s m a k i n g f o o d a n d t a l k e d a b o u t p l a n t s ' m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d : I : H o w d o y o u t h i n k t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d ? M : T h r o u g h t h e w a t e r i t d r i n k s , w e g i v e i t . I : I s t h e w a t e r f o o d ? M : £ 0 3 3 2 o f t h e f o o d , t h a t ' s s o m e o f t h e f o o d . ' I : W h a t o t h e r t h i n g s a r e f o o d f o r t h e p l a n t s ? M : W a t e r , f e r t i l i z e r , a n d u m , I d o n ' t k n o w . T h e s e a r e e x a c t l y t h e i d e a s s h e u s e d o n t h e p r e t e s t . S h e s p o k e c o n f i d e n t l y a b o u t t h e m , n o t g i v i n g a n y i n d i c a t i o n t h a t s h e s e n s e d a n y c o n f l i c t b e t w e e n t h e s e i d e a s a n d w h a t s h e s a i d i n h e r r e c a l l a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d . T h e i d e a t h a t t h e ' f a c t " i n t h e t e x t h a d a n y t h i n g t o d o w i t h f o o d f o r a r e a l p l a n t d i d n o t s e e m t o o c c u r t o h e r . H o w e v e r , t h e f a c t s s h e r e m e m b e r e d f r o m t h e t e x t d i d b e c o m e u s e f u l t o h e r i n a n s w e r i n g q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t . A f t e r t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g s h e g o t 8 o u t o f 9 o f t h e m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s c o r r e c t , a c c u r a t e l y r e c o g n i z i n g t h a t : - J o a n l e a r n e d a b o u t g r e e n p l a n t s g i v i n g o f f a g a s b y i n v e s t i g a t i n g a n d r e a d i n g . - T h e g a s g r e e n p l a n t s g i v e o f f i s o § y g e n . - T o g i v e o f f t h i s g a s , t h e g r e e n p l a n t s n e e d e d s i m l i g h t . - T h e m a i n c o n c e p t o f t h i s s e c t i o n i s i n s u n l i g h t g r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . - I n p h o t o s y n t h e s i s a g r e e n p l a n t m a k e s o x y g e n . - A g r e e n p l a n t m a k e s f o o d s u b s t a n c e s b y t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s . 1 7 3 - W h e n t h e y r e c e i v e l i g h t g r e e n p l a n t s c a n p r o d u c e o g y g e n . - T h e m a i n c o n c e p t o f t h i s s e c t i o n i s g r p e n p l a n t s c a p t u r e t h e e n e r g y o f s u n l i g h t t o p r o d u c e o x y g e n a n d m a k e f o o d . I n f a c t , t h e o n l y q u e s t i o n t h a t s h e g o t ” w r o n g " a c c o r d i n g t o t h e t e x t b o o k T e a c h e r ' s G u i d e i s d e b a t a b l e . M y r a s e l e c t e d r o o t s r a t h e r t h a n c h l o r o p h y l l a s n e c e s s a r y f o r p h o t o s y n t h e s i s . T h u s , t h e t e x t q u e s t i o n s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e w e r e s t r u c t u r e d s o t h a t M y r a c o u l d d r a w f r o m a l i s t o f f a c t s t o a n s w e r t h e m s u c c e s s f u l l y . G i v e n h e r r e c a l l , w h i c h s o u n d s p r e t t y g o o d ( e s p e c i a l l y c o m p a r e d t o t h o s e o f T r a c e y a n d M a r i a ) , a n d h e r s u c c e s s i n a n s w e r i n g t e x t q u e s t i o n s , i t i s e a s y t o s e e h o w a t e a c h e r u s i n g t h i s t e x t w o u l d t h i n k t h a t M y r a h a d l e a r n e d t h e m a t e r i a l . I t i s a l s o e a s y t o s e e w h y M y r a t h o u g h t s h e l e a r n e d a l o t . S h e r e p o r t e d t h a t i t a l l m a d e s e n s e t o h e r a n d t h a t t h e q u e s t i o n s w e r e e a s y t o a n s w e r . W h e n a s k e d i f s h e h a d l e a r n e d a n y t h i n g n e w f r o m t h e t e x t , M y r a i m m e d i a t e l y r e f e r r e d t o t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e f o o d . W h e n t h e i n t e r v i e w e r d u r i n g a l a t e r i n t e r v i e w p r o b e d t o g e t M y r a t o a p p l y t h e n o t i o n o f m a k i n g f o o d t o a r e a l p l a n t , h o w e v e r , M y r a r e v e a l e d t h a t h e r n o t i o n o f p l a n t s m a k i n g f o o d w a s i n c o m p l e t e , s k e t c h y , a n d i s o l a t e d f r o m o t h e r ' f a c t s " : I : T e l l m e a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d . M : I t m a k e s f o o d , y o u k n o w , l i k e i t m a k e s a l l d i f f e r e n t k i n d s o f f o o d f o r u s a n d i t m a k e s f o o d f o r i t s e l f , a n d I d o n ' t k n o w w h a t k i n d o f f o o d b u t i t d o e s m a k e f o o d . I : H o w d o e s i t m a k e f o o d ? M : I d o n ' t k n o w . I : I s i t d i f f e r e n t f r o m t h e w a y p e O p l e m a k e f o o d ? M : I t h i n k i t ' s d i f f e r e n t b e c a u s e w e m a k e f o o d , l i k e , t h r o u g h a n i m a l s a n d s t u f f . . . W e c o o k i t a n d f r y i t a n d s t u f f a n d t h e y j u s t m a k e i t i n t h e p l a n t . 1 7 4 I : D o y o u k n o w w h a t i t m a k e s i t o u t o f ? M : N o . T h u s , s h e " k n o w s ” t h e f a c t t h a t " p l a n t s m a k e f o o d , " b u t s h e h a s n o t i n t e g r a t e d t h i s f a c t w i t h t h e t e x t ' s d i s c u s s i o n o f t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s - - t h e r a w m a t e r i a l s f o r t h e p r o c e s s , h o w t h e c h e m i c a l r e a c t i o n o c c u r s i n t h e l e a f , e t c . I n s p i t e o f b e i n g a b l e t o a n s w e r m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s c o r r e c t l y i n t h e t e x t a b o u t p h o t o s y n t h e s i s b e i n g a f o o d - m a k i n g p r o c e s s , a b o u t c a r b o n d i o x i d e a n d w a t e r b e i n g t h e r a w m a t e r i a l s f o r t h i s p r o c e s s , a n d a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d , s h e d i d n o t c o n n e c t t h e s e f a c t s t o d e v e l o p a n o v e r a l l n o t i o n o f w h a t t h e f a c t , “ p l a n t s m a k e f o o d ” , r e a l l y m e a n s . T h e e n d o f t h e f i r s t i n t e r v i e w d e m o n s t r a t e s a g a i n t h i s l a c k o f c o n n e c t i o n o f f a c t s i n s p i t e o f b e i n g s u c c e s s f u l a t a n s w e r i n g t e x t q u e s t i o n s a b o u t t h e s e f a c t s i n d i v i d u a l l y : I : T e l l m e a b o u t t h e p a r t s o f t h e t e x t y o u f o u n d s u r p r i s i n g o r w h e r e y o u l e a r n e d s o m e t h i n g n e w . M : T h a t p l a n t s m a k e f o o d . I : D o y o u r e m e m b e r r e a d i n g a n y t h i n g a b o u t p h o t o s y n t h e s i s ? M : Y e s . I : W h a t c a n y o u t e l l m e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s ? M : ( l o n g p a u s e ) . . . U m . . . ( l o n g p a u s e ) I : W h a t d o y o u t h i n k p h o t o s y n t h e s i s i s ? M : U m ( p a u s e ) I d o n ' t k n o w . I n s p i t e o f t h e f a c t t h a t t h e i n t e r v i e w e r a s k e d h e r a b o u t p h o t o s y n t h e s i s r i g h t a f t e r s h e m e n t i o n e d p l a n t s ' m a k i n g o f f o o d , M y r a s a w n o c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e t w o . A t t h e e n d o f t h e t h i r d i n t e r v i e w , t h i n g s h a d n o t c h a n g e d m u c h : I : T e l l m e a b o u t t h i s w o r d ' p h o t o s y n t h e s i s ' . W h a t i s i t ? M : ( l o n g p a u s e ) I j u s t k n e w w h a t i t w a s b u t I f o r g o t . 1 7 5 “ P h o t o s y n t h e s i s “ w a s a m e m o r i z e d f a c t t h a t w a s q u i c k l y f o r g o t t e n . T h e p o s t t e s t r e s u l t s a l s o s h o w t h a t M y r a p i c k e d u p i s o l a t e d f a c t s f r o m t h e t e x t b u t f a i l e d t o u s e t h o s e f a c t s t o e x p l a i n r e a l - w o r l d e v e n t s . T h e p o s t t e s t a l s o r e v e a l s t h a t s h e d i d n o t h a v e t h o s e f a c t s c o n c e p t u a l l y o r g a n i z e d i n a n y w a y . W h e n a s k e d t o d e s c r i b e f o o d f o r p l a n t s o n t h e p o s t t e s t , s h e l i s t e d “ w a t e r , f e r t i l i z e r , a n d o t h e r k i n d s o f t h i n g s y o u c a n b u y a t t h e s t o r e , “ w i t h o u t m e n t i o n i n g t h e f a c t s h e h a d g o t t e n f r o m t h e t e x t t h a t “ p l a n t s m a k e f o o d . “ W h e n a s k e d a b o u t w h y p l a n t s n e e d l i g h t , s h e d i d n o t m e n t i o n p h o t o s y n t h e s i s b u t i n s t e a d e x p l a i n e d : “ S o t h e y c a n g r o w a n d t h e s i m l i g h t o r t h e b r i g h t l i g h t h e l p s t h e m t o g r o w . “ I n t h e m u l t i p l e c h o i c e s e c t i o n o f t h e p o s t t e s t , s h e c i r c l e d w a t e r , s o i l , a i r , l i g h t , f e r t i l i z e r a n d m i n e r a l s a s f o o d f o r p l a n t s a n d g o _ t “ s o m e t h i n g t h e y m a k e . “ T h e o n l y p l a c e s o n t h e t e s t t h a t s h e e v e r m e n t i o n e d p l a n t s ' m a k i n g o f f o o d w e r e o n t h e T / F a n d c h e c k l i s t q u e s t i o n s l a t e r i n t h e t e s t . T h u s , s h e c l e a r l y d i d n o t i n c o r p o r a t e t h i s n o t i o n o f p l a n t s m a k i n g f o o d i n t o h e r r e a l - w o r l d t h i n k i n g a b o u t p l a n t s . O n t h e o t h e r h a n d , M y r a w a s s u c c e s s f u l i n a n s w e r i n g q u e s t i o n s o n t h e p o s t t e s t a b o u t f a c t s t h a t d i d n o t r e q u i r e h e r t o i n t e g r a t e t e x t i n f o r m a t i o n w i t h r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . F o r e x a m p l e , s h e c o r r e c t l y i d e n t i f i e d o x y g e n a s a g a s g i v e n o f f d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s . U n l i k e T r a c e y a n d M a r i a , M y r a w a s fl r e a d i n g j u s t t o g e t t h r o u g h t h e a s s i g n m e n t . S h e t h o u g h t t h a t s h e w a s r e a d i n g t o l e a r n , b u t s h e v i e w e d l e a r n i n g a s t h e g a t h e r i n g o f f a c t s . T h e s e f a c t s d i d n o t h a v e t o b e r e l a t e d t o e a c h o t h e r , a n d t h e y w e r e n o t r e l a t e d t o r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a b o u t p l a n t s . S h e h a d l e a r n e d t h a t t h i s a p p r o a c h t o l e a r n i n g i s s u c c e s s f u l i n t e r m s o f p e r f o r m a n c e i n s c h o o l . S h e d i d n o t f e e l a n y d i s s a t i s f a c t i o n w i t h t h i s s t r a t e g y - - s h e f e l t c o m f o r t a b l e a n s w e r i n g b o t h t h e t e x t q u e s t i o n s a n d t h e r e a l - w o r l d q u e s t i o n s . A l t h o u g h s h e d r e w o n t w o c o n f l i c t i n g s o u r c e s o f k n o w l e d g e t o a n s w e r t h e s e t w o t y p e s o f q u e s t i o n s , s h e n e v e r s e n s e d a n y c o n f u s i o n o r c o n f l i c t i n d o i n g t h i s a n d n e v e r d o u b t e d t h e 1 7 6 r e a s o n a b l e n e s s o f h e r s t r a t e g y . S h e n e v e r r e a l i z e d t h a t s h e w a s f a i l i n g t o t m d e r s t a n d t h e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i n t h e t e x t . S t r a t e g L F o u r : S e p a r a t i o n o f D i s c i p l i n a r y K n o w l e d g e a n d R e a l - W a l d K n o w l e d g e i n O r d e r f o r E a c h t o M a k e S e n s e S t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y r e a d t h e t e x t i n o r d e r t o u n d e r s t a n d t h e d i s c i p l i n a r y v i e w o f f o o d f o r p l a n t s . H o w e v e r , t h i s w a s n o t s e e n a s h a v i n g a n y t h i n g t o d o w i t h s t u d e n t s ' e q u a l l y w e l l - o r d e r e d r e a l - w o r l d s c h e m a o f f o o d f o r p l a n t s . T h u s , t h e s e s t u d e n t s h a d t w o f a i r l y w e l l - d e v e l o p e d s c h e m a t a o f f o o d f o r p l a n t s . T h e y d r e w o n t h e d i s c i p l i n a r y s c h e m a t o a n s w e r t e x t b o o k q u e s t i o n s , a n d t h e y u s e d t h e i r r e a l - w o r l d s c h e m a t o a n s w e r q u e s t i o n s a b o u t r e a l p l a n t s . T h e y w e r e u n a w a r e t h a t t h e t w o v i e w s w e r e i n c o n f l i c t w i t h e a c h o t h e r , a n d t h e i r s u c c e s s i n s c h o o l u s i n g s u c h a s t r a t e g y r e i n f o r c e d t h e i r u s e o f t h e s t r a t e g y . I t i s i m p o r t a n t t o n o t e t h a t t h i s i s t h e f i r s t s t r a t e g y d e s c r i b e d i n w h i c h s t u d e n t s u s e d t h e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e p r e s e n t e d i n t h e t e x t a t a l l . I n s p i t e o f t h e g e n e r a l e x p e c t a t i o n t h a t d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i s w h a t s t u d e n t s w i l l g e t f r o m r e a d i n g t e x t s , s t u d e n t s u s i n g t h e f i r s t t h r e e s t r a t e g i e s f a i l e d t o e n g a g e t e x t i d e a s a t a c o n c e p t u a l l e v e l . T h i s s t r a t e g y b e a r s m a n y s i m i l a r i t i e s t o t h e l a s t s t r a t e g y , i n w h i c h s t u d e n t s o v e r r e l i e d o n f a c t s i n t h e t e x t . T h e s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y , h o w e v e r , d i d n o t a c c u m u l a t e l i s t s o f i s o l a t e d f a c t s f r o m r e a d i n g t h e t e x t . I n c o n t r a s t , t h e y w e r e a b l e t o o r g a n i z e c o n c e p t u a l l y i d e a s p r e s e n t e d i n t e x t , a p p r o p r i a t e l y e m p h a s i z i n g m a j o r i d e a s o v e r m i n o r d e t a i l s . R e c a l l s f o r t h e s e s t u d e n t s t e n d e d t o b e a c c u r a t e a n d f a i r l y c o m p l e t e , w i t h m a i n i d e a s o f t h e t e x t a p p r o p r i a t e l y i d e n t i f i e d . H o w e v e r , t h e s e i d e a s i n t h e r e c a l l w e r e r a r e l y u s e d i n a n s w e r i n g q u e s t i o n s l i k e , “ H o w d o e s t h i s p a r t i c u l a r p l a n t g e t i t s f o o d ? “ I n f a c t , t h e s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y o f t e n s a i d o n e t h i n g i n t h e r e c a l l p o r t i o n o f t h e i n t e r v i e w ( s u c h a s “ w a t e r 1 7 7 i s n o t a f o o d “ ) a n d t h e n c o n t r a d i c t e d t h e m s e l v e s w h e n t a l k i n g a b o u t a r e a l - w o r l d s i t u a t i o n ( “ w a t e r i s f o o d f o r t h i s p l a n t “ ) . T h i s s t r a t e g y w a s o n l y u s e d b y t h r e e s t u d e n t s , a l l o f w h o m u s e d t h i s s t r a t e g y o n l y o n t h e f i r s t d a y o f r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e f i r s t s e c t i o n o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t d o e s n o t i n t r o d u c e t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h e t w o g o a l c o n c e p t s p r e s e n t e d a r e t h a t a ) s c i e n t i s t s d e f i n e f o o d i n t e r m s o f e g e _ r _ g y , s o t h a t t h i n g s l i k e w a t e r a n d v i t a m i n p i l l s a r e n o t c o n s i d e r e d f o o d b y s c i e n t i s t s , a n d b ) t h e y O n g p l a n t ( e m b r y o ) g e t s i t s f o o d f r o m t h e p a r t o f t h e s e e d c a l l e d t h e c o t y l e d o n . V e r a , w h o i s a g r a d e l e v e l r e a d e r , g a v e c o n s i s t e n t a n d c o h e r e n t d e s c r i p t i o n s o f t h e s e t w o g o a l c o n c e p t i o n s i n h e r r e c a l l . H e r r e c a l l s w e r e n o t o n l y a c c u r a t e a n d c o m p l e t e , t h e y g a v e a p p r O p r i a t e e m p h a s i s t o k e y c o n c e p t s o v e r s u p p o r t i n g d e t a i l s . T h e r e c a l l d i d n o t c o n t a i n a n y i n t r u s i o n s f r o m h e r p r i o r k n o w l e d g e , a n d t h e r e w e r e n o s i g n i f i c a n t i d e a s t h a t w e r e o m i t t e d . V e r a s t a r t e d h e r r e c a l l w i t h t h e s t a t e m e n t t h a t s h e l e a r n e d a f e w t h i n g s s h e d i d n ' t k n o w b e f o r e a n d b y a s k i n g i f s h e s h o u l d t e l l e v e r y t h i n g o r j u s t t h e m o s t i m p o r t a n t t h i n g s . S h e s a i d t h a t t h e t e x t w a s m a i n l y a b o u t e x p e r i m e n t s w h i c h s h o w e d t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d b y d e p e n d i n g o n a p a r t o f a s e e d “ w i t h a w e i r d n a m e I c o u l d n ' t p r o n o u n c e . “ A l t h o u g h t h e i n t e r v i e w e r a s k e d h e r w h a t l e t t e r t h i s n a m e s t a r t e d w i t h , V e r a j u s t p a s s e d o v e r t h i s a s i f i t w e r e a t r i v i a l q u e s t i o n . S h e w e n t o n t o e x p l a i n t h e e x p e r i m e n t t h a t w a s d o n e w i t h t h e d i f f e r e n t s e e d p a r t s . T h u s , u n l i k e m a n y o t h e r s t u d e n t s , s h e d i d p e t f o c u s o n t h e w o r d s , c o t y l e d o n a n d e m b r y o , b u t r a t h e r o n t h e m e a n i n g o f t h e e x p e r i m e n t . S h e d e s c r i b e d t h e m a i n i d e a a s “ h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . . . a n d t h e p a r t s o f t h e s e e d a n d h o w t h e l i t t l e t h i n g s ( c o t y l e d o n s ) g i v e t h e g r o w i n g e m b r y o f o o d . “ S h e e x p l a i n e d , a g a i n v e r y a c c u r a t e l y , t h a t “ t h e e m b r y o d e p e n d s o n t h e c o t y l e d o n t o g i v e i t f o o d s o i t w i l l g r o w . “ 1 7 8 S h e a l s o r e c a l l e d t h a t t h e t e x t a s k e d a b o u t a d e f i n i t i o n o f f o o d . I n a d d i t i o n , “ i n t h e b o o k i t s a i d t h a t w a t e r r e a l l y i s n o t t h a t m u c h o f a f o o d . L i k e p e o p l e d o n ' t c o n s i d e r i t a f o o d . . . B e c a u s e i t d o e s n ' t g i v e y o u e n e r g y l i k e s u g a r a n d o t h e r s t u f f . “ T h u s , s h e a l s o a c c u r a t e l y p i c k e d o u t t h e o t h e r m a j o r i d e a f r o m t h e t e x t a b o u t t h e s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n o f f o o d . T h i s r e c a l l s t a n d s o u t f r o m t h o s e g i v e n b y m o s t o f t h e o t h e r s t u d e n t s d e s c r i b e d s o f a r , b e c a u s e i t r e f l e c t s a n a c c u r a t e r e p r e s e n t a t i o n o f t h e d i s c i p l i n a r y o r t e x t k n o w l e d g e . V e r a d i d n o t j u s t r e m e m b e r t h e d e t a i l s a b o u t t h e e x p e r i m e n t , s h e a l s o r e m e m b e r e d w h y t h e e x p e r i m e n t w a s i m p o r t a n t . I n a n s w e r i n g a q u e s t i o n p o s e d b y t h e t e x t , s h e d r e w o n t h i s d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e t h a t i s p r e s e n t e d i n t h e t e x t : Q : U s i n g t h e s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n o f f o o d , e x p l a i n w h y y o u c o u l d n o t l i v e o n w a t e r a n d v i t a m i n p i l l s a l o n e . V e r a : B e c a u s e i t d o e s n ' t g i v e y o u e n e r g y t o k e e p y o u r b o d y g o i n g . H e r u s e o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i n t h i n k i n g a b o u t t h e t e x t w a s t o t a l l y c o n s i s t e n t , w i t h n o d i s t o r t i o n s o r s i g n i f i c a n t o m i s s i o n s f r o m t h e t e x t i n h e r r e c a l l . T h e r e w a s n o h i n t g i v e n i n h e r r e c a l l t h a t s h e m i g h t h o l d a n y m i s c o n c e p t i o n s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . H o w e v e r , a s s o o n a s t h e q u e s t i o n i n g s w i t c h e d t o r e a l - w o r l d p l a n t s , V e r a c o m p l e t e l y a b a n d o n e d t h i s d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i n f a v o r o f h e r p e r s o n a l l y c o n s t r u c t e d , w e l l o r g a n i z e d m i s c o n c e p t i o n s . A l t h o u g h s h e d e s c r i b e d t h e t e x t a s t a l k i n g a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d a n d t h a t t h e y g e t i t m o s t l y f r o m s e e d s , t h i s i s n o t a s o u r c e o f f o o d t h a t w a s e v e r m e n t i o n e d a s s h e t a l k e d a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s . Q : W h a t i s f o o d f o r t h i s p l a n t ? W h e r e d o e s i t c o m e f r o m ? V : T h e f o o d c o m e s f r o m t h e a i r , n o t r e a l l y a i r b u t w a t e r a n d 1 i k e . . . W h e n y o u g i v e i t w a t e r i t h e l p s i t s o i t w i l l c o n t i n u e T h i s s e c t i o n o f t h e i n t e r v i e w w a s f o l l o w e d b y a n i n t e r e s t i n g d i s c u s s i o n o f h o w f o o d f o r p l a n t s i s s i m i l a r o r d i f f e r e n t f r o m f o o d f o r p e o p l e . R e m e m b e r t h a t V e r a r e c a l l e d a c c u r a t e l y t h a t w a t e r i s n o t r e a l l y a f o o d , b e c a u s e i t d o e s n o t s u p p l y e n e r g y t o l i v i n g t h i n g s . N o t i c e i n t h e f o l l o w i n g i n t e r a c t i o n , h o w e v e r , t h a t V e r a d i d n o t u s e t h i s t e x t k n o w l e d g e a t a l l a s s h e d i s c u s s e d w h e t h e r o r n o t w a t e r i s f o o d . I n f a c t , i t s e e m s v e r y s u r p r i s i n g t h a t t h i s e x c h a n g e d i d n o t c a u s e h e r t o r e a l i z e t h a t w h a t s h e h a d j u s t s a i d i n h e r r e c a l l w a s c o n t r a d i c t o r y t o h e r a n s w e r 1 7 9 g r o w i n g , o r g e t b i g g e r . . . L i g h t h e l p s f e e d t h e p l a n t . I t h e l p s j u s t b y , w e l l s o m e p l a n t s n e e d s o m e l i g h t a n d o t h e r p l a n t s , t h e y c a n l i v e i n t h e d a r k . Y o u d i d n ' t s o u n d t o o s u r e a b o u t a i r . . . W e l l i t p r o b a b l y n e e d s s u n a n d w a t e r i s w h a t i t n e e d s . I ' m n o t t o o s u r e a b o u t a i r , b e c a u s e , y o u k n o w , I d o n ' t k n o w h o w t h e p l a n t s r e a l l y g r o w s o r w h a t i t n e e d s t o l i v e . S o y o u ' d s a y s u n a n d w a t e r a r e f o o d f o r t h e p l a n t s . Y e a h . A n y t h i n g e l s e ? S o m e t i m e s t h e y u s e f e r t i l i z e r a n d t h a t j u s t h e l p s . . . j u s t t o k e e p i t s o i t w i l l k i n d o f s t a y a l i v e . t o t h i s q u e s t i o n . I : I n w h a t w a y s i s f o o d f o r p e o p l e s i m i l a r t o a n d / o r d i f f e r e n t f r o m f o o d f o r p l a n t s ? . . . W e l l , i t m i g h t b e l i k e d e p e n d i n g o n i f i t ( t h e p l a n t ) n e e d s l i g h t o r n o t . W e l l , s o m e t i m e s p e o p l e , t h e y d o n ' t r e a l l y n e e d l i g h t t o l i v e , t h e y c a n l i v e i n t h e d a r k . I t ' s n o t l i k e p e o p l e a r e g o i n g t o d i e i f t h e y d o n ' t h a v e 1 i g h t . . . T h e r e ' s a n o t h e r d i f f e r e n c e i s t h a t p e o p l e n e e d a i r , a n d I ' m n o t r e a l l y s u r e i f p l a n t s d o o r n o t . W a t e r . . . i t ' s g o o d f o r p e o p l e b u t i t ' s n o t l i k e t h e m a j o r t h i n g t h a t k e e p s t h e m a l i v e . S o w o u l d y o u c a l l a i r a n d w a t e r , I g u e s s y o u ' r e s a y i n g y o u w o u l d n ' t s u n , b u t w o u l d y o u c a l l a i r a n d w a t e r f o o d f o r p e o p l e ? Y e a h . 1 8 0 T h e d e f i n i t i o n o f f o o d t h a t s h e w a s u s i n g i n t h i s e x c h a n g e f o c u s e s o n w h a t p l a n t s o r p e o p l e 2 2 2 5 . i n o r d e r t o l i v e o r g r o w . I n s p i t e o f t h e t e x t ' s a t t e m p t t o g e t s t u d e n t s t o r e j e c t t h i s d e f i n i t i o n w h e n t h i n k i n g a b o u t p l a n t ' s f o o d a n d t o u s e t h e s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n , V e r a f a i l e d t o m a k e t h e s w i t c h . I n a n s w e r i n g q u e s t i o n s i n t h e t e x t s h e u s e d t h e s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n o f f o o d t o e x p l a i n t h a t w a t e r i s n o t f o o d . W h e n t a l k i n g a b o u t h o w r e a l p e o p l e a n d p l a n t s g e t f o o d , h o w e v e r , s h e e m p h a s i z e d t h a t w a t e r i s a f o o d f o r b o t h p e o p l e a n d p l a n t s . T h u s , s h e u s e d t h e t e x t k n o w l e d g e w h e n s h e w a s t a l k i n g s p e c i f i c a l l y a b o u t t h e t e x t , b u t a s s o o n a s s h e w a s f r e e t o u s e a n y s o u r c e o f i n f o r m a t i o n s h e f e l l b a c k c o m p l e t e l y o n h e r p r i o r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . J u s t a s t h e r e w a s n o h i n t o f h e r m i s c o n c e p t i o n s d u r i n g h e r t e x t r e c a l l , t h e r e w a s n o h i n t o f h e r t e x t k n o w l e d g e a s s h e a n s w e r e d r e a l - w o r l d q u e s t i o n s . T h u s , V e r a h a d t w o w e l l s t r u c t u r e d s c h e m a t a f o r f o o d f o r p l a n t s t h a t e x i s t e d s i d e b y s i d e w i t h o u t e v e r t o u c h i n g e a c h o t h e r . S h e r e l i e d o n o n e s c h e m a f o r s c h o o l o r t e x t - r e l a t e d i s s u e s , a n d t h e o t h e r s c h e m a w a s u s e d t o e x p l a i n t h e r e a l - w o r l d . U n l i k e a n y o f t h e p r e v i o u s s t u d e n t s d e s c r i b e d , s h e m a d e s e n s e o f t e x t k n o w l e d g e . B u t s h e d i d t h i s b y k e e p i n g i t s e p a r a t e f r o m h e r n a i v e w a y s o f t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s . A s a r e s u l t , m e a n i n g f u l l e a r n i n g c o u l d n o t o c c u r . F o r t u n a t e l y , V e r a d i d n o t c o n t i n u e t o u s e t h i s s t r a t e g y d u r i n g t h e t w o s u b s e q u e n t r e a d i n g s , a n d s h e w a s e v e n t u a l l y a b l e t o r e c o n c i l e h e r t w o o p p o s i n g v i e w s a b o u t f o o d . S t r a t e g y F i v e : O v e r r e l i a n c e o n P r i o r K n o w l e d g e i n O r d e r t o M a k e S e i n e o f D i s c i p l i n a r y / T e x t K n o w l e d g e T h i s s t r a t e g y w a s u s e d b y a r e l a t i v e l y l a r g e n u m b e r o f s t u d e n t s , m o s t o f w h o m w e r e r e a d i n g a t o r a b o v e g r a d e l e v e l a s m e a s u r e d b y s t a n d a r d i z e d a c h i e v e m e n t t e s t s . T h e s e s t u d e n t s g e n e r a l l y e x p e c t e d t h e t e x t t o c o n f i r m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e , s o t h a t t h e i r g o a l i n r e a d i n g t h e t e x t w a s b a s i c a l l y t o v e r i f y w h a t 1 8 1 t h e y a l r e a d y k n e w . T h i s a t t i t u d e w a s e x p r e s s e d b y s o m e a s , “ B a s i c a l l y , I a l r e a d y k n e w a l l t h i s . “ P o s s i b l y b e c a u s e t h e s e s t u d e n t s t e n d e d t o b e m o r e s u c c e s s f u l s t u d e n t s t h a n t h o s e u s i n g t h e o t h e r s t r a t e g i e s , t h e y d i d n o t f o c u s p r i m a r i l y o n d e v e l o p i n g s t r a t e g i e s t o g e t b y i n s c h o o l . I n s t e a d , t h e y s e e m e d t o b e g e n u i n e l y t r y i n g t o m a k e s e n s e o f t h e t e x t a n d d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e . I n o r d e r f o r t h e t e x t t o m a k e s e n s e f o r t h e m , h o w e v e r , i t h a d t o f i t i n t o t h e i r r e a l - w o r l d s c h e m a o f f o o d f o r p l a n t s . T h i s i s i n c o n t r a s t w i t h t h e s t r a t e g y u s e d b y V e r a t o m a k e s e n s e o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e b y k e e p i n g i t s e p a r a t e f r o m r e a l - w o r l d k n o w l e d g e . B e - c a u s e t h e r e a l - w o r l d s c h e m a w a s s o s t r o n g l y h e l d a n d b e c a u s e i t w a s o f t e n i n c o n f l i c t w i t h t h e c o n t e n t o f t h e t e x t , t h e s t u d e n t s u s i n g t h i s f i f t h s t r a t e g y h a d t o d i s t o r t o r i g n o r e s o m e o f t h e t e x t i n f o r m a t i o n t o m a k e i t f i t . T h e s e s t u d e n t s d i d n o t e l m d i s t o r t t e x t m e a n i n g t o r e s o l v e c o n f l i c t s b e t w e e n t e x t a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , h o w e v e r . S o m e t i m e s w h e n t h e c o n f l i c t a p p e a r e d v e r y o b v i o u s t o t h e s t u d e n t , m o d i f i c a t i o n s i n t h e s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e w e r e m a d e . H o w e v e r , t h e s e c h a n g e s w e r e u s u a l l y m i n o r a d j u s t m e n t s r a t h e r t h a n t h e m a j o r o v e r h a u l s n e e d e d f o r m e a n i n g f u l l e a r n i n g . T h u s , t h e s e s t u d e n t s g i g m a k e s o m e a t t e m p t s a t i n t e g r a t i n g r e a l - w o r l d a n d d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e . H o w e v e r , w i t h p r i o r k n o w l e d g e t a k i n g t h e d r i v e r ' s s e a t i n t h e p r o c e s s , c h a n g e s i n s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e w e r e o f t e n q u i t e d i f f e r e n t f r o m w h a t w a s a n t i c i p a t e d . K e v i n w a s a n a b o v e g r a d e l e v e l r e a d e r ( 1 2 . 6 ) a n d a s t u d e n t w h o a l m o s t a n y o n e w o u l d h a v e p r e d i c t e d w o u l d h a v e n o t r o u b l e r e a d i n g t h e M o d e r n S c i e n c e c h a p t e r a n d m a k i n g s e n s e o f i t . H e e v e n i n d i c a t e d o n t h e p r e t e s t a t l e a s t s o m e f a m i l i a r i t y w i t h s o m e o f t h e t e r m i n o l o g y c o v e r e d i n t h e t e x t - - l i k e c h l o r o p h y l l a n d p h o t o s y n t h e s i s . W i t h h i s g o o d r e a d i n g s k i l l s a n d s o m e p r i o r k n o w l e d g e , i t w o u l d h a v e b e e n r e a s o n a b l e t o e x p e c t K e v i n t o h a v e n o t r o u b l e r e a d i n g t h e t e x t . 1 8 2 H o w e v e r , K e v i n b e g a n i n s t r u c t i o n w i t h 2 5 y s t r o n g m i s c o n c e p t i o n s t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d w h i c h t h e y t a k e i n f r o m t h e i r e n v i r o n m e n t . T h e n o t i o n t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d c a m e t h r o u g h s t r o n g l y a n d c o n s i s t e n t l y o n h i s p r e t e s t . F o r e x a m p l e , o n t h e p r e t e s t h e d e s c r i b e d f o o d f o r p l a n t s i n t h e f o l l o w i n g w a y : F o o d c a n b e s u n , r a i n , l i g h t , b u g s , o x y g e n , s o i l , a n d e v e n o t h e r d e a d p l a n t s . A l s o w a r m t h o r c o l d n e s s . A l l p l a n t s n e e d a t l e a s t 3 o r 4 o f t h e s e f o o d s . P l u s m i n e r a l s . O n m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n n u m b e r 5 , h e c i r c l e d w a t e r , s o i l , s u n , l i g h t , f e r t i l i z e r a n d m i n e r a l s a s f o o d f o r p l a n t s ( a n d 3 3 “ s o m e t h i n g t h e y m a k e “ ) . O n P a r t I V o f t h e t e s t , h e c h e c k e d o f f t h e f o l l o w i n g i t e m s a s f o o d f o r p l a n t s : s o i l , m i n e r a l s , a i r , p l a n t f o o d f r o m t h e s t o r e , s t m l i g h t , w a r m t h , f e r t i l i z e r , s o m e t h i n g p l a n t s m a k e , w a t e r , a n d t h e s e e d . T h e s e m i s c o n c e p t i o n s p l a y e d a m a j o r r o l e i n K e v i n ' s u s e o f t h e t e x t . T h e y d i r e c t e d h i s i n t e r p r e t a t i o n s o f t e x t . H e w a s a r e a d e r w h o t r i e d t o m a k e s e n s e o f t e x t l m o w l e d g e i n t e r m s o f h i s o w n p r i o r k n o w l e d g e . S u c h a t t e m p t s a t i n t e g r a t i o n o f t h e s e t w o w o r l d s o f k n o w l e d g e s h o u l d h a v e l e d t o m e a n i n g f u l l e a r n i n g . H o w e v e r , K e v i n o v e r r e l i e d o n h i s o w n p r i o r k n o w l e d g e s o c o n f i d e n t l y t h a t h e a l t e r e d h i s m i s c o n c e p t i o n s o n l y s l i g h t l y t o a c c o m m o d a t e n e w t e x t k n o w l e d g e . T h u s , h e e n d e d i n s t r u c t i o n h o l d i n g e s s e n t i a l l y t h e s a m e m i s c o n c e p t i o n s h e h e l d p r i o r t o r e a d i n g t h e t e x t . O n e c h a r a c t e r i s t i c o f r e a d e r s u s i n g t h i s s t r a t e g y w a s t h e i r g o a l o f r e a d i n g w a s t o c o n f i r m w h a t t h e y a l r e a d y k n e w , o r p e r h a p s t o f i l l i n s o m e f i n e - t i m i n g k i n d s o f d e t a i l s a b o u t w h a t t h e y k n e w . T h e r e a r e s e v e r a l r e f e r e n c e s d u r i n g K e v i n ' s i n t e r v i e w s t h a t h e t h o u g h t h e a l r e a d y k n e w m o s t o f t h e c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t : 1 8 3 I : H a d y o u e v e r h e a r d o f p h o t o s y n t h e s i s b e f o r e t h i s ? K e v i n : Y e a h , i n t h e f i f t h g r a d e w e h a d a l l t h i s s t u f f . W e t o o k t h e s t u d y o f f i s h , a n i m a l s , b i r d s , a n d w e d i d p l a n t s t o o . W e d i d o s m o s i s a n d p h o t o s y n t h e s i s . _ 1 _ K e v i n : T h i s i s m o s t l y t h e s a m e ( a s w h a t I h a d b e f o r e ) e x c e p t f o r a l i t t l e m o r e d e t a i l . D a y 3 I : W a s t h e r e a n y t h i n g y o u d i d n ' t u n d e r s t a n d ? K : N o , n o t r e a l l y . B e c a u s e m u c h o f t h i s i s s o r t o f l i k e a r e v i e w f o r m e w i t h m o r e d e t a i l . I : O h , O K . Y o u ' v e h a d s o m e o f t h i s s t u f f b e f o r e . K : Y e a h . T h u s , K e v i n , l i k e o t h e r s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y , w a s n o t e x p e c t i n g t o f i n d a n y t h i n g i n t h e t e x t i n c o n f l i c t w i t h h i s o w n t h i n k i n g . H e o n l y e x p e c t e d t o f i n d m o r e d e t a i l s . T h i s h e l p s e x p l a i n w h y h i s r e c a l l s w e r e o f t e n h e a v i l y f o c u s e d o n n a m i n g n e w p l a n t s t r u c t u r e s . T h i s w a s t h e k i n d o f i n f o r m a t i o n t h a t s t r u c k h i m a s b e i n g n e w , s o m e t h i n g h e d i d n ' t a l r e a d y k n o w : Q : W a s t h e r e a n y p l a c e i n t h e b o o k t h a t s u r p r i s e d y o u o r w a s n e w t o y o u ? K : Y e a h . A b o u t t h e c r o s s s e c t i o n o f l e a f . I d i d n ' t k n o w t h e r e w a s s o m u c h i n t h e r e . O n D a y 2 h i s r e c a l l i n c l u d e d d e s c r i p t i o n s o f t h e f o l l o w i n g p l a n t s t r u c t u r e s : s t o m a t a , g u a r d c e l l s , v e i n s , c h l o r o p h y l l , c h l o r O p l a s t s , e p i d e r m o u s , c e l l s , a i r s p a c e s . E x c e p t f o r h i s o p e n i n g c o m m e n t t h a t “ t h e y t a l k e d a b o u t p l a n t s a n d h o w t h e y e a t , ” ; a _ l _ l _ h i s r e c a l l r e f e r r e d t o d e s c r i p t i o n s o f t h e s e p l a n t s p a r t s a n d t h e i r f u n c t i o n s ( w h i c h h e s o m e t i m e s h a d c o n f u s e d ) . W h e n a s k e d a b o u t t h e m a i n i d e a o f t h e r e a d i n g , h e s a i d : “ I t h i n k t h e r e w a s o n l y o n e m a i n i d e a . I t w o u l d b e w h a t 1 8 4 p a r t s o f t h e p l a n t m a d e w h a t f o o d s a n d h o w t h e y w o r k e d t o g e t h e r . “ S i n c e t h e t e x t o n l y m e n t i o n e d o n e f o o d b e i n g m a d e i n o n e p l a n t p a r t , K e v i n ' s s t a t e m e n t o f t h e m a i n i d e a t e l l s a l o t a b o u t h o w h i s b e l i e f i n m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d i n f l u e n c e d h i s i n t e r p r e t a t i o n o f t h e t e x t . I n s t e a d o f u s i n g t h e d i s c u s s i o n o f d i f f e r e n t p l a n t p a r t s t o d e v e l o p t h e g o a l c o n c e p t , h e f i t t h i s s t r u c t u r e / f u n c t i o n o r g a n i z a t i o n o f t h e t e x t i n t o h i s o w n m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d s c h e m a . S i n c e t h e r e w e r e m u l t i p l e p l a n t p a r t s d i s c u s s e d i n t h e t e x t , i t w a s n ' t d i f f i c u l t t o d o t h i s . O n t h e p o s t t e s t , f o r e x a m p l e , h e s a i d t h a t t h e o n l y p l a n t p a r t s n e e d e d f o r p h o t o s y n t h e s i s a r e l e a v e s a n d c h l o r o p l a s t s . W h i l e t h e t e x t h a s c a r e f u l l y d e s c r i b e d t h e r o l e o f r o o t s a n d s t e m s i n t h i s p r o c e s s , K e v i n ' s i n t e r p r e t a t i o n w a s t h a t t h e r o o t s g e t f o o d f r o m t h e s o i l , w h i l e t h e l e a v e s u s e s u n t o m a k e s u g a r s . I n h i s s c h e m a , w a t e r a n d m i n e r a l s c a n m o v e u p f r o m t h e r o o t s t o f e e d t h e s t e m , a n d s u g a r s c a n m o v e d o w n f r o m t h e l e a v e s t o f e e d t h e s t e m a l s o . K e v i n ' s r e c a l l s a n d a n s w e r s t o t e x t - b a s e d q u e s t i o n s w e r e o f t e n a n i n t e r e s t - i n g m i x o f h i s r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d t e x t k n o w l e d g e . H e d i d n o t t r y t o k e e p t h e s e t w o w o r l d s o f k n o w l e d g e s e p a r a t e . H o w e v e r , r e l y i n g 9 2 1 1 1 1 o n h i s r e a l - w o r l d p r i o r k n o w l e d g e i n t h e i n t e g r a t i o n p r o c e s s r e s u l t e d i n s o m e s i g n i f i c a n t d i s t o r t i o n s o f t e x t . F r o m h i s p e r s p e c t i v e , t e x t h a d t o b e d i s t o r t e d o r i g n o r e d i f i t w a s g o i n g t o m a k e s e n s e a n d f i t i n t o h i s p e r s o n a l s c h e m a o f f o o d f o r p l a n t s . H i s r e c a l l a f t e r t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g w a s p a r t i c u l a r l y l o a d e d w i t h t h e s e a t t e m p t s t o i n t e g r a t e r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d t e x t k n o w l e d g e b y d i s t o r t i n g t h e t e x t . I n t h i s s e c t i o n o f M o d e r n S d e n e e J t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s i s e x p l a i n e d . I n a d d i t i o n , t h e i d e a t h a t w a t e r a n d m i n e r a l s i n t h e s o i l a r e _ n _ o _ g f o o d i s e x p l i c i t l y s t a t e d . I n s p i t e o f t h i s , K e v i n ' s n o t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s d i d n o t c h a n g e s i g n i f i c a n t l y , a n d h i s r e c a l l s u g g e s t s h o w t h i s w a s p o s s i b l e . 1 8 5 F i r s t o f a l l , h e d i d n o t r e c a l l a n y t h i n g b e i n g s a i d a b o u t w a t e r a n d m i n e r a l s n o t b e i n g f o o d . O n t h e c o n t r a r y , h e s a i d : K : I t t o l d a b o u t t h e f o o d f r o m t h e s o i l l i k e m i n e r a l s a n d w a t e r . . . I : T h a t ' s w h a t i t s a i d i n t h e b o o k ? K : Y e a h . A n d h e m a d e s e v e r a l o t h e r r e f e r e n c e s t o t h e t e x t h a v i n g s a i d t h a t f o o d c o m e s f r o m t h e s o i l . N o t i c e h o w h e m e s h e d t h e s e c l a i m s w i t h m a t e r i a l o r t e r m i n o l o g y t h a t w a s i n t h e t e x t : K : T h e ( p i c t u r e ) s h o w e d t h e t w o l a y e r s t h a t m a k e f o o d g o t h r o u g h t h e s t e m f r o m t h e s o i l t o t h e l e a v e s . I t w a s t h e p h l o e m a n d e x l e m , o r s o m e t h i n g l i k e t h a t . K : T h e e x l e m t a k e s f o o d f r o m t h e s o i l a n d p a s s e s i t o n t o t h e l e a v e s s o i t c a n d o p h o t o s y n t h e s i s a n d t h a t k i n d o f s t u f f f r o m t h e l i g h t . K : R o o t h a i r s , t h a t t h e y g o , i t g o e s f a r t h e r t h a n t h e r o o t s . . . a n d i t g o e s f a r t h e r i n t o t h e s o i l t o g e t w a t e r a n d m i n e r a l s a n d s t u f f l i k e t h a t , f o o d . ( \ m d e r l i n i n g e m p h a s i s a d d e d ) H e t h e n d e s c r i b e d t h e m a i n i d e a o f t h e s e c t i o n a s b e i n g a b o u t t h e “ p l a n t a n d i t s p a r t s “ a n d a b o u t “ t h e t w o p a r t s o f f o o d f o r t h e p l a n t s . “ T h e i n t e r v i e w e r p r o b e d h i s m e a n i n g o n t h e s e c o n d m a i n i d e a , a n d h e e x p l a i n e d : I t ( t h e t e x t ) w o u l d t e l l w h a t f o o d i t w o u l d h a v e i n t h e s o i l a n d w h a t f o o d i t w o u l d g e t f r o m t h e s u n l i g h t . . . T h u s , h e h a s n e a t l y c o m b i n e d h i s p e r s o n a l n o t i o n t h a t f o o d c o m e s f r o m t h e s o i l w i t h t h e t e x t n o t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . H e s i m p l y a d d e d p h o t o s y n t h e s i s i n t o h i s s c h e m a o f m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s . I n f a c t , h e f o l l o w e d h i s e x p l a n a t i o n a b o v e w i t h a r e a s o n a b l e e x p l a n a t i o n o f t h e t e x t v i e w o f p h o t o s y n t h e s i s : I : C a n y o u t e l l m e a n y t h i n g m o r e a b o u t t h a t ( h o w i t g e t s f o o d f r o m t h e s u n l i g h t ) ? 1 8 6 K : W e l l , y e a h , i t g e t s i t i n t h e l e a v e s a n d t h e n i t h a s s o m e t h i n g , I t h i n k c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s , a n d i t d o e s i t i n t h e c h l o r o p l a s t s , t h e l i t t l e w h a t e v e r c e l l s o r s o m e t h i n g . T h e y g e t t h e s u n l i g h t a n d t h e y , u m , i s i t o s m o s i s ? T h e y c h a n g e i t ? o r s o m e t h i n g ? T h e y c h a n g e i t i n t o f o o d a n d t h e n i t h e l p s i t , I t h i n k i t k e e p s i t g r e e n . E x c e p t f o r h i s c l a i m t h a t f o o d i s t o k e e p t h e p l a n t g r e e n , t h i s e x p l a n a t i o n s o u n d s p r e t t y g o o d b y i t s e l f . B u t t h e n h e w e n t o n t o e x p l a i n t h a t p l a n t s a l s o g e t f o o d f r o m t h e s o i l . A g a i n , m i x i n g i d e a s f r o m t h e t e x t a n d p r i o r k n o w l e d g e , h e e x p l a i n e d : K : I f t h e r e ' s w a t e r i n t h e s o i l , w e l l i t h a s t o b e , a n d w h a t i t d o e s i s t h e l i t t l e r o o t h a i r s o r t h e r o o t s t r a p t h e w a t e r i n b e t w e e n t h e l i t t l e d i r t , a n d i t w i l l s o a k i t u p a n d t u r n i t i n t o f o o d w h i c h g o e s t o t h e p h l o e m o n t h e o u t s i d e ( o f t h e s t e m ) t o h o l d t h e l e a v e s u p . . . H i s a n s w e r s t o r e a l - w o r l d q u e s t i o n s a b o u t p l a n t s c o n s i s t e d o f a n a l m o s t i d e n t i c a l m i x o f h i s p r i o r k n o w l e d g e a n d t e x t k n o w l e d g e . N o t e , f o r e x a m p l e , h o w s i m i l a r t h e l a s t q u o t a t i o n , t a k e n f r o m h i s s t a t e m e n t a b o u t t h e m a i n i d e a o f t h e t e x t , i s t o h i s a n s w e r t o t h e q u e s t i o n : T e l l m e h o w t h i s ( r e a l - w o r l d ) p l a n t g e t s i t s f o o d : K : I t c a n g e t f o o d i n t w o w a y s , f r o m t h e s u n a n d f r o m t h e d i r t . A n d a l s o a n o t h e r w a y i s f e r t i l i z e r . . . . i t j u s t g e t s l i g h t t h r o u g h t h e l e a v e s a n d i t t u r n s i t i n t o f o o d a n d t h e s a m e t h i n g h a p p e n s i n t h e s o i l e x c e p t i t s f r o m m i n e r a l s a n d w a t e r a n d a h , a i r , o x y g e n . E x c e p t f o r a d d i n g o x y g e n t o t h e l i s t , t h i s i s e x a c t l y w h a t h e c l a i m e d t h e t e x t h a d b e e n s a y i n g . T h u s , h e t r i e d t o m a k e h i s r e a l - w o r l d v i e w o f f o o d f o r p l a n t s a n d h i s t e x t v i e w o f p l a n t s b e t h e s a m e . A s w e h a v e s e e n , o t h e r s t u d e n t s d i d n o t a t t e m p t t o d o t h i s a t a l l . I t i s a l s o c l e a r f r o m t h e w a y K e v i n i g n o r e d k e y s t a t e m e n t s a n d t w i s t e d t h e t e x t s t a t e m e n t s t h a t h i s p r i o r k n o w l e d g e w a s i n c h a r g e o f t h e “ i n t e g r a t i o n “ p r o c e s s . 1 8 7 W h i l e h e l a r g e l y t r i e d t o f i t t e x t i n t o h i s s c h e m a , K e v i n d i d a l t e r h i s m i s c o n c e p t i o n s s l i g h t l y t o a c c o m m o d a t e k n o w l e d g e p i c k e d u p f r o m t h e t e x t . T h u s , f o r e x a m p l e , p h o t o s y n t h e s i s a n d l i g h t a s s o u r c e s o f f o o d w e r e m o v e d u p h i s p r i o r i t y l i s t o f f o o d f o r p l a n t s . A l s o , h e a d d e d i n t o h i s s c h e m a a f a i r l y a c c u r a t e p e r c e p t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s : D a y 2 : W e l l , i n t h e l e a v e s , i n t h e g r e e n p l a n t s , t h e y h a v e l i t t l e c h l o r o p l a s t s w h i c h i n s i d e t h a t h a v e c h l o r o p h y l l . W h e n t h e s u n s h i n e s i n i t d o e s p h o t o s y n t h e s i s . W h i c h c h a n g e s , w e l l i t d o e s n ' t r e a l l y c h a n g e , b u t t h e p l a n t h a s c e r t a i n c h e m i c a l s t h a t c h a n g e t h e s u n l i g h t . . . W e l l , t h e y h a v e c e r t a i n c h e m i c a l s t h a t t h e s i m l i g h t c h a n g e s i n t o s u g a r s w h i c h i s e n e r g y f o r t h e p l a n t . A n d i t r u n s u p a n d d o w n t h e s t e m . W h a t m i d d l e s c h o o l t e a c h e r w o u l d n ' t b e p l e a s e d w i t h t h a t d e s c r i p t i o n ? Y e t , e v e r y t i m e K e v i n g a v e a n a c c u r a t e e x p l a n a t i o n , h e a l w a y s t a c k e d o n s o m e o f h i s o w n n o t i o n s t h a t t o t a l l y c h a n g e d t h e w h o l e p i c t u r e o f h i s b e l i e f s . I t i s o n l y w h e n h i s t h i n k i n g w a s p r o b e d t o e l i c i t t h e s e a d d i t i o n a l i d e a s t h a t i t b e c a m e c l e a r t h a t h i s i d e a a b o u t p h o t o s y n t h e s i s w a s v e r y d i f f e r e n t f r o m t h e g o a l c o n c e p t i o n t h a t p l a n t s g e t t h e i r f o o d s i l l y b y m a k i n g i t : D a y 3 K : . . . ( r e f e r r i n g t o a p i c t u r e o f a n e w l y s p r o u t e d p l a n t ) N o w t h e y c a n s u p p o r t i t s o w n f o o d w i t h t h e l e a v e s . W i t h p h o t o s y n t h e s i s . . . T h e L e g i s k e e p i n g i t a l i v e w h i l e i t d o e s n ' t h a v e l e a v e s , b e c a u s e i t c a n ' t p r o v i d e i t s o w n f o o d w i t h o u t t h e s u n . B e c a u s e p h o t o s y n t h e - s i s . A t a b o u t t h e f o u r t h s t a g e ( y o u n g p l a n t ) i t ' s p r o v i d i n g i t s o w n f o o d . I : H o w i s i t p r o v i d i n g i t s o w n f o o d ? K : B y u s i n g p h o t o s y n t h e s i s , a n d a l s o b y t a k g g i n w a t e r a n d m i n e r a l s f r o m t h e s o i l . ( e m p h a s i s a d d e d ) O n e w a y t h a t K e v i n w a s a b l e t o m a k e s e n s e o f p h o t o s y n t h e s i s i n t e r m s o f h i s m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d s c h e m a r e l a t e s t o t h e t e x t e x p l a n a t i o n t h a t d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s p l a n t s m a k e s u g a r s . H e i n t e r p r e t e d t h i s a s j u s t o n e m o r e k i n d o f f o o d f o r t h e p l a n t : 1 8 8 - D a y 2 I : C o u l d y o u s u m m a r i z e w h e r e d o e s t h e p l a n t g e t i t s f o o d ? K : W h e w , f r o m l o t s o f p l a c e s . F r o m t h e s o i l f o r o n e , f o r t h e m i n e r a l s a n d w a t e r , a n d f r o m t h e a i r f o r o x y g e n . T h e s i m l i g h t f o r s u n a n d i t w o u l d c h a n g e c h e m i c a l s t o s u g a r s . I t s o r t o f m a k e s i t s o w n f o o d a n d g e t s f o o d f r o m t h e g r o u n d . A n d f r o m a i r . D a y 3 I : T e l l m e h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d . K : W e l l , w h i c h f o o d ? I : Y o u t e l l m e . K : I t g e t s m i n e r a l f r o m t h e s o i l a n d w a t e r f r o m t h e s o i l . I t g e t s s t m l i g h t f r o m t h e s u n . I t g e t s . . . t h a t ' s a b o u t i t . B e s i d e s c a r b o n d i o x i d e i n t h e a i r . B ‘ H o w d o e s i t u s e s u n ? K : I t u s e s i t f o r p h o t o s y n t h e s i s s o i t c a n m a k e s u g a r s . O c c a s i o n a l l y t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e t e x t a n d h i s p r i o r k n o w l e d g e w a s s o o b v i o u s t o h i m t h a t h e w a s f o r c e d t o d o m o r e t h a n a d d i n n e w s o u r c e s o f f o o d t o h i s s c h e m a . H e w a s f o r c e d t o M e p a r t o f h i s p e r s o n a l v i e w . T h e m a i n t i m e t h i s h a p p e n e d h a d t o d o w i t h h i s i d e a t h a t o x y g e n i s a f o o d f o r p l a n t s . A l t h o u g h K e v i n d i d n o t i n c l u d e o x y g e n a s f o o d f o r p l a n t s o n t h e p r e t e s t , h e a d d e d i t t o h i s l i s t a f t e r t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g . I n t h a t s e c t i o n t h e r e w a s q u i t e a l e n g t h y d i s c u s s i o n a b o u t h o w o x y g e n c a n m o v e t h r o u g h s p a c e s i n s o i l a n d i n t o t h e r o o t s . K e v i n e a s i l y f i t t h i s n o t i o n i n t o h i s s c h e m a a n d u s e d i t c o n s i s t e n t l y u n t i l t h e e n d o f t h e s e c o n d i n t e r v i e w . T h e n o n D a y 2 h e w a s a s k e d t o r e r e a d t h e p a r a g r a p h a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . T h e p a r a g r a p h s a y s n o t h i n g e x p l i c i t l y a b o u t o x y g e n , b u t i t d o e s s a y : “ F l o w e r i n g p l a n t s a s y o u k n o w t a k e i n w a t e r a n d c e r t a i n m i n e r a l s f r o m t h e s o i l . T h e y a l s o t a k e i n c a r b o n d i o x i d e f r o m t h e a i r . B u t t h e s e m a t e r i a l s a r e n o t f o o d . “ A f t e r r e - r e a d i n g t h e p a r a g r a p h , K e v i n i m m e d i a t e l y r e c o g n i z e d t h a t , “ I w a s w r o n g a b o u t o x y g e n b e i n g f o o d . I t ' s n o t f o o d . I t j u s t k e e p s p l a n t s a l i v e . “ S o 1 8 9 K e v i n e l i m i n a t e s o x y g e n f r o m h i s l i s t o f p l a n t f o o d s . H o w e v e r , h e r e p l a c e d i t w i t h c a r b o n d i o x i d e , a g a s t h a t w a s d i s c u s s e d q u i t e a b i t o n D a y 2 ' s s e c t i o n o f t h e t e x t a n d w a s j u s t d e n i e d a s f o o d i n t h e p a r a g r a p h h e r e r e a d . H e a l s o d i d n o t g i v e u p h i s n o t i o n t h a t w a t e r i s f o o d a s a r e s u l t o f r e a d i n g t h e s e s e n t e n c e s a s e c o n d t i m e . T h u s , e x p l i c i t c o n t r a d i c t i o n s o f h i s m i s c o n c e p t i o n s i n a t e x t s e n t e n c e l e d o n l y t o m i n o r a n d i n a c c u r a t e r e v i s i o n s o f h i s p r i o r k n o w l e d g e . I n f a c t , b y t h e m i d d l e o f t h e f i n a l i n t e r v i e w , h e s w i t c h e d b a c k t o t a l k i n g a b o u t o x y g e n a s a f o o d f o r p l a n t s a n d n o t c a r b o n d i o x i d e . K e v i n ' s p o s t t e s t r e v e a l s v e r y f e w c h a n g e s f r o m t h e p r e t e s t . H e l i s t e d s i m l i g h t , p h o t o s y n t h e s i s , w a t e r , m i n e r a l s a n d o x y g e n a s f o o d f o r p l a n t s i n t h e o p e n r e s p o n s e q u e s t i o n , “ D e s c r i b e w h a t f o o d i s f o r p l a n t s . “ H e c o n s i s t e n t l y a s s e r t e d t h a t p l a n t s t a k e i n 3 1 1 5 } m a k e f o o d . K e v i n ' s s t r a t e g y r e p r e s e n t s a f a s c i n a t i n g c a s e o f h o w e v e n g o o d r e a d e r s c a n s e v e r e l y d i s t o r t t e x t t o f i t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . M a r i a a n d M a c G i n i t i e ( 1 9 8 2 ) s u g g e s t e d t h a t g o o d r e a d e r s w o u l d f l e x i b l y a p p l y a v a r i e t y o f s t r a t e g i e s f o r m a k i n g s e n s e o f t e x t . H o w e v e r , K e v i n c o n s i s t e n t l y r e l i e d o n o n e s t r a t e g y , a n d i t i s e a s y t o s e e h o w t e a c h e r s ( o r r e s e a r c h e r s w h o f a i l t o a s s e s s l e a r n i n g t h o r o u g h l y ) c o u l d t h i n k t h a t K e v i n h a d m a d e s e n s e o f t h e t e x t v i e w o f p h o t o s y n t h e s i s . I f y o u j u s t a s k e d h i m , “ W h a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? , " y o u w o u l d g e t a n e x p l a n a t i o n f a i r l y c o n s i s t e n t w i t h t h e d i s c i p l i n a r y v i e w o f p h o t o s y n t h e s i s p r e s e n t e d i n t h e t e x t . I t w a s o n l y w h e n h i s r e a l - w o r l d k n o w l e d g e w a s p r o b e d t h a t i t b e c a m e c l e a r t h a t h e h a d f i t p h o t o s y n t h e s i s i n t o a f a u l t y p r i o r s c h e m a t h a t p e r m i t t e d m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s . W h i l e K e v i n ' s c a s e i s i n t r i g u i n g , h i s w a s n o t a n u n u s u a l c a s e i n t h i s s t u d y . T h i s s t r a t e g y o f o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e i n o r d e r t o m a k e s e n s e o f t e x t k n o w l e d g e w a s u s e d c o n s i s t e n t l y b y f i v e s t u d e n t s , a n d t h r e e o t h e r s t u d e n t s u s e d t h i s s t r a t e g y p a r t o f t h e t i m e . A s e c o n d e x a m p l e o f a s t u d e n t u s i n g t h i s s t r a t e g y 1 9 0 w i l l i l l u s t r a t e a d i f f e r e n t v a r i a t i o n o f i t s u s e a s w e l l a s p r o v i d e e v i d e n c e t h a t K e v i n ' s s t r a t e g y w a s n o t u n i q u e t o h i m . T h i s c a s e i s m o r e s u b t l e , h o w e v e r . I t t o o k a l o n g t i m e t o u n r a v e l w h a t t h i s s t u d e n t w a s d o i n g . T h e p r o c e s s o f u n r a v e l i n g w h a t a t f i r s t a p p e a r e d t o b e a p u z z l i n g c a s e r e v e a l e d s o m e c r i t i c a l f e a t u r e s a b o u t h o w p h o t o s y n t h e s i s i s e x p l a i n e d i n C o n c e p t s i n S c i e n c e a n d h o w t h i s s t u d e n t u s e d t h o s e t e x t f e a t u r e s t o r e i n f o r c e h i s m i s c o n c e p t i o n s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s a n d a b o u t f o o d f o r p l a n t s . P a r k e r w a s a m a t u r e , b r i g h t , a n d a r t i c u l a t e y o u n g m a n , r e a d i n g a t p o s t - h i g h s c h o o l l e v e l . S c i e n c e w a s a n a r e a o f i n t e r e s t f o r h i m ; h e r e p o r t e d b e i n g “ i n t o h i g h t e c h s t u f f " a n d r e a d i n g l o t s o f s c i e n c e m a g a z i n e s l i k e S c i e n c e 8 4 J D i s c o v e r , e t c . B e f o r e r e a d i n g t h e t e x t , P a r k e r a l r e a d y h a d s o m e n o t i o n s a b o u t p h o t o s y n - t h e s i s . W h e n a s k e d w h y p l a n t s n e e d l i g h t , f o r e x a m p l e , h e p u t “ p l a n t s n e e d l i g h t f o r l i g h t - f o o d c o n v e r s i o n s . “ H o w e v e r , h e n e v e r m e n t i o n e d t h a t n o t i o n a g a i n a n d i n s t e a d c o n s i s t e n t l y d e s c r i b e d f o o d f o r p l a n t s a s t h i n g s t a k e n i n f r o m t h e e n v i r o n m e n t , l i k e “ f e r t i l i z e r , p l a n t f o o d , l i g h t , m i n e r a l s , a n d w a t e r . “ H e d e f i n e d f o o d a s “ s o m e t h i n g h e l p f u l o r n e c e s s a r y f o r p l a n t s . “ O n m u l t i p l e c h o i c e a n d T / F q u e s t i o n s h e s o m e t i m e s a c k n o w l e d g e d t h a t p l a n t s g a p c a n m a k e t h e i r o w n f o o d . 5 0 P a r k e r b e g a n i n s t r u c t i o n a l r e a d y h o l d i n g s o m e i d e a s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s g a i n e d f r o m p r i o r i n s t r u c t i o n a s w e l l a s h i s r e a l - w o r l d n a i v e t h e o r y t h a t a n y t h i n g p l a n t s n e e d i s t h e i r f o o d . W h y h i s c a s e i s s o p u z z l i n g i s d r a m a t i c a l l y d e m o n s t r a t e d b y l o o k i n g a t h i s p o s t t e s t a n s w e r s . N o t o n l y d i d P a r k e r s t i c k b y h i s n o t i o n t h a t f o o d f o r p l a n t s i s “ t h a t w h i c h t h e p l a n t n e e d s t o s u r v i v e , “ h e c o n s i s t e n t l y 5 1 3 1 2 3 3 t h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d . I n c o n t r a s t w i t h h i s p r e t e s t , h i s e x p l a n a t i o n f o r p l a n t s ' n e e d f o r l i g h t w a s n o w “ t o h e l p t h e p l a n t p r o d u c e o x y g e n “ r a t h e r t h a n a n y t h i n g a b o u t f o o d - m a k i n g . E v e r y t i m e h e h a d a c h a n c e t o c h o o s e a n a n s w e r a b o u t p l a n t s g e t t i n g t h e i r f o o d b y m a k i n g i t , b e a v o i d e d t h a t s e l e c t i o n : \ \ ' \ \ 1 9 1 P r e t e s t A n s w e r P o s t t e s t A n s w e r I I . 1 . M o s t p l a n t s g e t f o o d ( y o u m a y c i r c l e m o r e t h a n o n e ) a . f r o m s o i l a b . f r o m a i r b c . f r o m w a t e r c d . b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s * d e . I d o n ' t k n o w 4 . W h i c h l i v i n g t h i n g s m a k e t h e i r o w n f o o d ? a . o n l y a n i m a l s a - s o m e a n i m a l s m a k e m i n e r a l s l i k e r a b b i t s b . o n l y p l a n t s * b c . b o t h p l a n t s a n d a n i m a l s d . n e i t h e r p l a n t s n o r a n i m a l s e . I d o n ' t k n o w 5 . F o r p l a n t s f o o d m e a n s : a . w a t e r b . w a t e r , s o i l , a i r , l i g h t b b c . w a t e r , a i r , l i g h t d . f e r t i l i z e r a n d m i n e r a l s e . s o m e t h i n g t h e y m a k e f . I d o n ' t k n o w 6 . W h e n d o p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d ? a . n e v e r a b . i n t h e l i g h t * b c . i n t h e d a r k ( 1 . i n t h e l i g h t a n d t h e d a r k e . I d o n ' t k n o w 1 1 1 . 3 . T h e p l a n t i n t h e l i g h t m a k e s i t s o w n f o o d . * T F I V . I n t h e f i r s t c o l u m n c h e c k a n y y o u t h a t y o u t h i n k i s / a r e f o o d f o r p l a n t s : s o i l \ / a i r p l a n t f o o d y o u b u y a t t h e s t o r e s u n l i g h t w a r m t h f e r t i l i z e r ‘ / * s o m e t h i n g p l a n t s m a k e p r o p e r c a r e w a t e r c o t y l e d o n o r s e e d \ * A n s w e r s c o n s i s t e n t w i t h t h e t e x t e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . 1 9 2 T h e s e r e s u l t s , w h i c h s h o w e d a n u n u s u a l p r o g r e s s M f r o m t h e g o a l c o n c e p t i o n , w e r e p a r t i c u l a r l y c o n f u s i n g b e c a u s e P a r k e r g a v e f a i r l y c o m p l e t e a n d a c c u r a t e r e c a l l s o f e a c h d a y ' s r e a d i n g a n d s p o k e a b o u t f o o d p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s d u r i n g s o m e i n t e r v i e w s . W h a t h a d g o n e w r o n g o n t h e p o s t t e s t ? H i s c o n s i s t e n c y i n d e n y i n g t h a t p l a n t s m a d e t h e i r f o o d s u g g e s t e d i t w a s s o m e t h i n g m o r e t h a n j u s t c a r e l e s s n e s s o n t h e p o s t t e s t . R e p e a t e d s t u d y o f h i s i n t e r v i e w t r a n s c r i p t s f i n a l l y r e v e a l e d h o w P a r k e r c a m e u p w i t h t h e s e a n s w e r s . T y p i c a l o f s t u d e n t s u s i n g t h e o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e s t r a t e g y , P a r k e r r e a d C o n c e p t s i n S c i e n c e t o c o n f i r m w h a t h e a l r e a d y k n e w . H e r e p e a t e d l y t a l k e d a b o u t h o w h e w a s n o t r e a l l y l e a r n i n g a n y t h i n g n e w , j u s t r e v i e w i n g o r a d d i n g d e t a i l s , t h a t t h i s w a s e a s y s t u f f f o r h i m , “ c u t a n d d r i e d . “ A t o t h e r t i m e s h e s a i d : “ N o , I r e a l l y h a v e n ' t c h a n g e d m y m i n d a b o u t h o w t h e p l a n t g e t s i t s f o o d . I M k n e w t h a t p l a n t s n e e d w a t e r a n d l i g h t . I a l w a y s k n e w i t g o t f o o d f r o m s o i l , “ a n d “ I ' v e a l w a y s d e f i n e d f o o d a s t h a t w h i c h i t n e e d s t o s u r v i v e . “ I n P a r k e r ' s c a s e , h o w e v e r , w h a t h e a l r e a d y k n e w w a s n o t c o n f i n e d t o h i s e x p e r i e n t i a l w o r l d o f k n o w l e d g e . I t i s c r i t i c a l t o u n d e r s t a n d t h a t h e b e g a n t h e r e a d i n g t a s k a l r e a d y h o l d i n g s o m e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s : P : I n t h i r d o r f o u r t h g r a d e , w e d i d a b i g , d e t a i l e d r e s e a r c h t h i n g o n p l a n t s . . . w e t e s t e d w h e t h e r t h e y m a d e o x y g e n . W e t e s t e d w h a t k i n d o f g a s t h e y m a d e . . . W e s t u d i e d t h e p r o c e s s e s o f c h l o r o p h y l l a n d p h o t o s y n t h e s i s . W h a t a p p a r e n t l y h a p p e n e d a s P a r k e r r e a d t h e t e x t i s t h a t h e i n t e r p r e t e d t h e t e x t a n d m a d e s e n s e o f t h e t e x t i n t e r m s o f t w o k i n d s o f p r i o r k n o w l e d g e . H e f i t e v e r y t h i n g i n t h e t e x t i n t o b o t h h i s a ) r e a l - w o r l d k n o w l e d g e t h a t p l a n t s ' f o o d i s a l l t h o s e t h i n g s t h e y n e e d t h a t t h e y t a k e i n f r o m t h e e n v i r o n m e n t , a n d i n t o h i s b ) d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e t h a t w h e n p l a n t s h a v e a l l t h e t h i n g s t h e y n e e d t h e y p r o d u c e o x y g e n ( i n a p r o c e s s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s ) w h i c h i s g i v e n o f f f o r a n i m a l s t o u s e . 1 9 3 U s i n g t h e s e i d e a s P a r k e r a d d e d i n t h e n o t i o n e x p l a i n e d i n t h e t e x t t h a t p l a n t s a l s o m a k e f o o d ( g l u c o s e ) d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s w h i c h , l i k e o x y g e n , i s g i v e n t o a n i m a l s . H e t h o u g h t a b o u t t h i s f o o d i n t h e s a m e w a y h e t h o u g h t a b o u t t h e o x y g e n - - t h e y a r e b o t h p r o d u c t s o f p h o t o s y n t h e s i s t h a t a r e u s e d b y a n i m a l s . H e n e v e r m a d e t h e c o n n e c t i o n t h a t t h e p i g ; a l s o u s e s t h a t f o o d . F o r h i m , t h e p l a n t h a s t w o k i n d s o f f o o d : I : W h a t i s t h e p l a n t ' s f o o d ? P : W e l l , i t c r e a t e s g l u c o s e , a n d i t l i v e s o f f m i n e r a l s , s u n l i g h t , a n d c a r b o n d i o x i d e . T h u s , t h e p l a n t h a s f o o d t h a t i t u s e s i t s e l f ( m i n e r a l s , c a r b o n d i o x i d e , e t c . ) a n d f o o d t h a t i t c r e a t e s f o r p e o p l e a n d a n i m a l s t o u s e . W h e n e v e r h e m e n t i o n e d g l u c o s e p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s , h e a l w a y s e x p l a i n e d t h a t t h e g l u c o s e i s f o r p e o p l e o r a n i m a l s . I : A n y t h i n g e l s e a b o u t h o w a p l a n t g e t s i t s f o o d ? P : U m , c a r b o n d i o x i d e i s f r o m p e o p l e . P l a n t s p r o d u c e o x y g e n a n d g l u c o s e w h i c h c a n b e u s e d b y p e o p l e . . . T h e y l i v e o f f o f e a c h o t h e r a n d i t s a n i c e r o u n d r o b i n c i r c l e . M o s t o f t h e t i m e , h o w e v e r , P a r k e r d i d n o t m e n t i o n g l u c o s e p r o d u c t i o n d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s . R e l y i n g o n h i s p r i o r k n o w l e d g e a b o u t p h o t o s y n t h e s i s , h e f o c u s e d o n t h e p r o d u c t i o n o f m g ; i n p h o t o s y n t h e s i s . T h e f a c t t h a t f o o d i s a l s o m a d e d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s w a s o f s e c o n d a r y i m p o r t a n c e t o h i m . H e c o n t i n u e d t o i n c o r r e c t l y i n t e r p r e t p h o t o s y n t h e s i s a s a p r o c e s s o f c h a n g i n g c a r b o n d i o x i d e i n t o o x y g e n . T h e f a c t t h a t t h e g l u c o s e p r o d u c t i o n w a s n e w t o h i m a n d n o t a s i m p o r t a n t t o h i m a s o x y g e n p r o d u c t i o n c a m e t h r o u g h t h e i n t e r v i e w s f r e q u e n t l y . N o t e i n t h e f o l l o w i n g e x c e r p t s , f o r e x a m p l e , h o w h e o f t e n i g n o r e d f o o d p r o d u c t i o n a s a p a r t o f p h o t o s y n t h e s i s . W h e n h e d i d i n c l u d e i t , i t w a s a l w a y s t r e a t e d a s l e s s 1 9 4 i m p o r t a n t a n d a s s o m e t h i n g g i v e n 2 g b y t h e p l a n t , r a t h e r t h a n u s e d a s f o o d f o r t h e p l a n t i t s e l f : D e y 2 P : . . . g o e s t h r o u g h t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s a n d s p i t s o u t o x y g e n . P : ( l o o k i n g o v e r t h e t e x t ) r e a d s “ o x y g e n p l u s g l u c o s e . “ I f o r g o t a b o u t t h a t , a b o u t t h e g l u c o s e . 1 k e e p f o r g e t t i n g a b o u t t h e s u g a r . 1 : A n y t h i n g n e w t h e r e , o n p . 1 2 ? P : . . . I w a s n ' t s o m u c h a w a r e o f t h e s u g a r a s I w a s o f t h e o x y g e n . . . I k n e w t h e s u g a r w a s c r e a t e d b y t h e s a m e p r o c e s s a s t h e o x y g e n w a s . . . I w a s n ' t s o a w a r e t h a t i t w a s , I m e a n , t h e a r t i c l e m a k e s i t s u c h a s t r e s s . I t s t r e s s e s s u g a r m u c h m o r e t h a n I n o r m a l l y t h o u g h t o f i t . M o s t o f w h a t I h a d s t u d i e d h a d d o n e , o x y g e n w a s s t r e s s e d . P l a n t s d o m a k e o x y g e n . 1 : W h y d o y o u t h i n k i t s t r e s s e s s u g a r ? P : W e l l , I ' m s u r e m o s t p e o p l e b y t h e t i m e t h e y g e t t o s t u d y i n g t h i s a l r e a d y k n o w a b o u t t h e o x y g e n , a b o u t h o w p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . T h e y ' r e u n d o u b t e d l y d o i n g i t t o m a k e y o u r e m e m b e r t h a t t h e y d o g i v e o f f s u g a r . . . U m . . . i t ' s a l s o t h a t t h e s u g a r t h e y g i v e o f f i s i m p o r t a n t . I t ' s f o o d f o r a g o o d d e a l o f a n i m a l s . 1 : I m a g i n e I ' m s o m e o n e w h o ' s n e v e r h e a r d o f p h o t o s y n t h e s i s . W h a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? P : P h o t o s y n t h e s i s i s a p r o c e s s w h i c h a p l a n t u s e s t o c h e m i c a l l y c h a n g e c a r b o n d i o x i d e i t i n t a k e s a n d o t h e r c h e m i c a l s i t i n t a k e s f r o m s o i l a n d f r o m t h e s u n t o m a k e o x y g e n . S o t h e y c a n g i v e b a c k t o p e o p l e t o b r e a t h e . D a y 3 P : S o t h a t ' s t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s , i n w h i c h i t s p i t s o u t o x y g e n . . . a n d s u g a r a n d s t a r c h , I b e l i e v e . I : W h a t d o y o u m e a n b y “ s p i t s i t o u t “ ? P : I t r e l e a s e s i t f r o m p o r e s i n t h e p l a n t . I : S o w h a t k i n d s o f f o o d w o u l d i t s t i l l h a v e ( t h e p l a n t t h a t h a s a l l b u t o n e l e a f i n d a r k n e s s ) ? P : I t w o u l d s t i l l b e g e t t i n g l i g h t , h e a t , i t w o u l d s t i l l b e g o i n g t h r u g h t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s i n o n e l e a f . 1 9 5 1 ' . “ A n d t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s i s a n o t h e r s o u r c e o f f o o d ? P : N o . P h o t o s y n t h e s i s i t s e l f i s n ' t f o o d . B u t i t ' s t h e p l a n t ' s w a y o f t a k i n g c a r b o n d i o x i d e , o r n o n - o x y g e n g a s , a n d c o n v e r t i n g i t t o o x y g e n . I : T h e l a s t q u e s t i o n i s “ T h e s t a t e m e n t t h a t f i t s t h e m a i n c o n c e p t o f t h i s u n i t i s “ , a n d y o u c h o s e , “ G r e e n p l a n t s a r e a m a j o r r e s o u r c e o f t h e w o r l d e c o s y s t e m . “ C o u l d y o u e x p l a i n t o m e i n w h a t w a y y o u w o u l d c a l l t h e m a m a j o r r e s o u r c e ? P : T h e y c r e a t e o x y g e n . . . A n d t h e y c r e a t e g l u c o s e a n d s t a r c h . S o a n i m a l s e a t t h e m . P e o p l e e a t t h e m . T h e s e r e p r e s e n t j u s t a f e w e x a m p l e s f r o m t h e i n t e r v i e w . T h e r e w e r e m a n y o t h e r t i m e s w h e n P a r k e r g a v e b e a u t i f u l e x p l a n a t i o n s o f h o w o x y g e n i s p r o d u c e d d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s . H e u s e d d e t a i l s a b o u t t h e c h l o r o p h y l l a n d t h e s u n a n d s o u n d e d c o n f i d e n t a n d c o n v i n c i n g . B u t w h e n h e w a s a s k e d a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s , t h e w a y h e o r g a n i z e d t h e n e w t e x t k n o w l e d g e i n t o h i s m i s c o n c e p t i o n b e c a m e c l e a r . H e e x p l a i n e d t h a t p l a n t s n e e d c e r t a i n t h i n g s j u s t t o s u r v i v e ( “ o b v i o u s l y , i f t h e y c a n ' t s u r v i v e , t h e y c a n ' t m a k e o x y g e n . " ) . T h e s e t h i n g s t h e y n e e d t o s u r v i v e a r e t h e p l a n t ' s f o o d : l i g h t ( f o r h e a t ) , w a t e r , m i n e r a l s . T h e p l a n t a l s o n e e d s c a r b o n d i o x i d e , c h l o r o p h y l l , a n d l i g h t f o r p h o t o s y n t h e s i s . T h e s e a r e “ c h e m i c a l s “ u s e d t o m a k e s u g a r . H e k n e w c h l o r o p h y l l i s n ' t a f o o d , f o r e x a m p l e , b e c a u s e “ m u s h r o o m s c a n s u r v i v e w i t h o u t i t . “ H e f a i l e d t o m a k e a n y d i s t i n c t i o n b e t w e e n h o w g r e e n p l a n t s g e t t h e i r f o o d a n d h o w m u s h r o o m s ( w h i c h d o n o t m a k e t h e i r o w n f o o d ) g e t t h e i r f o o d : “ T h e i r f o o d i s e x a c t l y t h e s a m e . T h e y b o t h n e e d t h e s a m e t h i n g s t o s u r v i v e . . . h e a t , l i g h t , w a t e r , m i n e r a l s . “ H o w d i d P a r k e r i n t e r p r e t a n d d i s t o r t t h e t e x t t o d e v e l o p t h i s i d e a t h a t t h e f o o d m a d e i n p h o t o s y n t h e s i s a n d t h e f o o d a p l a n t u s e s a r e t w o d i f f e r e n t t h i n g s ? H i s d i s t o r t i o n s o f t e x t w e r e m u c h m o r e s u b t l e t h a n t h o s e o f K e v i n , w h i c h i s o n e r e a s o n w h y i t w a s s o h a r d t o u n d e r s t a n d h o w h e w a s g o i n g w r o n g . H e d i d n o t v e r y 1 9 6 o f t e n , f o r e x a m p l e , a t t r i b u t e t h e t e x t w i t h s a y i n g s o m e t h i n g t h a t w a s n o t i n t h e t e x t a t a l l b u t c a m e i n s t e a d f r o m h i s p r i o r k n o w l e d g e . A n d h e r a r e l y m i s q u o t e d t h e t e x t . H i s “ d i s t o r t i o n s “ w e r e m o r e a m a t t e r o f w h i c h c o n c e p t s i n t h e t e x t h e c h o s e t o e m p h a s i z e . F o r e x a m p l e , o n a l l t h r e e d a y s h i s r e c a l l s a n d m a i n i d e a s t a t e m e n t s f o c u s e d o n p l a n t s ' p e e d _ s a n d l i s t s o f “ t h i n g s p l a n t s r e q u i r e t o s u r v i v e . “ W h i l e t h e t e x t d o e s t a l k a b o u t e a c h t h i n g h e m e n t i o n s , i t i s n e v e r o r g a n i z e d a r o u n d t h e i d e a o f “ p l a n t s ' n e e d s . “ T h i s o r g a n i z a t i o n c o m e s f r o m P a r k e r ' s p r i o r k n o w l e d g e . T h e t e x t i s o r g a n i z e d i n s t e a d , a r o m d t h e m a j o r i d e a s t h a t p l a n t s c a n p r o d u c e o x y g e n a n d f o o d a n d h o w t h e s e t w o p r o d u c t s a r e c r i t i c a l i n e c o s y s t e m s ( g a s e x c h a n g e a n d f o o d c h a i n s ) . D i d P a r k e r e v e r s e n s e a n y c o n f l i c t b e t w e e n h i s o w n p r i o r n o t i o n s a n d t h e i d e a s p r e s e n t e d i n t h e t e x t ? R a r e l y l H e w a s c o n f i d e n t h e h a d t h i s a l l c o r r e c t , b u t t h e r e w a s o n e r e c u r r i n g i s s u e t h a t d i d c o n f u s e h i m . H e e v e n a s k e d m e a b o u t t h i s a f t e r t h e s t u d y h a d e n d e d , a n d I h a d r e t u r n e d t o t a l k t o t h e c l a s s . T h e t e x t s u g g e s t e d i n s e v e r a l p l a c e s t h a t p l a n t s c o u l d s u r v i v e w i t h o u t p l a n t s o r p e o p l e . T h e i m p l i c a t i o n w a s t h a t i t c o u l d d o t h i s b e c a u s e i t c o u l d m a k e i t s o w n f o o d . H o w e v e r , a s w e h a v e s e e n , P a r k e r v i e w e d a n i m a l s a n d p l a n t s a s e a c h s u p p l y i n g e a c h o t h e r w i t h f o o d . H i s v i e w o f t h i s f o o d c y c l e c o u l d b e r e p r e s e n t e d l i k e t h i s : C A R B O N D I O X I D E w a t e r A w a t e r \ F o o d / F o o d s u n f o r f o r P l a n t s P e o p l e m i n e r a l s o t h e r f o o d s ( m e a t s ) O X Y G E N g l u c o s e F i g u r e 5 . 1 . P a r k e r ' s v i e w o f f o o d f o r p l a n t s a n d p e o p l e . 1 9 7 S i n c e b e v i e w e d t h i s o x y g e n - c a r b o n d i o x i d e e x c h a n g e a s t h e m a i n p o i n t o f t h e d i s c u s s i o n o f p h o t o s y n t h e s i s a n d e c o s y s t e m s a n d b e c a u s e h e d i d n ' t v i e w p l a n t s a s m a k i n g t h e i r e y e f o o d , i t w a s h a r d f o r h i m t o r e c o n c i l e t h i s i d e a o f p l a n t i n d e p e n d e n c e . I n s t e a d , h e p a s s e d i t o f f , s a y i n g t h a t t h e b o o k w a s p r e t t y “ v a g u e “ a b o u t i t , “ s a y i n g o n e t h i n g o n e p l a c e , a n d a n o t h e r t h i n g s o m e w h e r e e l s e . “ A f i n a l p o i n t t o b e m a d e a b o u t P a r k e r ' s c a s e i s t h a t t h e t e x t c o n t e n t w a s o r g a n i z e d i n a w a y t h a t r e i n f o r c e d h i s o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e . F o r i n s t a n c e , t h e t e x t b u i l t u p t o t h e i d e a o f f o o d p r o d u c t i o n b y f i r s t t a l k i n g a b o u t o x y g e n p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s . N o t o n l y d i d t h i s c o n t r i b u t e t o P a r k e r ' s “ I a l r e a d y k n o w a l l t h i s “ m e n t a l i t y , i t a l s o r e i n f o r c e d h i s i d e a t h a t o x y g e n p r o d u c t i o n w a s w h a t p h o t o s y n t h e s i s i s a l l a b o u t . A f t e r t h e d i s c u s s i o n o f f o o d p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s , t h e t e x t e m p h a s i z e d t h e i m p o r t a n c e o f t h i s i n t h e w o r l d e c o s y s - t e m . U s i n g t h i s d i s c u s s i o n P a r k e r e a s i l y e x t e n d e d h i s p r i o r n o t i o n t h a t o x y g e n i s a p r o d u c t c r e a t e d b y p l a n t s a n d u s e d e n _ l y b y a n i m a l s ( a n o t h e r m i s c o n c e p t i o n ) a n d a d d e d a n o t h e r p r o d u c t o f p h o t o s y n t h e s i s , f o o d , t o t h i s i n c o r r e c t , n a i v e s c h e m a . J u s t l i k e o x y g e n i s m a d e b y p l a n t s f o r M e a n d a n i m a l s , s o f o o d m u s t b e . B y c o n c e n t r a t i n g o n t h e i m p o r t a n c e o f t h i s m a n u f a c t u r e d f o o d f o r a n i m a l s i n d i s c u s s i o n s a b o u t e c o s y s t e m s , t h e t e x t d i d n o t f o r c e P a r k e r t o c h a n g e h i s s c h e m a o f h o w p l a n t s g e t t h e i r e y e f o o d . T h u s , P a r k e r r e a d a n d m a d e s e n s e o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e p r e s e n t e d i n t h e t e x t b y i n c o r p o r a t i n g i t i n t o h i s f a u l t y s c h e m a . H i s o v e r r e l i a n c e o n h i s p r i o r k n o w l e d g e p r e v e n t e d h i m f r o m d e v e l o p i n g a m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g o f p h o t o - s y n t h e s i s a s t h e s o u r c e o f p l a n t s ' f o o d . T h i s h a p p e n e d i n s p i t e o f t h e f a c t t h a t s o m e o f h i s p r i o r k n o w l e d g e w a s d e r i v e d f r o m d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e a b o u t o x y g e n p r o d u c t i o n b y p l a n t s w h i c h w e w o u l d h a v e e x p e c t e d w o u l d h a v e g e e h i m i n c o m p r e h e n d i n g t h e t e x t . 1 9 8 S t r a t e g y S i x : U s e o f T e x t K n o w l e d g e t o C h a n g e R e a l - W o r l d I d e a s T a b l e 5 . 1 s h o w s t h a t s i x s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d o n e s t u d e n t r e a d i n g t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t w e r e s u c c e s s f u l i n a b a n d o n i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d r e p l a c i n g t h e m w i t h t h e s c i e n t i f i c n o t i o n t h a t p l a n t s c a n g e t t h e i r f o o d p e l y b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s . T h e s e s t u d e n t s r a n g e d i n r e a d i n g g r a d e l e v e l e q u i v a l e n t s f r o m 3 . 5 t o p o s t - h i g h s c h o o l . W h i l e s t u d e n t s w h o f a i l e d t o u n d e r g o m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e u s e d a v a r i e t y o f t e x t - p r o c e s s i n g s t r a t e - g i e s , t h e s e v e n s t u d e n t s w h o m a d e s e n s e o f t e x t a l l e n d e d u p u s i n g t h e s a m e s t r a t e g y f o r t e x t p r o c e s s i n g . T h e c o n s i s t e n c y o f u s e o f t h i s s t r a t e g y b y s t u d e n t s w h o \ m d e r w e n t c o n c e p t u a l c h a n g e w a s r e m a r k a b l e . S t u d e n t s u s i n g t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y u s e d t e x t , o r d i s c i p l i n a r y , k n o w l e d g e t o g i a _ n _ g e t h e i r r e a l - w o r l d i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s . T h u s , t h e t w o w o r l d s o f k n o w l e d g e w e r e i n t e g r a t e d , w i t h t h e t e x t v i e w o f f o o d f o r p l a n t s d r i v i n g t h a t i n t e g r a t i o n . T h e s e s t u d e n t s w e r e r e a d i n g t o m a k e s e n s e o f w h a t t h e t e x t h a d t o s a y a n d t o a p p l y t h i s k n o w l e d g e t o t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g a n d m i s c o n c e p t i o n s a b o u t p l a n t s . T h e y r e c o g n i z e d t h e c o n f l i c t s b e t w e e n w h a t t h e t e x t w a s s a y i n g a n d t h e i r o w n n a i v e t h e o r i e s , a n d t h i s c o n f l i c t w a s r e s o l v e d b y a b a n d o n i n g o r c h a n g i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s i n f a v o r o f t h e m o r e p o w e r f u l , s e n s i b l e d i s c i p l i n a r y e x p l a n a - t i o n . I n s u m , t h e y u s e d s t r a t e g i e s i m p l i e d b y P o s n e r ' s m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g ( s e e p . 5 1 ) . A l l o f t h e s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y d i d t h i n g s a s t h e y r e a d t h e t e x t s t h a t w e r e n o t s e e n a m o n g t h e o t h e r s t u d e n t s . T h e s e f e a t u r e s o f s t u d e n t s ' u s e o f t h e t e x t s a r e d e s c r i b e d i n t h e n e x t t h r e e s e c t i o n s , w i t h e a c h s e c t i o n d e s c r i b i n g s t u d e n t b e h a v i o r s r e l a t e d t o o n e o f t h e c o n d i t i o n s f o r c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g i n t h e P o s n e r m o d e l : 1 . S t u d e n t s m u s t b e g i v e n e x p l a n a t i o n s t h a t a r e i n t e l l i g i b l e a n d p l a u s i b l e f r o m t h e i r p e r s p e c t i v e . 1 9 9 2 . S t u d e n t s m u s t b e c o m e a w a r e o f t h e c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d t h e s c i e n t i s t s ' e x p l a n a t i o n . T h a t i s , t h e y m u s t e x p e r i e n c e c o n c e p t u a l d i s s o n a n c e o r c o n f l i c t . 3 . S t u d e n t s m u s t b e g i v e n o p p o r t u n i t i e s t o a p p l y t h e n e w c o n c e p t s , t o s e e t h e i r f r u i t f u l n e s s i n m a n y d i f f e r e n t s i t u a t i o n s . A l l o f t h e s t u d e n t s i n t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e g r o u p e v i d e n c e d r e p e a t e d u s e o f e a c h o f t h e b e h a v i o r s d e s c r i b e d b e l o w . I n c o n t r a s t , w h i l e s o m e o f t h e s t u d e n t s u s i n g S t r a t e g i e s F o u r a n d F i v e w e r e a b l e t o m a k e c o n c e p t u a l s e n s e o f t h e t e x t e x p l a n a t i o n s , n o n e o f t h e m e x p e r i e n c e d c o n c e p t u a l c o n f l i c t b e t w e e n t h e t e x t v i e w a n d t h e i r o w n i d e a s . I n a d d i t i o n , n o n e o f t h e m w a s a b l e t o a p p l y t h e t e x t , o r d i s c i p l i n a r y , v i e w t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . A b i l i t y t o m a k e c o n c e p t u a l s e n s e o f t e x t e g l a n a t i o n s . T h e s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y w e r e a b l e t o u s e t h e e x p l a n a t i o n s i n t h e t e x t t o p i c k o u t t h e k e y g o a l c o n c e p t s a s i m p o r t a n t m a i n i d e a s a n d a s n e w i d e a s f o r t h e m . T h u s , t h e e x p l a n a t i o n s s e e m e d t o m a k e s e n s e t o t h e m a t a c o n c e p t u a l , r a t h e r t h a n f a c t u a l , l e v e l . T h e y h a d n o d i f f i c u l t y , f o r e x a m p l e , i d e n t i f y i n g a s m a i n i d e a s i n t h e t e x t t h e f a c t t h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d a n d t h a t t h i s i s p l a n t s ' o n l y s o u r c e o f f o o d : I : W h a t w o u l d y o u s a y w a s t h e m a i n i d e a o f t h i s s e c t i o n o f t h e t e x t ? S h e i l a : P l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d o u t o f t h e a i r , t h e s u n , a n d t h e w a t e r . D e y 3 W h a t w o u l d y o u s a y w a s t h e m a i n i d e a o f w h a t y o u r e a d I : a b o u t t o d a y ? S h e i l a : P l a n t s h a v e o n l y o n e t y p e o f f o o d . I : A n y o t h e r m a i n i d e a s ? S h e i l a : T h a t ' s p r e t t y m u c h i t . U n l i k e m a n y s t u d e n t s w h o h a v e a d i f f i c u l t t i m e n a m i n g j u s t o n e o r t w o m a i n i d e a s a n d t e n d t o s u m m a r i z e t h e c o m p l e t e t e x t c o n t e n t w h e n a s k e d t h i s q u e s t i o n , 2 0 0 t h e s t u d e n t s i n t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e g r o u p i d e n t i f i e d a p p r o p r i a t e m a i n i d e a s q u i c k l y a n d e a s i l y . T h e y w e r e n o t t e m p t e d t o l i s t s u p p o r t i n g d e t a i l s a s o f e q u a l i m p o r t a n c e w i t h t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d . S i m i l a r l y , t h e y o r g a n i z e d t h e i r r e c a l l s o f t h e t e x t s c o n c e p t u a l l y . A g o o d e x a m p l e o f t h i s i s t h e w a y t h e y r e c a l l e d e x p e r i m e n t s t h a t h a d b e e n d e s c r i b e d i n t h e t e x t . U n l i k e M y r a , w h o l i s t e d d e t a i l s a b o u t a n e x p e r i m e n t w i t h o u t d i s c u s s i n g t h e f i n d i n g s a n d s i g n i f i c a n c e , t h e s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y g e n e r a l l y t a l k e d f i g ; a b o u t t h e f i n d i n g s o f a n e x p e r i m e n t . T h e i n t e r v i e w e r w o u l d h a v e t o p r o b e t o g e t m a n y o f t h e m t o d e s c r i b e t h e d e t a i l s o f t h e e x p e r i m e n t a l p r o c e d u r e s . T h a t s t u d e n t s w e r e a b l e t o o r g a n i z e t h e i r r e c a l l s a n d t h e i r s t a t e m e n t s o f m a i n i d e a a r o u n d t h e c o n c e p t u a l g o a l s o f t h e t e x t s u p p o r t s t h e a s s e r t i o n t h a t t h e t e x t e x p l a n a t i o n s m a d e s e n s e t o t h e m a t a c o n c e p t u a l l e v e l . W e h a v e s e e n t h a t s t u d e n t s u s i n g S t r a t e g i e s O n e , T w o , a n d T h r e e w e r e u n a b l e t o d o t h i s . A w a r e n e s s o f c o n t r a s t s b e t w e e n t e x t e x p l a n a t i o n s a n d t h e i r o w n w a y s o f t h i n k i r i g - - c o n c e p t u a l c o n f l i c t . S t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y r e c o g n i s e d a n d r e m e m b e r e d s t a t e m e n t s i n t h e t e x t t h a t c o n t r a d i c t e d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . O n e o f t h e f i r s t t h i n g s s t u d e n t s w o u l d i n c l u d e i n t h e i r r e c a l l o f t e x t w a s r e f e r e n c e t o s u c h s t a t e m e n t s . T h e f o l l o w i n g q u o t e s w e r e t a k e n f r o m t h e v e r y b e g i n n i n g o f t h e s e c o n d d a y ' s i n t e r v i e w , a n d t h e y d e m o n s t r a t e t h e s a l i e n c y t o t h e s t u d e n t s o f t h e s e s t a t e m e n t s t h a t c o n t r a d i c t e d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s t h a t w a t e r , m i n e r a l s , s o i l , e t c . c o u l d b e c o n s i d e r e d f o o d f o r p l a n t s : J a m e s ( E x p e r i m e n t a l T e x t ) : I r e m e m b e r h o w t h e y w e r e s a y i n g t h a t t h e p l a n t s c o u l d n ' t l i v e w i t h o u t s u n e v e n t h o u g h a n i s n ' t f o o d , n o t e x a c t l y f o o d . . . . W e l l , t h e y a l s o s a i d t h e w a t e r a n d t h e s o i l h a d m i n e r a l s a n d w a t e r i n i t , b u t t h e y d i d n ' t g i v e t h e p l a n t e n e r g y s o t h e y c o u l d n ' t j u s t l i v e w i t h s o i l a n d w a t e r . S o t h e p l a n t w o u l d n e e d s u n o r s o m e k i n d o f l i g h t t o m a k e f o o d . 2 0 1 D o u g ( E x p e r i m e n t a l T e x t ) : I t s a i d t h a t w a t e r i n t h e s o i l w a s $ 3 i t s m a i n s o u r c e o f f o o d . I t d i d n ' t t a k e a n y f o o d f r o m i t . . . D a r y l ( E x p e r i m e n t a l T e x t ) : T h e y s a y t h a t s o m e t h i n g s a r e n o t f o o d , f o o d p r o v i d e s e n e r g y . . . T h e y s a i d t h e s o i l i s n o t a f o o d , n e i t h e r i s w a t e r . T h a t t h e y d o n o t h e l p g i v e e n e r g y t o p 1 a n t s . . . . A n d t h e n t h e s u n i s n o t f o o d . S h e i l a ( E x p e r i m e n t a l T e x t ) : . . . a n d i t s a i d t h a t s c i e n t i s t s d o n ' t c o n s i d e r , l i k e , t h e s o i l a n d e v e r y t h i n g t o b e f o o d . S u s a n ( M o d e r n S c i e n c e ) : W e l l , t h e w a t e r i s n ' t f o o d . A n d i t g e t s f o o d o u t o f - - I m e a n i t g a t h e r s s t u f f o u t o f t h e , i t g a t h e r s w a t e r a n d m a t e r i a l s o u t o f t h e s o i l a n d i t ' s y e ) ; f o o d . A l l o f t h e s e s t u d e n t s h a d s t a t e d o n t h e p r e t e s t a n d i n t h e f i r s t i n t e r v i e w t h a t p l a n t s d i e t a k e i n f o o d f r o m t h e s o i l a n d w a t e r . U n l i k e s t u d e n t s l i k e K e v i n w h o p a s s e d o v e r o r i g n o r e d t h e s t a t e m e n t i n M o d e r n S c i e n c e t h a t S u s a n q u o t e s , t h e s e s t u d e n t s h i g h l i g h t e d t h e s e s t a t e m e n t s t h a t w e r e i n c o m p a t i b l e w i t h t h e i r m i s c o n - c e p t i o n s . T h e s e s t u d e n t s r e c o g n i s e d t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e g o a l c o n c e p t p e s e n t e d i n t h e t e x t a n d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d t h e y g a v e u p o r m o d i f i e d m i s c o n c e p t i o n t o r e s o l v e t h i s c o n f l i c t . T h i s w i l l i n g n e s s t o a b a n d o n p r e v i o u s l y h e l d m i s c o n c e p - t i o n s w a s r e f l e c t e d b y s t a t e m e n t s d e n y i n g t h e m i s c o n c e p t i o n s t h a t s t u d e n t s i n c l u d e d i n t h e i r a n s w e r s t o q u e s t i o n s i n t h e i n t e r v i e w a n d i n t h e t e x t : D a y 3 D o n e : A p l a n t w o u l d h a v e t o t a k e t h e s e t h r e e s u b s t a n c e s ( a i r , c a r b o n d i o x i d e , s u n ) i n a n d m a k e i t s o w n f o o d f r o m i n s i d e t h e m s e l v e s t o s u r v i v e . I : O K , s o a r e t h e s e s u b s t a n c e s t h a t i t t a k e s i n , a r e t h e y t h e f o o d i t s e l f ? D : N o . T h e y h a v e t o c o m b i n e . . . t o m a k e t h e f o o d . D o u g o r i g i n a l l y d e f i n e d t h e s e t h i n g s a s f o o d f o r t h e p l a n t , b u t h e r e h e d e n i e s e m p h a t i c a l l y t h a t t h e y a r e f o o d . 2 0 2 S t r o n g e v i d e n c e o f s t u d e n t s ' w i l l i n g n e s s t o a b a n d o n m i s c o n c e p t i o n s a l s o c o m e s f r o m t h e c h a r t o n p a g e 3 1 9 i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t ( s e e A p p e n d i x A ) . H e r e s t u d e n t s w e r e a s k e d w h e t h e r t h e p l a n t s u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s c o u l d g e t f o o d f r o m w a t e r o r f o o d f r o m s o i l . T h e s i x s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w h o b e g a n t h e s t u d y b e l i e v i n g p l a n t s g o t f o o d f r o m w a t e r a n d f r o m t h e s o i l a l l a n s w e r e d t h i s q u e s t i o n b y c o n s i s t e n t l y a n d r e p e a t e d l y d e n y i n g t h a t p l a n t s c o u l d e v e r g e t f o o d f r o m t h e s e t w o s o u r c e s . S t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y r e c o g n i s e d t h a t t h e i r i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s h a d c h a n g e d , a n d t h e y m a d e e x p l i c i t c o n t r a s t s b e t w e e n w h a t “ I u s e d t o t h i n k “ a n d w h a t “ I t h i n k n o w . “ T h u s , t h e y w e r e a w a r e o f h o w t h e y t h o u g h t a b o u t f o o d f o r p l a n t s b e f o r e t h e y r e a d t h e t e x t , a n d t h e y w e r e a l s o a w a r e t h a t t h e t e x t w a s c h a n g i n g t h e w a y t h a t t h e y t h o u g h t a b o u t f o o d f o r p l a n t s . W h e n a s k e d i f t h e i r t h i n k i n g h a d c h a n g e d , t h e y a n s w e r e d e m p h a t i c a l l y t o t h e p o s i t i v e : 1 : L e t ' s l o o k a t t h i s p l a n t a g a i n . H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d s i n c e l a s t t i m e ? D a y 2 D o u g : Y e s . . . . A t f i r s t , I t h o u g h t i t w a s m a i n l y j u s t t h e s o i l a n d t h e w a t e r t h a t i t g o t i t s f o o d f r o m , a n d s o m e f r o m t h e s u n . B u t I d i d n ' t k n o w i t w e n t . . . g o t i n s i d e t h e p l a n t a n d c o m b i n e d . T h a t i t m a d e i t s o w n f o o d . D e y 2 D a r y l : Y e s . O K , y e s t e r d a y I s a i d t h e y g e t t h e i r f o o d f r o m t h e s u n a n d t h e s o i l a n d t h e w a t e r . W e l l , t h e y s a i d t h e s o i l i s n o t a f o o d , n e i t h e r i s w a t e r , t h a t t h e y d o n o t h e l p g i v e e n e r g y t o p l a n t s . . . A n d t h e n t h e s u n i s n o t f o o d . T h e a i r g o e s t h r o u g h t h e s e h o l e s i n t h e l e a v e s a n d t h e w a t e r g o e s d o w n h e r e a n d t h e n t h e s u n p r o j e c t s i n t o t h e l e a f a n d t h a t ' s w h a t t h e y n e e d t o m a k e t h e i r f o o d . . . T h e s e a n s w e r s i n c l u d e r e f e r e n c e t o b o t h t h e m i s c o n c e p t i o n s s t u d e n t s h a v e g i v e n u p a n d t h e g o a l c o n c e p t i o n s t h e y h a v e a d o p t e d . A s a n o t h e r e x a m p l e , s t u d e n t s w o u l d o f t e n e x p l a i n h o w w h a t t h e y h a d w r i t t e n i n t h e b o o k w a s n o t r i g h t a s t h e i n t e r v i e w e r h a d t h e m g o b a c k o v e r 2 0 3 q u e s t i o n s t h e y h a d a n s w e r e d e a r l i e r i n t h e t e x t . I n g o i n g o v e r h e r w r i t t e n e x p l a n a t i o n a b o u t w h y g r a s s p l a n t s d i e d i n t h e d a r k , V e r a e x p l a i n e d : “ T h a t w a s a t t h e b e g i n n i n g w h e n I r e a l l y d i d n ' t k n o w w h a t i t n e e d e d a n d h o w i t m a d e i t s f o o d a n d e v e r y t h i n g . N o w t h a t I ' v e r e a d t h r o u g h t h e b o o k a n d u n d e r t a n d s i t , I u n d e r s t a n d m o r e l i k e w h a t I ' d r a t h e r s a y . A n a p p r e c i a t i o n o f h o w u n u s u a l t h i s k i n d o f a n s w e r w a s a m o n g t h e s t u d e n t s u s i n g o t h e r s t r a t e g i e s c a n b e g a i n e d f r o m l o o k i n g a t A p p e n d i x F . O n t h e s e c h a r t s , f u l l q u o t e s o f e a c h s t u d e n t ' s r e s p o n s e t o t h e q u e s t i o n , “ H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d s i n c e l a s t t i m e ? , “ a r e g i v e n . O n l y t h e s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y ( s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d S u s a n ) w e r e a b l e t o r e c o g n i z e a n d e x p l a i n t h e i r c o n c e p t u a l c h a n g e s . T h e o t h e r s t u d e n t s e i t h e r s i m p l y s a i d , “ N o , “ o r t h e y t a l k e d a b o u t a c h a n g e t h a t r e p r e s e n t e d a m i n o r r e w o r k i n g o f t h e i r m i s c o n c e p t i o n s ( s e e M y r a , L i n d a , T r a c e y ) . T h e e x p e r i m e n t a l t e x t p r o v i d e d s e v e r a l o p p o r t u n i t i e s f o r s t u d e n t s t o m a k e m o r e o f t h e s e e x p l i c i t c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r “ o l d “ a n d t h e i r “ n e w “ t h i n k i n g . O n p a g e 3 2 5 , f o r e x a m p l e , s t u d e n t s a r e a s k e d h o w t h e y w o u l d c h a n g e t h e i r o r i g i n a l s t a t e m e n t s a b o u t p l a n t s ' f o o d t o m a k e t h e m m o r e a c c u r a t e . B e l o w a r e s t u d e n t s ' o r i g i n a l s t a t e m e n t s ( f r o m p a g e 3 0 2 ) a n d h o w t h e y r e v i s e d t h e m o n p a g e 3 2 5 . T h e s e s t a t e m e n t s p r o v i d e a d d i t i o n a l e v i d e n c e t h a t s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y c o u l d c r i t i q u e a n d c h a n g e t h e i r e a r l i e r t h i n k i n g . p . 3 0 2 p . 3 2 5 D a y 1 D a y 3 S h e i l a : H o w d o p l a n t s g e t T h e y a b s o r b i t f r o m a i r P l a n t s m a k e t h e i r f o o d f r o m f o o d ? a n d s o i l a n d w a t e r w a t e r , a i r , l i g h t . T h e o n l y f o o d p l a n t s h a v e , t h e y m a d e . W h a t k i n d o f f o o d d o W a t e r , n u t r i e n t s i n I l e f t o u t l i g h t a n d t h a t p l a n t s u s e ? s o i l , a i r t h e y m a k e i t t h e m s e l v e s . 2 0 4 p . 3 0 2 p . 3 2 5 D a y 1 D a y 3 J a m e s : I t h i n k p l a n t s g e t f o o d B y s a y i n g p l a n t s h a v e o n l y f r o m t h i n g s i n t h e a i r o n e f o o d . a n d t h e s o i l . W h e n p l a n t s a r e w a t e r e d , t h e w a t e r g o e s d o w n t o t h e i r r o o t s . o x y g e n , s u n T h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d f r o m a m i x t u r e o f w a t e r , a i r , a n d s u n l i g h t i n a p r o c e s s c a l l e d p h o t o - s y n t h e s i s . D o n s : P l a n t s g e t t h e i r f o o d F o o d f o r p l a n t s i s g e t t i n g f r o m t h e s o i l a n d r a i n . e n e r g y . P l a n t s u s e s o i l a n d P l a n t s c a n o n l y g e t f o o d r a i n t o m a k e t h e m g r o w . i n t h e s u n l i g h t a n d t h e y h a v e t o m a k e i t i n t h e m - s e l v e s . I t t a k e s 3 t h i n g s t o m a k e t h i s f o o d . I t i s s u n l i g h t , a i r , a n d w a t e r . T h e p r o c e s s i n m a k i n g f o o d i s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . S t u d e n t s r e c o g n i s e d p l a c e s i n t h e t e x t w h e r e t h e y w e r e c o n f u s e d , a n d t h e s e c o n f u s i o n s d e m o n s t r a t e d t h a t t h e y w e r e a c t i v e l y i n v o l v e d i n t r y i n g t o m a k e s a m e o f t h e t e x t . T h a t i s , t h e y w e r e e x p e r i e n c i n g c o n c e p t u a l c o n f l i c t b e t w e e n t h e i r o w n w a y s o f t h i n k i n g a n d t h e s c i e n t i f i c w a y o f t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s . J a m e s , f o r i n s t a n c e , h a d c o n t i n u e d t o t a l k a b o u t m i n e r a l s f r o m t h e g r o u n d a s f o o d f o r p l a n t s o n D a y 2 . T h e n o n D a y 3 h i s r e c a l l i n c l u d e s t h e i d e a t h a t f e r t i l i z e r f r o m t h e s o i l i s p e t f o o d f o r p l a n t s . H e r e p o r t e d t h a t h e h a d b e e n c o n f u s e d a b o u t t h e q u e s t i o n i n t h e t e x t a b o u t w h e t h e r t h e b e a n p l a n t c o u l d g e t f o o d f r o m t h e s o i l . 2 0 5 H e e x p l a i n e d : “ I w a s n ' t s u r e a b o u t i t . I t h i n k I d i d i t r i g h t , I g u e s s . C a n i t g e t f o o d f r o m t h e s o i l ? I s a i d n o b e c a u s e i t ' s ( f e r t i l i z e r ) n o t r e a l l y f o o d . . . “ S h e i l a , w h e n a s k e d i f a n y p l a c e s i n t h e t e x t c o n f u s e d h e r , i m m e d i a t e l y p o i n t e d o u t q u e s t i o n n u m b e r t h r e e o n p a g e 3 2 1 i n t h e t e x t . S h e w a s n ' t s u r e w h e t h e r t h e q u e s t i o n w a s t a l k i n g a b o u t s _ e e ; d s o r p i a _ n § : Q : S o m e s e e d s w e r e p l a n t e d i n s o i l , g i v e n w a t e r , a n d p l a c e d i n a t i g h t l y s e a l e d b o t t l e s o t h e y c o u l d n o t g e t a n y a i r . W i l l t h e p l a n t s i n t h e j a r h a v e a f o o d s o u r c e ? E x p l a i n . S h e i l a w a s c o n f u s e d b e c a u s e s h e w o u l d h a v e d i f f e r e n t a n s w e r s f o r a s e e d a n d f o r a p l a n t : S h e i l a : ( I f t h e y w e r e s e e d s ) , t h e y w o u l d g r o w f o r a w h i l e a n d t h e n d i e . . . . ( G r o w n p l a n t s ) w o u l d d i e , b e c a u s e t h e y ' r e n o t g e t t i n g a i r w h i c h t h e y n e e d t o h e l p m a k e t h e i r f o o d . S h e i l a w a s t r y i n g t o t h i n k a b o u t t w o c e n t r a l c o n c e p t s i n t h e t e x t ( t h a t s e e d s h a v e f o o d s t o r e d i n t h e c o t y l e d o n a n d t h a t o l d e r p l a n t s c a n m a k e t h e i r o w n f o o d ) , a n d h e r c o n f u s i o n h e r e s h o w s t h a t s h e w a s t r y i n g t o i n t e g r a t e a n d m a k e s e n s e o f b o t h o f t h e s e c o n c e p t s . W h e n t h e i n t e r v i e w e r a s k e d E v a l i n a t o e x p l a i n t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s a s i t w a s p r e s e n t e d o n p a g e 3 1 5 o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , s h e s t a r t e d t o g i v e a n a n s w e r a n d t h e n i n t e r r u p t e d h e r s e l f : “ B u t I d o n ' t u n d e r s t a n d h o w t h e y m a k e i t , t h e f o o d , a n d t h e n i t ' s f o r a n i m a l s . . . N o , a n d h o w t h e c a r b o n d i o x i d e a n d w a t e r t u r n s i n t o f o o d a n d t h a t . . . i t ' s i m p o s s i b l e . . . T h e y t o l d m e t o i m a g i n e b u t I c o u l d n ' t ! " T h i s i s c l e a r l y a r e a d e r w h o i s t r y i n g t o m a k e s e n s e o f t e x t a n d r e c o g n i z e s w h e n s h e f a i l s t o u n d e r s t a n d . T h i s i s q u i t e a c o n t r a s t w i t h s t u d e n t s u s i n g t h e o t h e r s t r a t e g i e s w h o w e r e g e n e r a l l y c o n f i d e n t t h a t t h e y u n d e r s t o o d e v e r y t h i n g . W h e n t h e y d i d p o i n t o u t p l a c e s o f c o n f u s i o n , t h e y w e r e u s u a l l y “ b i g w o r d s “ o r q u e s t i o n s 2 0 6 i n t h e b o o k t h e y h a d n o i d e a h o w t o a n s w e r . T h e i r c o n f u s i o n s w e r e n o t c o n c e p t u a l i n n a t u r e . A p p l i c a t i o n s o f t e x t i d e a s t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . S t m l n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y c o u l d q p l y i d e a s t a k e n f r o m t h e t e x t t o a n s w e r b o t h i n t e r v i e w q u e s t i o n s a b o u t r e a l - w a l d p l a n t s a n d q u e s t i o n s i n t h e t e x t . I n a d d i t i o n , a f t e r t h e f i r s t d a y , t h e i r e x p l a n a t i o n s w e r e c o n s i s t e n t l y f u n c t i o n a l r a t h e r t h a n o b s e r v a t i o n a l i n n a t u r e . W h e n s t u d e n t s ' a t t e n t i o n w a s t u r n e d t o t h e p l a n t i n f r o n t o f t h e m , f o r e x a m p l e , a n d t h e y w e r e a s k e d t o e x p l a i n h o w i t g o t i t s f o o d , t h e s e s t u d e n t s s a w t h e u s e f u l n e s s o f a p p l y i n g t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . T h i s i s i n s t r i k i n g c o n t r a s t w i t h s o m a n y o f t h e o t h e r s t u d e n t s ' i n a b i l i t y t o a p p l y a n y t e x t k n o w l e d g e t o t h e r e a l p l a n t . A f t e r l i s t e n i n g t o s u c h s t u d e n t s i g n o r e o r d i s t o r t t e x t k n o w l e d g e t o a n s w e r t h e q u e s t i o n , h o w r e f r e s h i n g i t w a s t o h e a r a n s w e r s l i k e t h e s e : I : I w a n t t o c o n s i d e r t h i s p l a n t a g a i n . T e l l m e h o w i t g e t s i t s f o o d . S u s a n ( M o d e r n S c i e n c e ) , D a y 2 : Y e a h . D o w n t h e r e , i n t o t h e s o i l i t g e t s w a t e r a n d n u t r i e n t s f r o m t h e s o i l a n d i t t a k e s i t u p t o t h e l e a v e s a n d t h e s u n l i g h t g o e s o n t h e l e a v e s a n d c h a n g e s i t t o f o o d t h r o u g h t h e h y d r o p l a t e s , o r w h a t e v e r . A n d t h e n , f r o m t h e r e , i t g e t s i n t o t h e c e l l s n e t w o r k a n d i t g o e s b a c k d o w n t o t h e r e s t o f t h e p l a n t . V e r a ( E x p e r i m e n t a l T e x t ) , D a y 2 : W h e n y o u g i v e i t w a t e r w h e n i t g o e s d o w n i t c o m e s b a c k u p t h r o u g h t h e r o o t a n d c o m e s u p i n t o t h e l e a v e s . A n d t h e a i r g o e s t h r o u g h l i t t l e h o l e s i n t h e l e a v e s , l i k e l i t t l e a i r h o l e s . A n d t h e s u n , y o u k n o w , w h e n i t s h i n e s o n t h e m a n d e v e r y t h i n g , a n d i t a l l m i x e s t o g e t h e r a n d m a k e s l i k e a m i x t u r e , t h a t m a k e s t h e i r f o o d . I n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t s t u d e n t s w e r e a s k e d t o g i v e t h e i r o w n e x p l a n a t i o n o f w h y g r a s s p l a n t s w i l l e v e n t u a l l y d i e i n t h e d a r k . L a t e r , a f t e r t h e c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s h a s b e e n e x p l a i n e d , t h e y a r e a s k e d t h e s a m e q u e s t i o n a g a i n . A t t h i s p o i n t , s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y w e r e a b l e t o i n c o r p o r a t e 2 0 7 t e x t i n f o r m a t i o n i n t o t h e i r t h i n k i n g , g i v i n g a f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n f o r t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s : Q : E x p l a i n w h y p l a n t s l e f t i n t h e d a r k w i l l e v e n t u a l l y d i e b u t p l a n t s i n l i g h t w i l l l i v e . 2 0 3 0 8 p a ‘ 3 1 L n 0 0 3 V e r a : V e r a p r e d i c t e d t h e y T h e o n e i n t h e l i g h t k e p t w o u l d n ' t d i e i n t h e d a r k g r o w i n g b e c a u s e i t n e e d s a n d e x p l a i n e d , “ B e c a u s e l i g h t t o g e t f o o d w h i l e i t s a l l r e a d y g r o w n a t h e o n e i n t h e d a r k l o t . “ d i d n ' t h a v e l i g h t t o m a k e i t s f o o d . S h e i l a : T h e y w o u l d d i e ( i n t h e N e e d l i g h t t o m a k e f o o d . d a r k ) b e c a u s e t h e l i g h t h e l p s k e e p t h e m s t r o n g . J a m e s : P l a n t s i n d a r k w i l l B e c a u s e i n s i d e t h e p l a n t d i e . B e c a u s e l i g h t i n t h e a n n e w f o o d w a s g i v e s e n e r g y a n d p l a n t s b e i n g m a d e w i t h s u n , b u t n e e d e n e r g y . i n t h e d a r k t h e r e i s 9 1 2 s u n t o m a k e f o o d w i t h , s o t h e p l a n t s d i e . D u r i n g t h e i n t e r v i e w s t u d e n t s w e r e a s k e d t o p r e d i c t w h a t w o u l d h a p p e n i f a b o x w e r e p l a c e d o v e r a l l o f a p l a n t e x c e p t o n e l e a f , s o t h a t l i g h t c o u l d o n l y r e a c h t h a t o n e l e a f . S t u d e n t s u s i n g i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s t y p i c a l l y a n s w e r e d t h i s q u e s t i o n b y u s i n g t h e i r c o m m o n s e n s e n o t i o n s t o g i v e a n o b s e r v a t i o n a l l e v e l a n s w e r : “ I t w o u l d d i e b e c a u s e m o s t o f i t w a s i n t h e d a r k , “ a n d “ W h e n p l a n t s a r e i n t h e d a r k , t h e y d i e . “ C o n t r a s t t h i s k i n d o f a n s w e r w i t h t h e s t u d e n t t h i n k i n g r e f l e c t e d i n a n s w e r s g i v e n b y s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y w h o a p p l y d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e t o t h e q u e s t i o n : Q : W h a t d o y o u p r e d i c t w o u l d h a p p e n i f I c o v e r e d a l l t h e l e a v e s o f t h i s p l a n t e x c e p t o n e w i t h a b o x ? D o u g : T h e p l a n t c o u l d p o s s i b l y l i v e , b u t I ' m n o t s u r e , b e c a u s e t h a t o n e l e a f c o u l d t a k e i n t h e a i r a n d t h e s u n l i g h t t o t h e . . . A n d i f y o u w a t e r t h e p l a n t , t h e w a t e r c o u l d c o m e t h r o u g h t h e r o o t s a n d s t i l l b e a b l e t o m a k e i t s f o o d , a n d I ' m n o t p o s i t i v e i f i t w o u l d b e a b l e t o s u r v i v e t h e w h o l e p l a n t c a u s e t h e r e s t o f 2 0 8 t h e p l a n t w o u l d h a v e t h e w a t e r a n d t h e a i r b u t i t a l s o w o u l d n e e d s i m l i g h t . J a m e s : H a . U m . W e l l , i t m i g h t s t i l l l i v e . B e c a u s e i t w o u l d s t i l l g e t s i m i n t h a t o n e l e a f a n d i t m i g h t d i r e c t i t t o t h e r e s t o f t h e p l a n t . T h e y ' r e a l l j o i n e d u p t o o n e r o o t . . . W e l l , i f y o u ' r e o n l y g e t t i n g e n o u g h f o r A , h e w o u l d n ' t b e g e t t i n g e n o u g h f o o d f o r t h e w h o l e p l a n t r e a l l y . T h e y n e e d s u n a n d w a t e r a n d a i r ( t o m a k e f o o d ) b u t p r o b a b l y n o t e n o u g h t o s u p p o r t t h e w h o l e p l a n t . B u t m a y b e h e ( t h e o n e l e a f ) c o u l d d o t h a t f o r a w h i l e , b u t m a y b e , a f t e r a w h i l e h e m i g h t b e a b l e t o s u p p o r t t h e w h o l e p l a n t j u s t d o i n g i t b y h i m s e l f . . . l t ' s p o s s i b l e ( ? ? ) t h a t h e c o u l d d o t h e w h o l e t h i n g . H e w o u l d b e a b l e t o d o i t , b u t h e ' d l i k e h a v e t o s p l i t i t u p a m o n g a l l t h e l e a v e s , h a v e e n o u g h f o r t h e m t o l i v e . O t h e r s t u d e n t s i n t h i s g r o u p g a v e s i m i l a r a n s w e r s t h a t s h o w t h e y w e r e a c t i v e l y e n g a g e d i n t h i n k i n g a b o u t t h e s u b j e c t m a t t e r p r e s e n t e d i n t h e t e x t a n d t r y i n g t o f i g u r e o u t i f o n e l e a f c o u l d p o s s i b l y m a k e e n o u g h f o o d t o s u p p o r t t h e w h o l e p l a n t . T h e s e s t u d e n t s s p o n t a n e o u s l y a p p l i e d t h i s t e x t t h i n k i n g t o n o n - t e x t s i t u a t i o n s . T h e y w e r e m a k i n g s e n s e o f t h e t e x t a n d l e t t i n g i t s h a p e t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g . T h i s i s a n e x a m p l e o f w e l l - i n t e g r a t e d t e x t a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e , o f m e a n i n g f u l l e a r n i n g . T h e s e s t u d e n t s w e r e o v e r c o m i n g d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s a n d d e v e l o p i n g f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s o f t m s e e n e v e n t s o c c u r r i n g i n p l a n t s . C a s e s t u d y o f E v a l i n a . B e f o r e d i s s e c t i n g t h o s e f e a t u r e s o f t h e e x p e r i m e n - t a l t e x t t h a t e n a b l e d s i x o f t h e s e s t u d e n t s t o a d o p t t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o t h e t e x t , i t w i l l b e h e l p f u l t o u n d e r s t a n d h o w o n e s t u d e n t ' s t h i n k i n g c h a n g e d a s s h e u s e d t h i s t e x t . E v a l i n a w a s s e l e c t e d f o r t h i s c a s e s t u d y m a i n l y b e c a u s e s h e i s o n e o f t h e b e l o w g r a d e l e v e l r e a d e r s ( 5 . 6 ) w h o t m d e r w e n t c o n c e p t u a l c h a n g e . A s w e e m p h a s i z e d i n t h e l a s t s e c t i o n , h o w e v e r , a l l t h e s t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y w e n t t h r o u g h v e r y s i m i l a r c h a n g e s . T h i s c a s e s t u d y t r a c e s E v a l i n a ' s t h i n k i n g o v e r t h e t h r e e d a y r e a d i n g p e r i o d . 2 0 9 T h e p o r t i o n o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t t h a t s t u d e n t s r e a d t h e f i r s t d a y a s k s s t u d e n t s f o r t h e i r d e f i n i t i o n s o f f o o d a n d t h e i r o p i n i o n a b o u t w h e t h e r w a t e r , j u i c e , a n d s u g a r a r e f o o d . T h e t e x t t h e n c o n t r a s t s t y p i c a l s t u d e n t a n s w e r s w i t h a s c i e n t i f i c d e f i n i t i o n o f f o o d , t h a t f o o d i s o n l y t h o s e s u b s t a n c e s t h a t p r o v i d e l i v i n g t h i n g s w i t h e n e r g y . B y t h i s d e f i n i t i o n , w a t e r i s n o t f o o d . O n h e r p r e t e s t E v a l i n a i d e n t i f i e d w a t e r a s o n e o f p l a n t ' s f o o d s , a l o n g w i t h s u n l i g h t , a i r , f e r t i l i z e r , s o i l . S h e h a d a s t r o n g b e l i e f t h a t p l a n t s t a k e i n m u l t i p l e k i n d s o f f o o d f r o m t h e i r e n v i r o n m e n t . S h e h a d n o i d e a t h a t p l a n t s m a d e t h e i r f o o d . T h e i s s u e a b o u t w h e t h e r w a t e r i s f o o d o r n o t c r e a t e d s i g n i f i c a n t c o n c e p t u a l c o n f l i c t f o r E v a l i n a a f t e r s h e r e a d t h e f i r s t s e c t i o n o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . I n h e r r e c a l l o n D a y 1 , s h e a c c u r a t e l y q u o t e d t h e t e x t a s h a v i n g s a i d t h a t w a t e r a n d v i t a m i n s a r e n o t f o o d , b e c a u s e t h e y d o n ' t “ h a v e e n o u g h e n e r g y . “ S h e a l s o s p e n t a l a r g e p o r t i o n o f h e r t i m e d u r i n g t h e r e c a l l d e s c r i b i n g t h e e x p e r i m e n t w i t h t h e b e a n s e e d p a r t s . A l t h o u g h s h e d e s c r i b e d t h e d e t a i l s o f t h e e x p e r i m e n t a l p r o c e d u r e s , s h e a l s o i n c l u d e d a f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n o f t h e r e s u l t s : “ T h e r e a s o n w h y i t d i d n ' t g r o w i s b e c a u s e i t n e e d e d t h e s e e d , t h e s e e d t o h e l p i t g r o w b e c a u s e I t h i n k t h a t g i v e s t h e ' e ' ( e m b r y o ) f o o d s o i t c o u l d g r o w o u t . “ W h e n t h e i n t e r v i e w s w i t c h e d t o t h e q u e s t i o n a b o u t h o w a r e a l p l a n t g e t s i t s f o o d , E v a l i n a a t f i r s t t a l k e d a b o u t w a t e r a n d s o i l , t h e m i s c o n c e p t i o n s s h e h e l d b e f o r e s h e s t a r t e d r e a d i n g . T h e n s h e d r e w f r o m t h e t e x t a n d t a l k e d a b o u t t h e “ c “ p a r t o f t h e s e e d ( c o t y l e d o n ) t h a t f e e d s t h e p l a n t . B u t s h e c o n t i n u e d t o i n s i s t t h a t w a t e r m u s t a l s o b e o n e o f t h e p l a n t ' s f o o d s . I n t r y i n g t o a n s w e r a n i n t e r v i e w q u e s t i o n t h a t a s k e d f o r c o m p a r i s o n s b e t w e e n f o o d f o r p l a n t s a n d f o o d f o r p e o p l e , E v a l i n a b e g a n t o s t r u g g l e w i t h t h e i s s u e o f w a t e r . T h e c o n f l i c t s h e e x p e r i e n c e d b e t w e e n t h e t e x t k n o w l e d g e a n d h e r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e i s a p p a r e n t : 2 1 0 I : S o w h e r e d o e s t h e p l a n t g e t i t s f o o d t h e n ? E : W h e r e d o e s t h e p l a n t g e t i t s f o o d ? I d o n ' t k n o w . F r o m t h e w a t e r . I t h i n k f r o m t h e w a t e r . I : D o y o u t h i n k f o o d f o r p l a n t s i s t h e s a m e a s f o o d f o r a n i m a l s ? E : W e l l , s o m e a n i m a l s t h e y d r i n k w a t e r . . . . a n d p l a n t s t h e y d r i n k w a t e r t o o . 1 : O k a y . S o t h a t ' s f o o d f o r p l a n t s a n d f o o d f o r a n i m a l s ? I t ' s t h e s a m e ? E : ( P a u s e ) W a t e r i s n ' t f o o d . I l e a r n e d t h a t m u c h ! ( l a u g h s ) . I f w a t e r i s n ' t f o o d t h e n w h a t i s t h e , w h a t k i n d o f f o o d i s i t f o r t h e p l a n t ? B u t I k n o w t h a t m y m o t h e r , s h e g i v e s w a t e r t o h e r p l a n t s . . . A n d a n i m a l s h a v e w a t e r t o o . I ' m s u r e t h e y d o . I d o n ' t k n o w . W h e n a s k e d l a t e r i n t h e i n t e r v i e w t o s u m m a r i z e w h a t s h e w o u l d c a l l p l a n t s f o o d , s h e t a l k e d o n l y a b o u t t h e i d e a s s h e g o t f r o m t h e t e x t a b o u t t h e c o t y l e d o n b e i n g f o o d f o r t h e e m b r y o a n d a b o u t w a t e r fl b e i n g a f o o d . W h e n a s k e d w h e t h e r s h e h a d l e a r n e d a n y t h i n g n e w , s h e s a i d , “ A l o t ‘ . I t h o u g h t w a t e r w a s s o m e t h i n g l i k e a f o o d . T h a t w a s n e w . I l e a r n e d t h a t e n e r g y i t h e l p s y o u d o w o r k a n d s t u f f . . . “ S h e t h e n i n t e r r u p t e d h e r s e l f , b e c a u s e s h e h a d n o t i c e d a p l a c e i n t h e t e x t t h a t h a d c o n f u s e d h e r . S h e d i d n ' t u n d e r s t a n d w h y t h e b o o k w a s t a l k i n g a b o u t s u g a r a n d j u i c e . “ S o a r e t h e y a s k i n g m e l i k e , r i g h t h e r e , w h i c h w o u l d b e b e t t e r f o r t h e p 3 5 5 ? “ S h e t h e n w e n t b a c k t o i d e n t i f y i n g n e w t h i n g s s h e l e a r n e d a b o u t t h e s e e d p a r t s a n d h o w t h e “ c “ p a r t ( c o t y l e d o n ) s u p p l i e s f o o d f o r t h e e m b r y o . T h u s , d u r i n g t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g , E v a l i n a w a s a l r e a d y u s i n g a l l t h e f e a t u r e s o f a c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d e r d e s c r i b e d i n t h e l a s t s e c t i o n : 1 . U s e o f t e x t e x p l a n a t i o n s . - S h e w a s a b l e t o p i c k o u t t h e k e y g o a l c o n c e p t s t h a t e m b r y o s g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n a n d t h a t f o o d s u p p l i e s e n e r g y f o r l i v i n g t h i n g s . 2 . A w a r e n e s s o f c o n t r a s t s , e v i d e n c e o f c o n c e p t u a l c o n f l i c t . - S h e r e c o g n i z e d a k e y s t a t e m e n t t h a t c o n t r a d i c t e d o n e o f h e r m i s c o n c e p t i o n s a b o u t w a t e r b e i n g a f o o d . 2 1 1 - S h e w a s a b l e t o p i c k o u t t h e k e y g o a l c o n c e p t t h a t e m b r y o s g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n . - S h e r e c o g n i z e d t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n h e r m i s c o n c e p t i o n a n d w h a t t h e b o o k s a i d a n d w a s w i l l i n g t o a b a n d o n t h e m i s c o n c e p t i o n ( a l t h o u g h r e l u c t a n t l y ) . - S h e r e c o g n i z e d t h a t h e r i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s w e r e c h a n g - - 1 8 1 3 ; i d e n t i f i e d p l a c e s w h e r e s h e w a s c o n f u s e d . 3 . A p p l i c a t i o n o f t e x t i d e a s t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . - S h e a p p l i e d t e x t i d e a s w h e n t a l k i n g a b o u t h o w a r e a l p l a n t g e t s i t s f o o d . S h e c o n t i n u e d t o u s e t h e s e s t r a t e g i e s a s s h e p r o c e e d e d t h r o u g h t h e r e s t o f t h e t e x t . T h e r e w a s c o n t i n u a l r e c o g n i t i o n o f c o n c e p t u a l c o n f l i c t a c c o m p a n i e d b y a t t e m p t s t o r e s o l v e t h e c o n f l i c t b y a l t e r i n g h e r p r i o r c o n c e p t i o n s s o t h a t t h e y w e r e c o m p a t i b l e w i t h t h e a p p a r e n t l y m o r e c o n v i n c i n g t e x t v i e w o f f o o d f o r p l a n t s . T h e f i r s t t h i n g E v a l i n a m e n t i o n e d i n h e r r e c a l l o n D a y 2 w a s t h a t p l a n t s c a n m a k e t h e i r f o o d i n t h e l e a v e s u s i n g a i r , w a t e r , a n d l i g h t . A s s h e t r i e d t o r e m e m b e r m o r e d e t a i l s a b o u t w h a t s h e r e a d , s h e c o n t i n u a l l y s t r e s s e d t h a t t h e m a k i n g o f f o o d w a s t h e “ m a i n p a r t “ o f t h e r e a d i n g . S h e w a s f r u s t r a t e d t h a t s h e c o u l d n o t r e m e m b e r t h e n a m e f o r t h e p r o c e s s ( p h o t o s y n t h e s i s ) . W h e n a s k e d a b o u t t h e m a i n i d e a , s h e e m p h a s i z e d t h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d . I n h e r r e c a l l s h e a l s o a c c u r a t e l y d e s c r i b e d h o w t h e f o o d m a d e b y t h e p a r e n t p l a n t i s s t o r e d i n t h e s e e d t o p r o v i d e f o o d f o r t h e e m b r y o . T h e c o m p a r i s o n o f t h e l e a f f a c t o r y t o a p l a s t i c f a c t o r y i s a l s o s o m e t h i n g s h e r e c a l l e d . B u t t h i s i s a l s o a p l a c e s h e i d e n t i f i e d a s b e i n g c o n f u s i n g t o h e r , b e c a u s e s h e d i d n ' t u n d e r s t a n d h o w t h e f o o d p l a n t s m a d e c o u l d b e f o r a n i m a l s . T h i s i s w h e r e s h e w a s q u o t e d e a r l i e r ( s e e p . 2 0 5 ) a s h a v i n g t r o u b l e i m a g i n i n g w h a t t h e y w e r e t a l k i n g a b o u t . O v e r a l l h e r r e c a l l w a s a c c u r a t e , c o m p l e t e , a n d f o c u s e d o n c e n t r a l i d e a s r a t h e r t h a n o n s p e c i f i c v o c a b u l a r y w o r d s o n t r i v i a l d e t a i l s . 2 1 2 W h e n s h e w a s a s k e d o n t h e s e c o n d d a y h o w a r e a l - w o r l d p l a n t g e t s i t s f o o d , s h e i m m e d i a t e l y u s e d n e w k n o w l e d g e s h e h a d g o t t e n f r o m t h e t e x t t o a n s w e r . O n D a y 1 s h e h a d a t f i r s t f a l l e n b a c k o n h e r e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e a n d o n l y l a t e r w o r k e d i n t h e t e x t k n o w l e d g e i n a n s w e r i n g t h i s t y p e o f q u e s t i o n . O n D a y 2 , h o w e v e r , s h e i m m e d i a t e l y a b a n d o n e d h e r e a r l i e r m i s c o n c e p t i o n s a n d d r e w f r o m t e x t k n o w l e d g e : E : T h e w a y i t g e t s i t s f o o d i s f r o m s u n , a i r , a n d w a t e r . B u t t h e y t o l d m e w a t e r i s p e p f o o d f o r t h e p l a n t a n d n e i t h e r w a s s o i l . T h e s u n h e l p s t h e p l a n t m a k e i t s f o o d . I t h e l p s t o m a k e i t i n t h e l e a v e s . I : R e m e m b e r w h a t y o u t o l d m e t h e o t h e r d a y a b o u t h o w t h e p l a n t g e t s i t s f o o d ? H a v e y o u r i d e a s c h a n g e d a t a l l ? E : Y a ( l a u g h s ) . W e l l , a t f i r s t I t h o u g h t i t w a s j u s t w a t e r b e c a u s e w e w a t e r o u r s a n d m y m o t h e r p u t i t o u t i n t h e s i m l i g h t a n d s t u f f . A n d s h e h a v e o u r s i n t h e h o u s e s o m e t i m e s a n d t h e y s t a r t t o d r o o p a n d t h e n s h e p u t s t h e m o u t i n t h e s u n a n d i t s t a r t e d l i v i n g a g a i n . A n d I t h o u g h t , w e l l , w e j u s t u s e w a t e r , b u t n o w I l e a r n e d t h a t i t n e e d s a i r a n d s u n s h i n e ( t o m a k e t h e f o o d ) . N o t o n l y h a d h e r i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s c h a n g e d s i g n i f i c a n t l y a t t h i s p o i n t , s h e w a s a l s o a w a r e o f t h e c h a n g e a n d a b l e t o d e s c r i b e t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n h e r e a r l i e r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d h e r n e w t e x t - b a s e d l m o w l e d g e . T h a t t h e t e x t v i e w m a d e s e n s e t o h e r i s e v i d e n c e d b y t h e f a c t t h a t s h e d i d n o t f a l l b a c k o n h e r m i s c o n c e p t i o n s t o a n s w e r q u e s t i o n s t h a t i n v i t e d h e r t o g o b e y o n d t h e t e x t . I n s t e a d , s h e i m m e d i a t e l y u s e d t h e c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t . D u r i n g t h e r e s t o f t h e D a y 2 i n t e r v i e w E v a l i n a r e p o r t e d c o n f u s i o n a b o u t s o m e p o i n t s , a n d i n d e e d , s h e d i d h a v e s o m e m i n o r m i x - u p s . F o r i n s t a n c e , s h e m i s s e d t h e p o i n t t h a t s e e d s c a n n o t m a k e t h e i r f o o d b e c a u s e t h e s i m c a n n o t r e a c h t h e i r l e a v e s . S h e f i g u r e d i f t h e y ' r e o u t s i d e , t h e y ' l l g e t a n e v e n i n t h e s o i l . H e r e x p l a n a t i o n f o r w h y s e e d s c a n n o t m a k e t h e i r o w n f o o d w a s b e c a u s e “ t h e y ' r e n o t o l d e n o u g h . “ H o w e v e r , i t w a s a l w a y s c l e a r t h a t s h e w a s t r y i n g t o r e c o n c i l e h e r p r i o r k n o w l e d g e w i t h t h e t e x t c o n t e n t a n d t o m a k e s e n s e o f b o t h w o r l d s o f 2 1 3 k n o w l e d g e . W h e n a s k e d w h a t s h e m i g h t s e e i f s h e c o u l d s e e i n t o a l e a f , f o r e x a m p l e , s h e r e p o r t e d s h e ' d p r o b a b l y s e e “ l i t t l e b u g s t r y i n g t o h e l p m a k e t h e f o o d . “ H e r e x p l a n a t i o n f o r t h i s w a s t h a t s h e w a s t r y i n g t o f o l l o w d i r e c t i o n s a n d u s e h e r i m a g i n a t i o n , a n d “ i t s a i d i n t h e b o o k t h a t i n t h e s o i l i s m i n e r a l s a n d i n s e c t s a n d f e r t i l i z e r a n d s t u f f , a n d s o I d o n ' t k n o w , I d o n ' t t h i n k t h e r e w o u l d b e b u g s , I d o n ' t k n o w w h a t I c o u l d i m a g i n e . “ I t s e e m s h e r e t h a t s h e w a s j u s t t r y i n g t o c o m e u p w i t h a n i m a g i n a t i v e , r a t h e r t h a n a n a c c u r a t e a n s w e r , b u t e v e n i n d o i n g t h i s s h e b a s e d i t o n i n f o r m a t i o n f r o m t h e t e x t . I n e x p l a i n i n g h e r w r i t t e n a n s w e r s i n t h e t e x t t o t h e i n t e r v i e w e r , E v a l i n a r e p e a t e d l y i m p r o v e d h e r a n s w e r s a s s h e t a l k e d , g i v i n g m o r e f u n c t i o n a l e x p l a n a - t i o n s . S h e c o n t r a s t e d w h a t s h e t h o u g h t w h e n s h e a n s w e r e d t h e q u e s t i o n o r i g i n a l l y t o w h a t s h e t h o u g h t a t t h e p o i n t t h e i n t e r v i w e r a s k e d a b o u t t h e q u e s t i o n . F o r e x a m p l e , o n p a g e 3 0 9 i n t h e t e x t s h e h a d w r i t t e n i n h e r b o o k t h e f o l l o w i n g e x p l a n a t i o n o f t h e r e s u l t s o f t h e e x p e r i m e n t i n w h i c h g r a s s p l a n t s i n t h e d a r k d i e d w h i l e t h e o n e s i n t h e l i g h t l i v e d : B e c a u s e i n t h e d a r k t h e p l a n t c o u l d n ' t b r e a t h e I t h i n k . A n d i n t h e s u n s h i n e 1 d i d . I n t h e i n t e r v i e w E v a l i n a c h a n g e d t h i s n o n - f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n t o a f u n c t i o n a l o n e t h a t a p p r o p r i a t e l y u s e d t h e g o a l c o n c e p t s : E : B e c a u s e t h e y n e e d l i g h t s o t h e y c a n g r o w a n d h e l p m a k e t h e i r f o o d . W h e n t h e y ' r e i n t h e d a r k , t h e y d o n ' t h a v e e n o u g h s i m l i g h t t o h e l p t h e m m a k e t h e i r f o o d . . . I t h i n k m y a n s w e r w a s w r o n g . I : Y o u s a i d t h e y c o u l d n ' t b r e a t h e . E : Y e a h . I : W h a t d o y o u t h i n k n o w ? E : I t h i n k t h e y d i d n ' t h a v e e n o u g h f o o d i n t h e d a r k , I k n o w t h e y d i d n ' t h a v e e n o u g h f o o d b e c a u s e t h e y n e e d t h e l i g h t t o h e l p t h e m m a k e t h e f O O d . . . 2 1 4 A n o t h e r q u e s t i o n i n t h e t e x t a s k e d w h y e l l t h e g r a s s p l a n t s , e v e n t h e o n e s i n t h e d a r k h a d b e e n a b l e t o p e g i e g r o w i n g . E v a l i n a w r o t e i n h e r t e x t , “ B e c a u s e t h e y h a d w a t e r . “ I n l o o k i n g a t t h i s a n s w e r d u r i n g t h e i n t e r v i e w , E v a l i n a r e a l i z e d t h a t i n g i v i n g t h a t a n s w e r s h e h a d r e v e r t e d b a c k t o u s i n g h e r m i s c o n c e p t i o n a b o u t w a t e r b e i n g f o o d : I : W h a t w e r e y o u t h i n k i n g w h e n y o u a n s w e r e d t h a t ? E : B e c a u s e I 1 1 1 m s e e p e o p l e u s e w a t e r f o r t h e i r p l a n t s . T h a t ' s w h y I a l w a y s s a y w a t e r - - I t h i n k t h a t h e l p s t h e m g r o w , a c c o r d i n g t o m y m o t h e r . O n D a y 3 E v a l i n a ' s r e c a l l w a s a g a i n a c c u r a t e a n d c o m p l e t e . S h e d e s c r i b e d n o t o n l y t h e p r o c e d u r e s o f t h e e x p e r i m e n t w i t h t h e f o u r b e a n p l a n t s , s h e a l s o i n c l u d e d a l e n g t h y f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n o f t h e r e s u l t s . I n t h i s e x p l a n a t i o n s h e a c c u r a t e l y u s e d t h e g o a l c o n c e p t s f r o m t h e t e x t . S h e r e p o r t e d , f o r e x a m p l e , t h a t t h e t e x t s t r e s s e d t h e t h r e e t h i n g s a p l a n t n e e d s t o m a k e f o o d a n d t h a t p l a n t s o n l y h a v e o n e k i n d o f f o o d . W h e n a s k e d i f h e r i d e a s h a d c h a n g e d , s h e r e p o r t e d t h a t t h e d a y b e f o r e s h e h a d b e e n t h i n k i n g t h a t p l a n t s m a d e f o o d d o w n u n d e r t h e s o i l t h r o u g h t h e r o o t s , b u t t h a t n o w s h e r e a l i z e d t h a t i t h a p p e n s i n t h e l e a v e s . O n D a y 2 s h e h a d m e n t i o n e d p h o t o s y n t h e s i s a s o c c u r i n g i n t h e l e a v e s d u r i n g h e r r e c a l l , b u t a p p a r e n t l y i n h e r “ r e a l “ s c h e m a s h e h a d p h o t o s y n t h e s i s t a k i n g p l a c e i n t h e s o i l . S h e r e p o r t e d t h a t n o w t h i n g s m a d e m o r e s e n s e , b e c a u s e s h e h a d n o t u n d e r s t o o d h o w t h e l i g h t c o u l d g e t a l l t h e w a y d o w n t o t h e r o o t s . A g a i n , E v a l i n a w a s c l e a r l y i n v o l v e d i n a s e n s e - m a k i n g p r o c e s s . E v a l i n a ' s a b i l i t y t o a p p l y t h e g o a l c o n c e p t s t o n e w s i t u a t i o n s p r o v i d e s a d d i t i o n a l e v i d e n c e t h a t s h e w a s a t t e m p t i n g t o m a k e s e n s e o f t h e i d e a s i n t h e t e x t . F o r e x a m p l e , w h e n a s k e d w h a t w o u l d h a p p e n i f a b o x c o v e r e d a p l a n t s o t h a t o n l y o n e l e a f c o u l d g e t l i g h t , s h e g a v e t h e f o l l o w i n g t h o u g h t f u l , f t m c t i o n a l a n s w e r : 2 1 5 E : I t h i n k t h a t t h e o n e s t h a t ' s u n d e r t h e b o x , i t w o u l d s t a r t t o d i e b e c a u s e i t n e e d s s o m e l i g h t d o w n o n i t t o h e l p i t m a k e f o o d . A n d t h e o n e t h a t ' s p r o b a b l y o u t i n t h e l i g h t , i t w o u l d p r o b a b l y h e l p f e e d t h e p l a n t t h a t ' s u n d e r t h e b o x , b e c a u s e i f t h e f o o d i s g o i n g d o w n t h e s t e m l i k e t h a t , i t p r o b a b l y w o u l d e x t e n d t o s o m e o f t h e o t h e r l e a v e s . B u t i f i t d i d n ' t , t h e n t h o s e u n d e r t h e b o x , t h e y p r o b a b l y w o u l d n ' t l i v e t h a t l o n g , a n d t h e o n e ' s t h a t o u t , i t w o u l d . H e r e x p l a n a t i o n s o f t h e r e s u l t s o f t h e r a t h e r c o m p l e x b e a n p l a n t e x p e r i m e n t p r o v i d e a n o t h e r e x a m p l e o f h e r a b i l i t y t o a p p l y t e x t c o n c e p t s t o n e w s i t u a t i o n s . T h e a n s w e r s s h e g a v e t o q u e s t i o n s i n t h e t e x t a n d t o i n t e r v i e w q u e s t i o n s a b o u t t h a t e x p e r i m e n t s h o w e d t h a t s h e w a s u s i n g t h e i d e a o f p h o t o s y n t h e s i s t o m a k e p r e d i c t i o n s a n d e x p l a n a t i o n s o f e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . S h e h a d a s o l i d u n d e r s t a n d - i n g o f u n d e r w h a t c o n d i t i o n s a p l a n t c a n m a k e i t s f o o d a n d h o w e x c e s s f o o d f r o m t h a t p r o c e s s i s s t o r e d i n s e e d s f o r g r o w i n g p l a n t s t o u s e u n t i l t h e y c a n m a k e t h e i r o w n f o o d . T h r o u g h o u t t h e t h i r d i n t e r v i e w , E v a l i n a g a v e c o n s i s t e n t l y a c c u r a t e e x p l a n a - t i o n s o f a l l t h e g o a l c o n c e p t s . T h e o n l y t h i n g s h e f o r g o t w a s t h a t t h e p r o c e s s o f m a k i n g f o o d i s c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s . W h e r e a s s h e d e s c r i b e d p h o t o s y n t h e s i s w e l l i n h e r o w n w o r d s o n D a y 2 , o n D a y 3 s h e c o u l d n o t r e m e m b e r w h a t t h e w o r d m e a n t . U n l i k e s t u d e n t s u s i n g S t r a t e g y t w o , h e r a t t e n t i o n w a s n o t c e n t e r e d o n t h e “ b i g w o r d s . “ T h u s , E v a l i n a u s e d t h e t e x t t o d e v e l o p a m e a n i n g f u l t m d e r s t a n d i n g o f h o w p l a n t s m a k e f o o d . A s p r e d i c t e d i n P o s n e r ' s m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e , s h e e x p e r i e n c e d c o n c e p t u a l c o n f l i c t a n d a b a n d o n e d m i s c o n c e p t i o n s i n f a v o r o f e x p l a - n a t i o n s o f p h o t o s y n t h e s i s w h i c h s e e m e d r e a s o n a b l e t o h e r a n d w h i c h s h e a p p l i e d t o a n u m b e r o f d i f f e r e n t s i t u a t i o n s h a v i n g t o d o w i t h p l a n t s . C o m p a r i s o n o f E v a l i n a a n d o t h e r c o n c e p t u a l c h a n g e s t u d e n t s . W h i l e t h e o t h e r s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y u s e d t h e t e x t i n w a y s n e a r l y i d e n t i c a l t o E v a l i n a , t h e r e i s o n e t m i q u e t h i n g t h a t s h o u l d b e m e n t i o n e d a b o u t h e r c a s e . S h e w a s t h e o n l y s t u d e n t w h o u s e d t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y o n t h e 2 1 6 f i r s t d a y o f r e a d i n g . F o r e x a m p l e , V e r a , a s w a s s h o w n e a r l i e r , d i d n o t u s e t h e t e x t i n t h e f i r s t d a y t o c h a n g e h e r m i s c o n c e p t i o n s . S h e k e p t h e r t e x t k n o w l e d g e v i e w o f p l a n t s a n d h e r e x p e r i e n t i a l v i e w i n t w o s e p a r a t e s c h e m a t a . D o u g a n d J a m e s a l s o f o l l o w e d t h i s p a t t e r n . S u s a n ( u s i n g M o d e r n S c i e n c e ) , S h e i l a , a n d D a r y l d i s t o r t e d t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g t o m a k e i t f i t t h e i r p r i o r c o n c e p t i o n s . A _ l l _ o f t h e s t u d e n t s , e x c e p t E v a l i n a , u s e d o n e o f t h e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s o n D a y 1 , a n d t h e i r l a c k o f p r o g r e s s t o w a r d m e a n i n g f u l l e a r n i n g i s e v i d e n t a f t e r t h e f i r s t d a y . T h e s w i t c h t o t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y s u g g e s t s t h a t t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y i s n o t o n e t h a t w a s s p o n t a n e o u s l y u s e d b y s t u d e n t s . R a t h e r , s t u d e n t s u s e d i t o n l y w h e n c e r t a i n t e x t f e a t u r e s e n c o u r g a e d t h e u s e o f t h i s s t r a t e g y . S u m m a r y o f T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s T a b l e 5 . 3 p r e s e n t s a n o v e r v i e w o f t h e s i x t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s a n d t h e s o u r c e s o f k n o w l e d g e s t u d e n t s u s e d f o r e a c h s t r a t e g y . T h e s t r a t e g i e s a r e a r r a n g e d i n o r d e r f r o m t h o s e u s e d m o s t f r e q u e n t l y b y p o o r r e a d e r s a t t h e t o p t o t h o s e u s e d b y b e t t e r r e a d e r s a t t h e b o t t o m . H e r e t h e n o t i o n o f ' p o o r ' a n d ' b e t t e r ' r e a d e r s r e f e r s t o s t u d e n t s ' s c o r e s o n t h e M e t r o p o l i t a n A c h i e v e m e n t t e s t . I t s h o u l d b e e m p h a s i z e d t h a t Q o f t h e s t u d e n t s w h o c o n s i s t e n t l y u s e d S t r a t e g i e s O n e t h r o u g h F i v e f a i l e d t o d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s . I n t h i s s e n s e , t h e y w e r e a l l p o o r r e a d e r s . 2 1 7 T a b l e 5 . 3 T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s S o u r c e o f S o u r c e o f k n o w - f o t n g f fi f i : ' e d g e ' . ° ' S c h o o l R e a d i n g N u m b e r o f 3 “ ‘ " m g K n 1 d e G o a l S t d z . t e x t - b a s e d r e a l - w o r l d o w e g u e n 3 q u e s t i o n s q u e s t i o n s 1 . O v e r r e l i a n c e P r i o r k n o w - P r i o r k n o w - P r i o r k n o w - T o f i n i s h a 4 o n p r i o r l e d g e l e d g e l e d g e c a n h e l p s c h o o l t a s k r e a l - w o r l d y o u a n s w e r k n o w l e d g e q u e s t i o n s 2 . O v e r r e l i a n c e ' B i g ' w o r d s P r i o r k n o w - B i g w o r d s i n T o f i n i s h a 4 o n i s o l a t e d i n t h e t e x t l e d g e t e x t a r e i m - s c h o o l t a s k w o r d s i n t e x t p o r t a n t t o u s e 3 . O v e r r e l i a n c e F a c t s i n P r i o r k n o w - L e a r n i n g i s T o m e m o r i z e 4 _ o n f a c t s i n t h e t e x t l e d g e m e m o r i z i n g f a c t s a b o u t t e x t - a d d i - l i s t s o f f a c t s t i v e n o t i o n o f l e a r n i n g 4 . S e p a r a t i n g D i s c i p l i n a r y P r i o r k n o w - T o m a k e s e n s e T o m a k e s e n s e 3 d i s c i p l i n a r y v i e w p r e - l e d g e o f t e x t c a n ' t o f t e x t v i e w k n o w l e d g e s e n t e d i n t h e t r y t o r e l a t e o f p l a n t s a n d r e a l - t e x t i t t o r e a l - w o r l d k n o w ~ w o r l d k n o w - l e d g e a s t w o l e d g e d i s t i n c t , e q u a l l y s e n - s i b l e w o r l d s o f k n o w l e d g e 5 . O v e r r e l i a n c e P r i o r k n o w - P r i o r k n o w - T o m a k e s u r e 9 o n p r i o r l e d g e a n d l e d g e a n d I ' m r i g h t ; t o k n o w l e d g e t o d i s c i p l i n a r y d i s c i p l i n a r y a d d a f e w d e - m a k e " s e n s e ” v i e w p r e - v i e w p r e - t a i l s t o w h a t o f d i s c i p l i - s e n t e d i n s e n t e d i n t h e I a l r e a d y n a r y v i e w i n t h e t e x t t e x t k n o w t h e t e x t 6 . U s i n g t e x t D i s c i p l i n a r y D i s c i p l i n a r y T o m a k e s e n s e 7 k n o w l e d g e t o v i e w p r e s e n t e d v i e w p r e s e n t e d o f t e x t v i e w o f c h a n g e r e a l - i n t h e t e x t i n t h e t e x t p l a n t s a n d t o w o r l d i d e a s a n d p r i o r a n d p r i o r u s e t e x t v i e w k n o w l e d g e k n o w l e d g e o f p l a n t s t o c h a n g e r e a l - w o r l d v i e w o f p l a n t s I ' S o m e s t u d e n t s u s e d m o r e t h a n o n e s t r a t e g y . 2 1 8 T h e t a b l e s h o w s t h a t s t u d e n t s u s e d d i f f e r e n t s o u r c e s o f k n o w l e d g e . T h e y h a d d i f f e r e n t w a y s o f d r a w i n g f r o m t h e i r p r i o r k n o w l e d g e , t h e d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e i n t h e t e x t , a n d t h e i r s c h o o l k n o w l e d g e a b o u t h o w t o r e a d t e x t s i n s c h o o l . S t u d e n t s u s i n g t h e f i r s t t h r e e s t r a t e g i e s , f o r e x a m p l e , a v o i d e d d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e . T h a t i s , t h e y h a d w a y s o f r e a d i n g t h e t e x t w i t h o u t e n g a g i n g t h e c e n t r a l c o n c e p t s b e i n g p r e s e n t e d . S t u d e n t s u s i n g t h e f i r s t t w o o f t h e s e s t r a t e g i e s , o v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e o r o v e r r e l i a n c e o n t e x t d e t a i l s i n o r d e r t o c o m p l e t e a s c h o o l t a s k , c o u l d ' g e t . b y " u s i n g t h e s e s t r a t e g i e s . I t i s l i k e l y , h o w e v e r , t h a t t h e i r t e a c h e r s w o u l d r e c o g n i z e t h e d e f i c i t s i n t h e i r u n d e r s t a n d i n g . B u t s t u d e n t s l i k e M y r a , u s i n g S t r a t e g y T h r e e , h a d a s t r a t e g y t h a t i s o f t e n r e i n f o r c e d b y t e x t s t r u c t u r e a n d r e w a r d e d i n c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n . T h e g a t h e r i n g o f i s o l a t e d f a c t s i s a s t r a t e g y t h a t c a n b e s u c c e s s f u l l y u s e d i n s c h o o l , s i n c e m a n y t e a c h e r s a n d t e x t s p r e s e n t ” d i s c i p l i n a r y ” k n o w l e d g e i n t h i s w a y . M a n y t e a c h e r s r e d u c e t h e d i s c i p l i n e o f b i o l o g y , f o r e x a m p l e , t o a l i s t o f f a c t s t o b e l e a r n e d . T h u s , t h e s e t e a c h e r s w o u l d n o t r e c o g n i z e t h a t s t u d e n t s l i k e M y r a w e r e f a i l i n g t o r e a l l y m a k e s e n s e o f t h e t e x t . S t r a t e g i e s F o u r a n d F i v e a r e e v e n h a r d e r f o r t e a c h e r s ( a n d r e s e a r c h e r s ) t o d e t e c t . B e c a u s e t h e s e s t u d e n t s m a k e a n a t t e m p t t o m a k e s e n s e o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e , t h e i r a n s w e r s t o t e x t - b a s e d q u e s t i o n s c a n s o u n d v e r y c o n s i s t e n t w i t h t h e g o a l c o n c e p t s o f t h e t e x t . I t i s o n l y w h e n s t u d e n t s ' r e a l - w o r l d t h i n k i n g i s p r o b e d t h a t i t b e c o m e s c l e a r t h a t t h e s e s t u d e n t s h a v e n o t m a d e m e a n i n g f u l s e n s e o f t h e t e x t . S t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y , o n t h e o t h e r h a n d , r e a d i n o r d e r t o m a k e s e n s e o f t h e t e x t v i e w o f f o o d f o r p l a n t s . M a k i n g s e n s e f o r t h e s e s t u d e n t s r e q u i r e d c h a n g i n g o r a b a n d o n i n g l o n g - h e l d , e x p e r i e n t i a l l y - b a s e d m i s c o n - c e p t i o n s . T h e s e s t u d e n t s a l l u s e d t e x t i n w a y s v e r y s i m i l a r t o e a c h o t h e r a n d s t r i k i n g l y d i f f e r e n t f r o m s t u d e n t s u s i n g t h e f i r s t f i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . 2 . 1 9 I n c o n t r a s t w i t h s t u d e n t s u s i n g t h e o t h e r s t r a t e g i e s , t h e s e s t u d e n t s d i d g o _ t d i s t o r t t e x t t o f i t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , t h e y d i d 5 9 1 v i e w t e x t k n o w l e d g e a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a s h a v i n g n o t h i n g t o d o w i t h e a c h o t h e r , a n d t h e y d i d n o t r e a d s i m p l y t o g e t d o n e o r t o m e m o r i z e f a c t s . I n s t e a d , t h e i r r e a d i n g w a s c h a r a c t e r i z e d b y t h e f e a t u r e s d e s c r i b e d b e l o w : 1 . R e c o g n i t i o n o f i m p o r t a n c e o f m a i n g o a l c o n c e p t s i n t e x t . 2 . R e c o g n i t i o n o f t e x t s t a t e m e n t s t h a t a r e i n c o n f l i c t w i t h p e r s o n a l m i s c o n c e p t i o n s . 3 . R e c o g n i t i o n o f t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n g o a l c o n c e p t s i n t e x t a n d p e r s o n a l l y h e l d m i s c o n c e p t i o n s r e s u l t i n g i n a w i l l i n g n e s s t o a b a n - d o n m i s c o n c e p t i o n s a n d a l t e r s c h e m a t o a c c o m m o d a t e n e w i d e a s . 4 . R e c o g n i t i o n o f c h a n g e s i n p e r s o n a l w a y s o f t h i n k i n g a b o u t p l a n t s . 5 . R e c o g n i t i o n o f p l a c e s w h e r e t h i n g s w e r e c o n f u s i n g . 6 . R e l i a n c e o n t e x t v i e w ( g o a l c o n c e p t s ) t o e x p l a i n r e a l - w o r l d q u e s t i o n s a b o u t p l a n t s . A s a r e s u l t o f u s i n g t h i s s t r a t e g y , t h e s e s t u d e n t s w e r e a b l e t o i n t e g r a t e t h e i r p r i o r k n o w l e d g e w i t h t e x t k n o w l e d g e . T h u s , t h e y w e r e s u c c e s s f u l i n a c h i e v i n g m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . H o w T e x t F e a t u r e s I n f l u e n c e d S t u d e n t s ' C h o i c e o f S t r a t e g y T h e s e c o n d r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h i s s t u d y w a s t o d e t e r m i n e h o w f e a t u r e s o f t h e t h r e e t e x t s i n f l u e n c e d s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n s . A n a l y s i s f o c u s e d o n i d e n t i f y i n g w h e t h e r s t u d e n t s w e r e l o c k e d i n t o u s i n g a p a r t i c u l a r s t r a t e g y b e c a u s e o f t h e i r r e a d i n g a b i l i t y , o r w h e t h e r t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t e x t t h e y w e r e r e a d i n g i n f l u e n c e d t h e i r s t r a t e g y u s e . T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e p a r t i c u l a r r e a d i n g s t r a t e g y u s e d b y s t u d e n t s w a s d e t e r m i n e d b y a n i n t e r a c t i o n b e t w e e n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s t u d e n t a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t e x t . T a b l e 5 . 4 s h o w s t h a t t o s o m e e x t e n t s t u d e n t s ' s e l e c t i o n o f s t r a t e g i e s w a s d e t e r m i n e d b y i n d i v i d u a l s t u d e n t d i f f e r e n c e s i n r e a d i n g 2 2 0 a b i l i t y . T h u s , t h e s t u d e n t s r e a d i n g a t o r b e l o w g r a d e l e v e l ( a s m e a s u r e d b y s t a n d a r d i z e d r e a d i n g t e s t s ) a p p e a r e d t o h a v e o n l y t h e f i r s t t h r e e s t r a t e g i e s i n t h e i r r e p e r t o i r e . O n l y t h e ' b e t t e r ' r e a d e r s h a d t h e m o r e s o p h i s t i c a t e d s t r a t e g i e s ( 4 a n d 5 ) a v a i l a b l e t o t h e m . T a b l e 5 . 4 S t r a t e g i e s U s e d b y I n d i v i d u a l S t u d e n t s D O M I N A N T S T R A T E G Y T E X T R E A D I N G L E V E L D a y 1 D a y 2 D a y 3 M o d e r n S c i e n c e L i n d a 4 . 5 l l l T r a c e y 5 . 6 l 2 2 D a n n y 7 . l 3 2 3 S a l l y 8 . 4 3 5 5 K e v i n 1 2 . 6 S 5 5 S u s a n 1 2 . 6 5 6 6 C o n c e p t s i n J i l l 4 . 0 3 2 2 S c i e n c e M a r i a 4 . 0 1 l l M y r a 6 . 0 3 3 5 P h i l 6 . 0 5 5 5 D e b o r a h 1 0 . 0 5 5 5 P a r k e r P H S 5 5 5 E x p e r i m e n t a l D a r y l 3 . 4 5 6 6 E v a l i n a 5 . 6 6 6 6 A l l i s o n 7 . 6 l 5 6 D o u g 8 . 1 4 6 6 V e r a 8 . 6 4 6 6 J a m e s 1 1 . 3 4 6 6 S h e i l a P S 5 6 6 H o w e v e r , t h i s p a t t e r n d o e s n o t h o l d t r u e f o r t h e s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y , a n d h e r e i s w h e r e t h e t e x t i n f l u e n c e o n s t r a t e g y s e l e c t i o n f i r s t b e c o m e s e v i d e n t . S t r a t e g y S i x , t h e o n l y t r u l y e f f e c t i v e s t r a t e g y , w a s u s e d c o n s i s t e n t l y b y s i x o f t h e s e v e n s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . 2 2 1 O n l y o n e o f t h e t w e l v e s t u d e n t s r e a d i n g t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s u s e d t h i s s t r a t e g y . I n a d d i t i o n , s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e a l m o s t t h e o n l y o n e s w h o s w i t c h e d f r o m o n e o f t h e f i v e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s o n D a y 1 t o t h e m o r e e f f e c t i v e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y o n D a y s 2 a n d 3 . A l l b u t o n e s t u d e n t r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s e i t h e r p e r s i s t e n t l y u s e d o n e o f t h e f i v e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s o r s w i t c h e d b a c k a n d f o r t h a m o n g a l t e r n a t i v e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s . T h i s d a t a s t r o n g l y s u g g e s t t h a t t e x t f e a t u r e s i n f l u e n c e d s t r a t e g y s e l e c t i o n . T a b l e 5 . 5 u n d e r s c o r e s i n a n o t h e r w a y t h a t t h e t e x t b e i n g r e a d m a d e a d i f f e r e n c e i n t e r m s o f s t u d e n t p r o c e s s i n g o f t e x t . T h i s t a b l e c o m p a r e s h o w s t u d e n t s a n s w e r e d t w o k e y i n t e r v i e w q u e s t i o n s . T h e f i r s t q u e s t i o n i s d e s i g n e d t o g e t s t u d e n t s t o t h i n k a b o u t t h e i n f o r m a t i o n i n t h e t e x t : D i d y o u l e a r n a n y t h i n g t h a t w a s 3 5 1 o r s u r p r i s i n g t o y o u f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? T h e s e c o n d q u e s t i o n e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o u s e t h e i r e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e . S t u d e n t s w e r e e x p l i c i t l y t o l d t h e y d i d n o t h a v e t o l i m i t t h e i r a n s w e r t o w h a t t h e b o o k h a d s a i d . T h i s " r e a l - w o r l d " q u e s t i o n , w h i c h w a s d i s c u s s e d e a r l i e r ( s e e p . 2 0 2 ) , w a s : L e t ' s l o o k a t t h i s p l a n t . H a v e y o u r i d e a s c h a n g e d a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d ? T h e t a b l e s u m m a r i z e s w h e t h e r c e r t a i n k e y f e a t u r e s w e r e p r e s e n t i n s t u - d e n t s ' a n s w e r s . D i d t h e s t u d e n t i d e n t i f y t h a t p l a n t s ' a b i l i t y t o m a k e f o o d w a s a n e w i d e a t h e y h a d g o t t e n f r o m t h e t e x t ? W h e n t h i n k i n g a b o u t a r e a l p l a n t , d i d t h e y m e n t i o n t h a t p r i o r i n c o r r e c t i d e a s h a d b e e n c h a n g e d , a n d / o r d i d t h e y e x p l a i n t h a t t h e y h a d c h a n g e d t h e i r t h i n k i n g t o t h e g o a l c o n c e p t t h a t p l a n t s m a k e f o o d ? T h e s t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s f a l l i n t o t h r e e d i s t i n c t p a t t e r n s o f a n s w e r s . E a c h o f t h e s e m a j o r p a t t e r n s i s a s s o c i a t e d p r i m a r i l y w i t h s t u d e n t s u s i n g a p a r t i c u l a r t e x t . S t u d e n t s r e a d i n g C o n c e p t s i n S c i e n c e , f o r e x a m p l e , a l l i d e n t i f i e d t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e f o o d a s a n e w i d e a f r o m t h e t e x t . S t u d e n t s ' c o m p l e t e a n s w e r s t o t h e s e t w o q u e s t i o n s , i n c l u d e d i n A p p e n d i x F , r e v e a l t h a t 2 2 2 T a b l e 5 . 5 S t u d e n t ' s A n s w e r s t o T e x t - K n o w l e d g e v s . R e a l - W o r l d K n o w l e d g e Q u e s t i o n s A b o u t T h e i r L e a r n i n g T E X T K N O W L E D G E R E A L - W O R L D K N O W L E D G E Q U E S T I O N : Q U E S T I O N : W h a t H a v e y o u r i d e a s c h a n g e d a b o u t d i d y o u l e a r n n e w h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f r o m t h e b o o k t o d a y ? f o o d ? D o e s t h e s t u d e n t . D o e s t h e s t u d e n t D o e s t h e s t u d e n t m e n - m e n t i o n g o a l c o n - m e n t i o n g i v i n g t i o n c h a n g i n g t o g o a l I S t u d e n t c e p f t é o c p n l a é n s t z g a k e u p a m i s c o n - c o n c e p t t h a t p l a n t s l e a r n i n g ? c e p t i o n ? m a k e t h e i r o w n f o o d ? M o d e r n S c i e n c e L i n d a n o n o n o T r a c e y n o n o n o D a n n y n o n o n o S a l l y n o y e s n o K e v i n n o n o n o S u s a n n o n o y e s C o n c e p t s i n S c i e n c e M a r i a y e s n o n o J i l l y e s n o n o M y r a y e s n o n o P h i l y e s n o n o D e b o r a h y e s y e s y e s P a r k e r y e s n o n o E x p e r i m e n t a l T e x t D a r y l y e s y e s y e s A l l i s o n n o y e s y e s E v a l i n a y e s y e s y e s V e r a y e s y e s y e s D o u g y e s y e s y e s J a m e s y e s y e s y e s S h e i l a y e s y e s y e s 2 2 3 s o m e o f t h e s e s t u d e n t s m e r e l y o p e n e d t h e b o o k a n d r e a d o u t l o u d s e n t e n c e s a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d t o a n s w e r t h i s q u e s t i o n . H o w e v e r , a t l e a s t t h e y d i d p i c k i t o u t a s i m p o r t a n t . U n f o r t u n a t e l y , t h e s e s t u d e n t s d i d n o t l i n k t h i s ' m a i n i d e a ' t o t h e i r t h i n k i n g a b o u t r e a l - w o r l d p l a n t s . O n l y o n e s t u d e n t a c k n o w l e d g e d a n y c h a n g e i n h e r t h i n k i n g a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d , d e s p i t e t h e f a c t t h a t s t u d e n t s w e r e a s k e d t h i s q u e s t i o n t w i c e ( o n c e o n D a y 2 a n d o n c e o n D a y 3 ) . I n c o n t r a s t t o t h a t p a t t e r n , n o n e o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g M o d e r n S c i e n c e i d e n t i f i e d p l a n t s m a k i n g f o o d a s s o m e t h i n g n e w t h e y h a d l e a r n e d f r o m r e a d i n g t h e t e x t . T h e y a l s o d i d n o t r e p o r t a n y c h a n g e s i n t h e i r t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r r e a l - w o r l d p l a n t s . T h u s , t h e y w e r e n o t a b l e t o p i c k o u t k e y i d e a s f r o m t h e t e x t , m u c h l e s s u s e t h o s e i d e a s t o c h a n g e t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g a b o u t p l a n t s . F i n a l l y , s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a l m o s t u n a n i m o u s l y b o t h i d e n t i f i e d p l a n t s ' m a k i n g o f f o o d a s s o m e t h i n g t h e y h a d l e a r n e d f r o m t e x t a n d u s e d t h a t c o n c e p t t o e x p l a i n h o w t h e i r t h i n k i n g a b o u t f o o d f o r p l a n t s h a d c h a n g e d . T h e r i c h n e s s o f t h e s e s t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e t w o p a r t i c u l a r q u e s t i o n s s t a n d s i n s t a r k c o n t r a s t t o t h e k i n d s o f a n s w e r s g i v e n b y m o s t s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t w o t e x t s . S t u d e n t s ' c o m p l e t e a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s a r e i n c l u d e d i n A p p e n d i x F , b u t a l o o k a t a n s w e r s f r o m t h r e e s t u d e n t s a l l r e a d i n g a t a p p r o x i m a t e - l y t h e s a m e g r a d e l e v e l b u t r e a d i n g f r o m d i f f e r e n t t e x t s w i l l i l l u s t r a t e t h e q u a l i t a t i v e d i f f e r e n c e s a m o n g t h e s e p a t t e r n s o f a n s w e r i n g : D i d y o u l e a r n s o m e t h i n g n e w f r o m t h e t e x t ? P h i l , C o n c e p t s i n S c i e n c e : D a y 1 : T h a t o x y g e n g i v e s t h e p l a n t f o o d . D a y 2 : T h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d . ' l k a c e y , M o d e r n S c i e n c e : D a y 2 : T h e g u a r d c e l l s . I d i d n ' t k n o w t h a t t h e p l a n t h a d g u a r d c e l l s a n d h o w g u a r d c e l l s c o n t r o l m o v e m e n t o f w a t e r . E v a l i n a , E x p e r i m e n t a l T e x t : D a y 1 : A l o t . I t h o u g h t t h a t w a t e r w a s s o m e t h i n g l i k e f o o d . T h a t w a s n e w . E n e r g y ( f r o m f o o d ) h e l p s y o u d o w o r k . 2 2 4 I l e a r n e d a l o t . I l e a r n e d n e w n a m e s o f a s e e d - - e m b r y o a n d c o t y l e d o n . D a y 2 : T h e y t o l d m e w a t e r i s n o t f o o d f o r t h e p l a n t a n d n e i t h e r w a s s o i l . T h e s u n h e l p s t h e p l a n t m a k e i t s f o o d . . . i n t h e l e a v e s . D a y 3 : Y e a h . I l e a r n e d t h a t i t n e e d e d a l o t o f s u n , a i r a n d w a t e r . A n d h o w t h e f a c t o r y f o o d t h i n g m a k e s i t s o w n f o o d , a n d t h e y d o n ' t h a v e t o g o t o t h e g r o c e r y s t o r e . T h e s e t h r e e p a t t e r n s o f a n s w e r s s u g g e s t t h a t s o m e t h i n g a b o u t t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t a n d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t m a d e i t e a s i e r f o r s t u d e n t s t o p i c k o u t t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e f o o d . I n a d d i t i o n , s o m e t h i n g a b o u t t h e e x p e r i m e n t a l t e x t e n a b l e d s t u d e n t s t o u s e t h i s g o a l c o n c e p t t o c h a n g e t h e i r r e a l - w o r l d c o n c e p t i o n s o f f o o d f o r p l a n t s a n d t o c o m e t o ' o w n " t h e i d e a . I n c o n t r a s t , f e a t u r e s o f t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t m a d e i t d i f f i c u l t ( b u t n o t i m p o s s i b l e , a s S u s a n ' s c a s e i l l u s t r a t e s ) f o r s t u d e n t s t o p i c k o u t t h e m a i n i d e a a b o u t p l a n t s ' f o o d - m a k i n g a b i l i t y a n d t o s e e t h e c o n n e c t i o n s b e t w e e n t h e g o a l c o n c e p t a n d h o w r e a l p l a n t s g e t t h e i r f o o d . A n a n a l y s i s o f t h e f e a t u r e s o f e a c h t e x t a n d h o w t h e y a p p a r e n t l y h i n d e r e d o r h e l p e d s t u d e n t s i n b e c o m i n g c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d e r s i s p r e s e n t e d n e x t . C o n c e p t s i n S c i e n c e E f f e c t s o f r e p e t i t i o n s o n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n . T h e v i e w o f l e a r n i n g t h a t t h i s t e x t s e e m e d t o c o m m u n i c a t e t o s t u d e n t s i s t h a t t h e r e a r e c e r t a i n i m p o r t a n t f a c t s t h a t m u s t b e “ p o u n d e d i n " ( P a r k e r ' s w o r d s ) t o s t u d e n t s ' h e a d s . T h u s , t h e k e y i d e a s t h a t p l a n t s p r o d u c e o x y g e n a n d p r o d u c e f o o d a r e r e p e a t e d m a n y t i m e s i n t h e t e x t . T h i s r e p e t i t i v e f e a t u r e o f t h e t e x t w a s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . 1 2 0 ) , a n d a l i s t o f h o w t w o k e y c o n c e p t s a r e r e p e a t e d i n t h e t e x t i s s h o w n o n T a b l e 5 . 6 . T h e r e p e t i t i o n s a p p e a r t o h a v e b e e n e f f e c t i v e i n g e t t i n g s t u d e n t s t o r e m e m b e r t h a t p l a n t s m a k e f o o d ( s e e T a b l e 5 . 5 ) . H o w e v e r , t h e r e p e t i t i o n s d i d n o t 2 2 5 T a b l e 5 . 6 R e p e t i t i o n s o f G o a l C o n c e p t s i n C o n g p t s i n S c i e n c e G o a l C o n c e p t s P l a n t s P r o d u c e O x y g e n P l a n t s M a k e F o o d P a g e s a n d c o n - t e x t w h e r e c o n - c e p t i s r e p e a t e d p . 3 - J o a n ' s e x p e r i m e n t p . 4 - J o a n ' s e x p e r i m e n t p . 5 - J o a n ' s e x p e r i m e n t p . 6 - m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n p . 7 - ” L o o k A h e a d ” p a r a g r a p h p . 8 - I n t r o d u c t o r y p a r a g r a p h t o p h o t o - s y n t h e s i s e x p l a n a t i o n p . 8 - ' L e t ' s S u m U p " p a r a g r a p h p . 9 - m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s ( 3 ) p . 1 0 - " L o o k A h e a d ” p a r a g r a p h p . 1 1 - ' W e k n o w t h e s e t h i n g s a b o u t p l a n t s . . " p . 1 2 - e q u a t i o n f o r p h o t o s y n t h e s i s p . 1 3 - p a r t o f e c o s y s - s y s t e m s d i s c u s s i o n p . 2 3 - R e v i e w p a g e , “ T h e M a i n C o n c e p t “ p . 2 5 - ' A m a i n c o n - c e p t o f t h i s i s . . . " p . 2 6 - m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n p 0 8 - p 0 8 - p - 9 - p . 1 0 - p . 1 1 ' - p o 1 1 - 3 - p a r a g r a p h e x p l a n a - t i o n , ” F o o d - M a k e r ” L e t ' s S u m U p " m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s ( 2 ) " L o o k A h e a d “ p a r a - g r a p h D e t a i l s a b o u t h o w p l a n t s m a k e f o o d “ W e k n o w t h e s e t h i n g s a b o u t p l a n t s ' p . 1 1 - 1 2 - H o w r a w m a - p . 1 2 - p . 1 2 - p . 1 2 - p . 1 5 - p . 2 1 - p s 2 3 - p . 2 5 - p . 2 5 - p . 2 6 - t e r i a l s s e t t o l e a f m a k e f o o d e q u a t i o n f o r p h o t o - s y n t h e s i s " T h e i m p o r t a n t t h i n g i s . . . " P l a n t s m a k e f o o d f o r t h e w o r l d . m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s ( 4 ) m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n r e v i e w e x p l a n a - t i o n o f p h o t o s y n t h e - s i s ‘ A m a i n c o n c e p t o f t h i s u n i t i s . . . " q u e s t i o n a b o u t c o n - d i t i o n s f o r p h o t o s y n t h e s i s m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s ( 2 ) 2 2 6 s e r v e t o g e t s t u d e n t s c o g n i t i v e l y e n g a g e d w i t h r e l a t i n g t e x t c o n t e n t t o t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g . I n s t e a d , s t u d e n t s i n t e r p r e t e d t h e r e p e t i t i o n s a s g o i n g o v e r a n d o v e r s o m e t h i n g u n t i l y o u r e m e m b e r i t , a r o t e v i e w o f l e a r n i n g . A n o t h e r d i f f i c u l t y w i t h t h e r e p e t i t i o n s o f k e y i d e a s i n t h i s t e x t i s t h a t e a c h r e p e t i t i o n p r e s e n t s t h e g a g i n f o r m a t i o n i n t h e g a g w a y . T h u s , e a c h r e p e t i t i o n i s m e r e l y a r e s t a t e m e n t o f w h a t w a s s a i d b e f o r e , s e r v i n g o n l y r e v i e w i n g a n d h i g h l i g h t i n g f u n c t i o n s . I t ' s a s i f t h e a u t h o r s a r e s a y i n g , ' i f t h i s c o n c e p t d i d n ' t s i n k i n t h e f i r s t t i m e , r e a d i n g i t o v e r a n d o v e r a g a i n w i l l m a k e i t s i n k i n . “ A s h a s b e e n s h o w n , r e a d i n g i t o v e r a n d o v e r a g a i n d i d h e l p s t u d e n t s r e m e m b e r i t , b u t i t d i d n o t h e l p t h e m u n d e r s t a n d i t . T h e y w e r e n o t a b l e t o a p p l y i t t o g i v e f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s a b o u t r e a l p l a n t s . E f f e c t s o f q u e s t i o n s o n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n s . T h e k i n d s o f q u e s t i o n s a s k e d i n t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t r e i n f o r c e a v i e w o f l e a r n i n g a s m e m o r i z i n g f a c t s . T h e s e q u e s t i o n s c o u l d b e a n s w e r e d c o r r e c t l y u s i n g t h e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s , a n d n o n e o f t h e m r e q u i r e d s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y t o a n s w e r s a t i s f a c t o r i l y . T h u s , t h e q u e s t i o n s c a n b e v i e w e d a s e n c o u r a g - i n g t h e s e l e c t i o n o f o n e o f t h e i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . F o r e x a m p l e , t h e t e x t f r e q u e n t l y p o s e s m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s w h i c h a r e a l m o s t a l l l i t e r a l l e v e l q u e s t i o n s r e q u i r i n g s t u d e n t s o n l y t o s e l e c t o n e o f t w o c h o i c e s a s t h e c o r r e c t a n s w e r . A l l o f t h e s t u d e n t s u s i n g t h i s t e x t e x p l a i n e d h o w t h e y o f t e n c a m e u p w i t h a c o r r e c t a n s w e r b y e l i m i n a t i n g t h e o t h e r a n s w e r a s o b v i o u s l y i n c o r r e c t . F o r e x a m p l e , P h i l c o r r e c t l y c i r c l e d t h a t t h e m a i n i d e a o f t h e t e x t w a s t h a t g r e e n p l a n t s a r e a m a j o r r e s o u r c e o f o u r w o r l d e c o s y s t e m , b e c a u s e t h e o t h e r c h o i c e w a s " P e O p l e d o n o t d e p e n d o n p l a n t s . " H e r e a s o n e d f r o m h i s r e a l - w o r l d k n o w l e d g e t h a t p e o p l e d i d d e p e n d o n p l a n t s , t o s e l e c t ( a ) w i t h o u t e v e n t h i n k i n g a b o u t w h a t ( a ) s a i d o r m e a n t . J i l l u s e d a s l i g h t l y d i f f e r e n t s t r a t e g y t o a n s w e r s o m e o f t h e s e q u e s t i o n s . F o c u s i n g o n w o r d s i n t h e t e x t , s h e w o u l d c i r c l e 2 2 7 t h e c h o i c e t h a t c o n t a i n e d w o r d s t h e t e x t h a d b e e n u s i n g a l o t . F o r i n s t a n c e , i t ' s e a s y t o p i c k o x y g e n o v e r n i t r o g e n a s a p r o d u c t o f p h o t o s y n t h e s i s ( p . 3 3 4 i n t h e t e x t ) , b e c a u s e t h e w o r d o x y g e n a p p e a r s 2 9 t i m e s i n t h e t e x t b e f o r e t h a t q u e s t i o n i s a s k e d , w h i l e n i t r o g e n d o e s n o t a p p e a r a t a l l . T h u s , t h e s e t e x t - p o s e d q u e s t i o n s e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o o v e r r e l y o n e x p l i c i t w o r d s i n t e x t , t o o v e r r e l y o n p r i o r k n o w l e d g e t o r u l e o u t ' w r o n g ' a n s w e r s , o r t o p i c k o u t f a c t s f r o m t h e t e x t a n d p a r r o t t h e m b a c k . T h e y w e r e s t r u c t u r e d t o i m p r o v e s t u d e n t s ' p e r f o r m a n c e a s t h e y c o m p l e t e d t h e t a s k o f r e a d i n g a n d a n s w e r i n g t h e q u e s t i o n s . T h e q u e s t i o n s d i d g o _ t _ , h o w e v e r , c h a l l e n g e s t u d e n t s t o t h i n k a b o u t t h e s u b j e c t m a t t e r v e r y d e e p l y , t o a p p l y t h e c o n c e p t s t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s , o r t o m a k e p e r s o n a l s e n s e o f t h e c o n c e p t s . A t b e s t , s t u d e n t s o n l y h a d t o r e m e m b e r o r r e c o g n i z e f a c t s f r o m t h e t e x t t o a n s w e r q u e s t i o n s c o r r e c t l y . O f t e n , e v e n t h a t m u c h w a s n o t r e q u i r e d . T h e o c c a s i o n a l t e x t q u e s t i o n s t h a t r e q u i r e d s t u d e n t s t o c o n s t r u c t t h e i r o w n a n s w e r s w e r e s o f a r r e m o v e d f r o m t h e t e x t c o n t e n t t h a t s t u d e n t s c o n s i s t e n t l y r e l i e d g p _ l y o n p r i o r k n o w l e d g e t o a n s w e r t h e m . N o t o n e s t u d e n t u s e d a t e x t c o n c e p t t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s : S h o u l d w e u s e p e s t i c i d e s t o s a v e o u r c r o p s ? H o w d o a s t r o n a u t s t a k e t h e i r e n v i r o n m e n t w i t h t h e m ? D e s c r i b e t h e w a y t h e f r o g d e p e n d s o n a i r , w a t e r , a n d w a r m t h . W h y i s t h e w h o l e w o r l d l i k e a n e c o s y s t e m ? S h o u l d p e o p l e s h a r e f o o d w i t h p e O p l e i n f o o d - p o o r c o u n t r i e s ? T h u s , t h e s e q u e s t i o n s d i d n o t h i n g t o e n g a g e s t u d e n t s i n t h i n k i n g a b o u t t h e t e x t c o n t e n t . I n f a c t , t h e s e q u e s t i o n s c o u l d _ n _ q t b e a n s w e r e d u s i n g c o n c e p t s p r e s e n t e d i n t h e t e x t - - t h e y r e p r e s e n t e d e x t e n s i o n s b e y o n d t h e t e x t c o n t e n t . 2 2 8 E f f e c t s o f e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e o n s t u d e n t s ' s t r a t g g y s e l e c t i o n . T h e i n c l u s i o n o f e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e i n t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t d i d n o t h a v e t h e e f f e c t o f g e t t i n g s t u d e n t s i n v o l v e d i n a s e n s e - m a k i n g , c o n c e p t u a l c h a n g e p r o c e s s . I n c o n t r a s t , m o s t s t u d e n t s i n t e r p r e t e d t h e l e n g t h y d e s c r i p t i o n o f J o a n ' s e x p e r i m e n t a s a ' s t o r y " a b o u t a g i r l d o i n g a n e x p e r i m e n t . W h e n a s k e d a b o u t t h e p o i n t o f t h e e x p e r i m e n t ( w h i c h w a s t h a t l i g h t e n a b l e s p l a n t s t o p r o d u c e o x y g e n ) , J i l l c o u l d o n l y c o m e u p w i t h : I t h i n k s h e l e a r n e d , y o u k n o w , h o w c o m e , t h a t t h e p l a n t w a s b r e a t h i n g u n d e r w a t e r , i t w a s b u b b l i n g , a n d I c a n ' t r e m e m b e r a n y t h i n g e l s e . I t w a s e a s y f o r s t u d e n t s t o r e c a l l t h e f a c t s o f t h e " s t o r y , " b u t t h e s t o r y h a d l i t t l e i m p a c t o n t h e i r t h i n k i n g f o r t w o r e a s o n s . F i r s t , t h e t e x t d i d n o t e n g a g e s t u d e n t s i n a c t i v e l y t h i n k i n g a b o u t t h e e x p e r i m e n t . T h e e x p e r i m e n t w a s p r e - s e n t e d a s a ' s t o r y " w i t h f a c t u a l c o n c l u s i o n s r a t h e r t h a n a s a n o p p o r t u n i t y f o r i n v o l v i n g s t u d e n t s i n m a k i n g p r e d i c t i o n s a n d e x p l a i n i n g r e s u l t s . S e c o n d l y , m o s t s t u d e n t s r e a d t h i s e x p e r i m e n t a l r e a d y h o l d i n g t h e n o t i o n t h a t p l a n t s b r e a t h e o u t o x y g e n f o r p e o p l e t o u s e . T h e e x p e r i m e n t d i d n o t c h a l l e n g e t h e m t o c h a n g e t h e i r t h i n k i n g i n a n y w a y ; i t s e e m e d t o b e s i m p l y r e g a t i n g a c o n c e p t t h e y a l r e a d y l m e w . T h u s , s t u d e n t s d i d n o t g e t i n v o l v e d , b e c a u s e t h e y w e r e n e v e r p u z z l e d e n o u g h t o r e a l l y t h i n k a b o u t i t . T h e r e w a s n o c o n c e p t u a l c o n f l i c t . I n s t e a d , t h e e x p e r i m e n t r e p r e s e n t e d f a c t s t o b e m e m o r i z e d ( p r o c e d u r e s a n d c o n c l u s i o n s ) . E f f e c t s o f c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o n s t u d e n t s ' s t r a t g g y s e l e c t i o n . T h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n o f C o n c e p t s i n S c i e n c e a l s o s e r v e d t o d i s c o u r a g e c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g . F i r s t o f a l l , t h e t e x t b e g a n w i t h t h e e x p e r i m e n t a n d d i s c u s s i o n a b o u t o x y g e n p r o d u c t i o n . T h e a u t h o r s u n d o u b t e d l y d e c i d e d t o s t a r t w i t h w h a t t h e s t u d e n t s a l r e a d y k n e w a n d t o b u i l d f r o m t h e r e . A n d i n f a c t , m o s t s t u d e n t s i n t h e s t u d y g i g k n o w p r i o r t o r e a d i n g t h e t e x t t h a t p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . T h i s o r g a n i z a t i o n , h o w e v e r , h a d d e t r i m e n t a l e f f e c t s o n e v e r y s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g 2 2 9 o f f o o d p r o d u c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s . I t e n c o u r a g e d P a r k e r , a s w e h a v e s e e n , t o a s s u m e h e a l r e a d y l m e w a l l t h i s a n d t o i n t e r p r e t t e x t i n t e r m s o f h i s m i s c o n c e p - t i o n s . D e b o r a h , l i k e P a r k e r , c a m e t o v i e w p h o t o s y n t h e s i s a s p r i m a r i l y t h e p r o c e s s b y w h i c h p l a n t s p r o d u c e o x y g e n . P h i l e n d e d u p i n t e r p r e t i n g o x y g e n a s a n o t h e r f o o d f o r p l a n t s . T h u s , b y b e g i n n i n g w i t h t h e p r o d u c t i o n o f o x y g e n i n p h o t o s y n t h e - s i s , t h e t e x t e n c o u r a g e d t h e u s e o f S t r a t e g y F i v e ( 3 s t u d e n t s i n t h i s g r o u p u s e d t h i s s t r a t e g y c o n s i s t e n t l y o v e r t h e 3 - d a y p e r i o d ) . I t a l s o r e i n f o r c e d s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d c l o u d e d s t u d e n t s ' a b i l i t y t o s e e t h a t t h e c e n t r a l i d e a a b o u t p h o t o s y n t h e s i s h a s t o d o w i t h f o _ o _ d _ p r o d u c t i o n . O t h e r c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a l f e a t u r e s h a d e q u a l l y d e t r i m e n t a l e f f e c t s . T h e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s , f o r e x a m p l e , s t r e s s e d t h a t o n e k i n d o f f o o d t h e p l a n t p r o d u c e s i s g l u c o s e . S e v e r a l s t u d e n t s i n t e r p r e t e d t h i s g l u c o s e a s j u s t o n e m o r e f o o d f o r p l a n t s , a l o n g w i t h w a t e r , s o i l , s u n , e t c . G l u c o s e w a s j u s t a ” d i f f e r e n t k i n d o f f o o d " ( D e b o r a h ) . T h e t e x t a l s o t a l k s a b o u t p l a n t s n e e d i n g ' a i r , w a t e r , m i n e r a l s , a n d h e a t " a n d a b o u t p l a n t s u s i n g c a r b o n d i o x i d e a n d w a t e r t o p r o d u c e g l u c o s e ( f o o d ) . T h e s t u d e n t s w e r e n e v e r g i v e n a n e x p l a n a t i o n o f h o w t h e f o o d p r o d u c e d b y t h e p l a n t i s d i f f e r e n t f r o m w h a t t h e s t u d e n t s p e r c e i v e a s t h e p l a n t s ' g r i l l e ; f o o d s : t h e a i r , w a t e r , a n d m i n e r a l s t h a t p l a n t s n e e d . S t u d e n t s c o u l d e a s i l y i n t e r p r e t t h e t e x t a s c o n s i s t e n t w i t h t h e i r n a i v e d e f i n i t i o n o f f o o d a s a n y t h i n g a p l a n t n e e d s . N o t i c e h o w t h e f o l l o w i n g t e x t e x c e r p t , f o r e x a m p l e , c o u l d b e i n t e r p r e t e d b y s t u d e n t s a s m e a n i n g t h a t p l a n t s t a k e i n m u l t i p l e k i n d s o f f o o d a n d t h a t t h e r e a s o n p l a n t s g e t a l l t h i s f o o d i s t o p a s s i t a l o n g t o p e o p l e : ” V i t a m i n s , m i n e r a l s , s u g a r , f a t s , p r o t e i n s - w e n e e d t h e m a l l . A n d a l l o f t h e m c o m e t o u s b y w a y o f t h e g r e e n j l a n t c e l l . C a n y o u f i n d o n e k i n d o f f o o d t h a t c a n n o t b e t r a c e d t o a g r e e n p l a n t ? “ ( p . 3 4 3 ) . I n C o n c e p t s i n S c i e n c e t h e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s i s i m m e d i a t e l y f o l l o w e d b y a d i s c u s s i o n o f f o o d c h a i n r e l a t i o n s h i p s i n t h e e c o s y s t e m . I n t h e i r 2 3 0 i n t e r p r e t a t i o n o f t h i s e c o s y s t e m d i s c u s s i o n , s t u d e n t s s a w t h i s s e c t i o n a s h a v i n g n o t h i n g t o d o w i t h t h e e a r l i e r d i s c u s s i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . T h e m o s t c o m m o n s t u d e n t v i e w o f t h e e c o s y s t e m r e l a t i o n s h i p s w a s t h a t p l a n t s e a t c o w s a n d c o w s e a t g r a s s a n d g r a s s g e t s f o o d f r o m t h e s o i l . T h u s , s t u d e n t s m i s s e d t h e c r i t i c a l c o n n e c t i o n t h a t b e c a u s e 9 2 y p l a n t s a r e a b l e t o t u r n n o n - f o o d m a t e r i a l s i n t o f o o d , p l a n t s a r e t h e ' f o o d — b u i l d e r s " f o r t h e w o r l d e c o s y s t e m . S t i l l v i e w i n g f o o d f o r p l a n t s a s t h i n g s t a k e n i n f r o m t h e s o i l ( a l o n g p o s s i b l y w i t h g l u c o s e t h a t t h e y m a k e ) , a n d b e l i e v i n g t h a t p h o t o s y n t h e s i s w a s m o s t i m p r o t a n t f o r i t s o x y g e n p r o d u c t i o n , t h e y f a i l e d t o a p p r e c i a t e t h e t m i q u e a b i l i t y o f p l a n t s t o t u r n n o n - f o o d s u b s t a n c e s i n t o f o o d . T h e r o l e o f p l a n t s i n e c o s y s t e m s b e c a m e e v e n m o r e m u d d l e d f o r s t u d e n t s w h e n t h e t e x t b e g a n g i v i n g e x a m p l e s o f f o o d c h a i n s a n d d i f f e r e n t e c o s y s t e m s . F o r e x a m p l e , t h e t e x t t r a c e d i r o n f r o m h u m a n b l o o d b a c k t o p l a n t s b a c k t o s o i l , a n d i t t r a c e d m i n e r a l s f r o m c o w ' s m i l k b a c k t o s o i l . N o d i s t i n c t i o n w a s e x p l i c i t l y m a d e b e t w e e n t h e f i m c t i o n s o f t h e m i n e r a l s t a k e n f r o m t h e s o i l a n d t h e f i m c t i o n s o f t h e g l u c o s e m a d e d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s . I n f a c t , n o e x p l i c i t m e n t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s w a s m a d e i n t h i s d i s c u s s i o n o f f o o d c h a i n s a t a l l . S t u d e n t s f i n i s h e d a b l e t o r e c i t e t h e m a n y t i m e s r e p e a t e d p h r a s e , “ a l l f o o d c a n b e t r a c e d b a c k t o g r e e n p l a n t s , ” a l o n g w i t h \ m d e r s t a n d a b l e b u t i n a c c u r a t e b e l i e f s t h a t p l a n t f o o d u l t i m a t e l y c o m e s f r o m t h e s o i l . T h e r o l e o f p h o t o s y n t h e s i s i n a l l t h i s w a s l o s t . E v e n m o r e c r i t i c a l , t h i s e m p h a s i s o n t h e g l u c o s e b e i n g u s e f u l f o r a n i m a l s ( c o w s a n d p e o p l e ) b l i n d e d s t u d e n t s t o t h e i d e a t h a t t h e g l u c o s e w a s a l s o f o o d f o r t h e L l a l t , C o n c l u s i o n . T h u s , t h e t e x t d i d n o t e n c o u r a g e s t u d e n t s t o r e a d f o r c o n c e p t u a l c h a n g e a n d i n s t e a d r e i n f o r c e d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d . A l t h o u g h t h e t e x t w a s o r g a n i z e d w e l l f r o m a s c i e n t i s t ' s p e r s p e c t i v e , i t f a i l e d t o m a k e s e n s e t o s t u d e n t s . 2 3 1 M o d e r n S c i e n c e E f f e c t s o f c o n t e n t o m n i z a t i o n o n s t u d e n t s ' s t r g e g y s e l e c t i o n . W h i l e C o n c e p t s i n S c i e n c e s u g g e s t e d e s s e n t i a l l y a n a d d i t i v e v i e w o f l e a r n i n g f o r s e v e r a l s t u d e n t s , i t a t l e a s t m a d e i t c l e a r t h a t c e r t a i n f a c t s w e r e m o r e i m p o r t a n t t o r e m e m b e r t h a n o t h e r s . T h e M o d e r n S c i e n c e t e x t a l s o e n c o u r a g e d a n a d d i t i v e v i e w o f l e a r n i n g , b u t i t f a i l e d e v e n t o h i g h l i g h t s o m e i d e a s a s m o r e i m p o r t a n t t h a n o t h e r s . T o t h e b i o l o g i s t , t h e o r g a n i z a t i o n a n d e m p h a s i s i s c l e a r : E a c h p l a n t s t r u c t u r e i s d e s c r i b e d i n a w a y t h a t h i g h l i g h t s i t s f u n c t i o n i n t h e c r i t i c a l l y i m p o r t a n t p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s . A l l t h e p a r t s w o r k t o g e t h e r t o g e t r a w m a t e r i a l s t o t h e c h l o r O p l a s t , a n d o n c e f o o d i s p r o d u c e d i t i s u s e d t o f e e d c e l l s i n a l l p a r t s o f t h e p l a n t . T h i s s t r u c t u r e / f u n c t i o n c o n c e p t u a l f r a m e w o r k i s P i t . a p p a r e n t t o t h e n a i v e r e a d e r , h o w e v e r , w h o s e e s t h e t e x t a s p r e s e n t i n g f a c t a f t e r f a c t a b o u t p l a n t s ' p a r t s , e a c h f a c t a s i m p o r t a n t a s t h e n e x t a n d n o t n e c e s s a r i l y r e l a t e d t o t h e n e x t i n a n y w a y . G i v e n s u c h e p i s t e m o l o g i c a l l y f l a t t e x t , i t i s n o t s u r p r i s i n g t h a t s t u d e n t s f a i l e d t o p i c k o u t t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d a s s o m e t h i n g t h a t w a s n e w t o t h e m ( s e e T a b l e 5 . 5 ) . I n f a c t , t h e s t u d e n t s w e r e o v e r w h e l m e d b y n e w i d e a s , a n d e a c h s t u d e n t s e e m e d t o f o c u s o n a d i f f e r e n t i d e a t h a t w a s p a r t i c u l a r l y m e m o r a b l e a n d w o r t h y o f b e i n g c a l l e d a m a i n i d e a : I : W h a t w a s t h e m a i n i d e a o f w h a t y o u r e a d a b o u t ? ' I k a c e y : I t w a s a b o u t c e l l s , c h l o r a - c e l l s a n d g u a r d c e l l s . D a n n y : P a r t s o f t h e l e a f , a n d t h e w h o l e l e a f i s n ' t g r e e n . S u s a n : H o w i t g r o w s , a b o u t t h e c e l l s , a b o u t t h e s o i l , i t t o l d a b o u t t h e l e a v e s , a n d i t t o l d a b o u t t h e s t e m s , a n d i t t o l d a b o u t o x y g e n a n d I c a n ' t r e m e m b e r t h e r e s t . L i n d a : H o w i t l i v e s a n d h o w i t d i e s . S a l l y : H o w t h e f l o w e r i n g p l a n t s g e t i t s f o o d , a n d g r o w s , a n d h o w i t g e t s m i n e r a l s a n d h o w i t g r o w s , h o w i t l i v e s . H o w i t n e e d s s o i l t o l i v e i n a n d h o l d i t d o w n . 2 3 2 F o r h a l f t h e s t u d e n t s , t h i s c o g n i t i v e o v e r l o a d o f n e w t e r m i n o l o g y a n d f a c t s e n c o u r a g e d t h e u s e o f ' g e t t i n g d o n e t h e t a s k " s t r a t e g i e s ( S t r a t e g i e s 1 , 2 a n d 3 ) r a t h e r t h a n m a k i n g s e n s e . U n l i k e t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t , t h e n , M o d e r n S c i e n c e d i d n o t h i g h l i g h t , e m p h a s i z e , o r r e p e a t m a i n i d e a s . I d e a s w e r e p r e s e n t e d o n c e a s i f l e a r n i n g w e r e a l i n e a r , o n e p a s s p r o c e s s . T h e m a n y d e t a i l s a n d s c i e n t i f i c t e r m i n o l o g y , i n t e n d e d t o s u p p o r t a n d e l a b o r a t e m a i n i d e a s , i n s t e a d s e r v e d t o c a m o u f l a g e m a i n i d e a s . S t u d e n t s ' r e c a l l s , f o r e x a m p l e , w e r e t y p i c a l l y l o a d e d w i t h r e f e r e n c e s t o p l a n t s t r u c t u r e s a n d t h e i r s c i e n t i f i c n a m e s , b u t m e n t i o n o f f i m c t i o n s w a s v e r y r a r e . I n p a r t i c u l a r , s t u d e n t s r a r e l y t a l k e d a b o u t t h e r o l e o f t h e s e p l a n t s t r u c t u r e s i n p h o t o s y n t h e s i s . A f t e r t h e l a s t d a y ' s r e a d i n g , f o r e x a m p l e , S a l l y g a v e a f a i r l y a c c u r a t e d e s c r i p t i o n o f c h l o r o p l a s t s a n d s t o m a t a , b u t s h e d i d n o t l i n k t h e m t o p h o t o s y n t h e s i s : I : W h a t d o y o u t h i n k y o u w o u l d s e e i f y o u c o u l d l o o k i n a l e a f ? W h a t w o u l d b e g o i n g o n ? S : P r o b a b l y t h e c h l o r o p l a s t s h e l p t o k e e p t h e l e a v e s g r e e n w i t h t h e c h l o r o p h y l l t h a t ' s i n t h e m . A n d t h e y w i l l h a v e t o g e t a i r t o t h e c h l o r o p l a s t s . I : W h a t d o y o u m e a n b y t h a t ? S : I t s a y s i n t h e b o o k h e r e t h a t w h e n t h e l i t t l e - t h i n g s - u p t h e r e , w h a t e v e r t h e y a r e - b u t t h e y o p e n , t h e a i r g o e s i n t o t h e m a n d p a s s e s t h r o u g h a n d g o e s t o t h e c h l o r O p l a s t s s o t h e y c a n u s e i t . I : D o y o u h a v e a n y i d e a w h y ? S : N o . O n t h e p o s t t e s t S a l l y d i d n o t c i r c l e ' c h l o r o p l a s t s ' a s b e i n g a p a r t o f t h e p l a n t n e e d e d f o r p h o t o s y n t h e s i s t o o c c u r . R e a d i n g w i t h o u t a c o n c e p t u a l f r a m e w o r k m a d e o b v i o u s t o t h e m b y t h e t e x t , t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h i s t e x t e i t h e r u s e d t h e i r o w n , n a i v e c o n c e p t u a l f r a m e w o r k t o o r g a n i z e t h e d e t a i l s ( S t r a t e g y 5 - - S a l l y , 2 3 3 K e v i n a n d S u s a n ) , o r t h e y f a i l e d t o o r g a n i z e t h e t e x t d e t a i l s ( S t r a t e g i e s 1 , 2 a n d 3 - - L i n d a , T r a c e y , a n d D a n n y ) . E f f e c t s o f q u e s t i o n s o n s t u d e n t s ' s t r a t g g y s e l e c t i o n . L i k e t h e n a r r a t i v e t e x t i t s e l f , t h e t e x t - p o s e d q u e s t i o n s d i d n o t s e r v e t o h i g h l i g h t o r r e v i e w m a i n i d e a s . I n a d d i t i o n , t h e y d i d n o t e n c o u r a g e s t u d e n t s t o g e t a c t i v e l y e n g a g e d i n t h i n k i n g a b o u t h o w t h e t e x t c o n t e n t r e l a t e d t o e v e r y d a y p h e n o m e n a . A l t h o u g h t h e q u e s t i o n s a l l c a l l e d f o r w r i t t e n s t u d e n t r e s p o n s e s , t h e y w e r e n o m o r e s u c c e s s f u l t h a n t h e m u l t i p l e c h o i c e q u e s t i o n s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e i n g e t t i n g s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y . T h e q u e s t i o n s p o s e d i n t h e t e x t w e r e o f t w o t y p e s . O n e t y p e w a s l i t e r a l l e v e l q u e s t i o n s t h a t w e r e a s k e d a t t h e e n d o f t h e t e x t c h a p t e r . S t u d e n t s w e r e a k s e d , f o r e x a m p l e , t o d e s c r i b e t h e f u n c t i o n s o f r o o t s , t h e f i m c t i o n s o f x y l e m a n d p h l o e m , t h e s t r u c t u r e o f s e e d s . T h e y w e r e a s k e d w h a t p h o t o s y n t h e s i s i s , w h e r e i t t a k e s p l a c e , a n d h o w a n d w h y p l a n t s t a k e i n c a r b o n d i o x i d e . I n p a r e n t h e s e s a t t h e e n d o f e a c h q u e s t i o n w a s t h e p a g e n u m b e r w h e r e t h e a n s w e r c o u l d b e f o u n d . I t i s n o t s u r p r i s i n g t h e n t h a t s t u d e n t s l i k e L i n d a s i m p l y c a p i e d w o r d s f r o m t h e g i v e n p a g e t o a n s w e r t h e q u e s t i o n s w i t h o u t t h i n k i n g a t a l l a b o u t t h e i r m e a n i n g . L i n d a e x p l a i n e d t h a t s h e a n s w e r e d t h e q u e s t i o n s b y l o o k i n g b a c k a t t h e p a g e n u m b e r a n d l o o k i n g o n t h e t e x t p a g e f o r o n e o f t h e k e y w o r d s f r o m t h e q u e s t i o n . W h e n s h e f o u n d t h e w o r d s h e s i m p l y c o p i e d i t a n d t h e w o r d s s u r r o x m d i n g i t . E v e n t h o u g h h e r a n s w e r s o f t e n m a d e n o s e n s e , s h e d i d n o t r e c o g n i z e t h i s e v e n w h e n h e r g a r b l e d a n s w e r s w e r e r e a d b a c k t o h e r : I : L e t ' s l o o k a t a n o t h e r q u e s t i o n . ” W h a t h a p p e n s t o a s e e d w h e n i t g e r m i n a t e s ? " Y o u p u t , ' w a t e r f r o m t h e s o f t e n e d c o a t a n d i n t o t h e c e l l s o f t h e d o r m a n t e m b r y o . ” H o w d i d y o u g e t t h a t a n s w e r ? L : I w e n t a n d l o o k e d a t t h e b o o k a n d w r o t e d o w n w h a t i t s a i d . 2 3 4 T h e s e l i t e r a l l e v e l q u e s t i o n s , t h e n , d i d n o t r e q u i r e s t u d e n t s t o m a k e s e n s e o f m a i n i d e a s , t h e y d i d n o t e n c o u r a g e s t u d e n t s t o r e l a t e t e x t c o n t e n t t o e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e , a n d t h e y d i d n o t s e r v e t o h e l p s t u d e n t s m a k e l i n k s b e t w e e n c o n c e p t s i n t h e t e x t . S t u d e n t s , h o w e v e r , c o u l d a n s w e r t h e q u e s t i o n s a n d w e r e s a t i s f i e d t h a t t h i s s i g n a l l e d t h e y h a d " l e a r n e d ” a n d " u n d e r s t o o d ” t h e t e x t m a t e r i a l s . T h u s , t h e q u e s t i o n s s e r v e d a s b l i n d e r s t o m e a n i n g f u l l e a r n i n g . T h e o t h e r t y p e o f q u e s t i o n p o s e d i n t h i s t e x t w a s d e s i g n e d t o g e t s t u d e n t s t o a p p l y t e x t c o n c e p t s t o r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . B e c a u s e s t u d e n t s w e r e n o t p i c k i n g o u t a n d m a k i n g s e n s e o f i m p o r t a n t c o n c e p t s f r o m t h e t e x t , h o w e v e r , t h e s e q u e s t i o n s s e e m e d t o t h e s t u d e n t s t o b e f a r r e m o v e d f r o m t h e t e x t . I n s t e a d o f u s i n g t e x t k n o w l e g e t o a n s w e r t h e s e , t h e y e i t h e r r e l i e d t o t a l l y o n i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e t o a n s w e r t h e m o r t h e y l e f t t h e m b l a n k a n d c o m p l a i n e d v i g o r o u s l y a b o u t t h e q u e s t i o n . F o r e x a m p l e , a t t h e e n d o f t h e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s , t h e q u e s t i o n i s a s k e d : H o w d o a n i m a l s d e p e n d u p o n s u g a r s m a d e i n t h e c h l o r o p l a s t s o f g r e e n p l a n t s ? A r e a l l a n i m a l s d e p e n d e n t u p o n t h e m m f o r t h e i r f o o d ? W h e n a s k e d t o i d e n t i f y c o n f u s i n g p l a c e s i n t h e t e x t , b o t h S u s a n a n d K e v i n i m m e d i a t e l y c r i t i c i z e d t h i s q u e s t i o n : S u s a n : I p u t ' W h y d i d y o u a l l a s k a b o u t t h e a n i m a l s i f a l l t h a t w e t a l k e d a b o u t i s p l a n t s ? . W o u l d n ' t y o u r a t h e r w a n t t o k n o w w h a t I l e a r n e d a b o u t w h a t I j u s t r e a d ? " W h a t d o a n i m a l s h a v e t o d o w i t h p l a n t s ? I m e a n - w h a t , t h e i r f o o d . W e ' r e t a l k i n g a b o u t t h e f o o d a n d t h e a n i m a l s e a t p l a n t s a n d s t u f f , b u t I m e a n r i g h t n o w w e ' r e t a l k i n g a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d a n d t h e n a n i m a l s p o p s u p . K e v i n : I t d i d n ' t s a y a n y t h i n g a b o u t a n i m a l s . I w e n t o v e r i t a n d r e a d i t a g a i n a n d i t s a i d n o t h i n g a b o u t a n i m a l s . . . T h a t w a s j u s t t o t a l l y u n r e l a t e d t o w h a t y o u r e a d . 2 3 5 E f f e c t s o f e x p l a n a t i o n s a b o u t m i s c o n c e p t i o n s o n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c - a n s . I n s p i t e o f a s t r u c t u r e / f u n c t i o n o r g a n i z a t i o n t h a t m o s t s t u d e n t s d i d n o t i m d e r s t a n d , i n s p i t e o f e p i s t e m o l o g i c a l l y f l a t t e x t t h a t e n c o u r a g e d a n a d d i t i v e n o t i o n o f l e a r n i n g , i n s p i t e o f q u e s t i o n s t h a t i n v i t e d s t u d e n t s t o t a k e a p a s s i v e r e s p o n s e t o t h e t e x t , a n d i n s p i t e o f a n o v e r l o a d o f d i s t r a c t i n g s u p p o r t i n g d e t a i l s a n d t e r m i n o l o g y , S u s a n o n t h e s e c o n d d a y o f r e a d i n g b e g a n t o u s e t h e c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o t h e t e x t . W h a t f e a t u r e s o f t e x t p e r m i t t e d h e r t o d o t h i s ? T h e k e y f e a t u r e i s t h e s t a t e m e n t r i g h t a t t h e b e g i n n i n g o f D a y 2 ' s r e a d i n g t h a t c o n t r a d i c t s a m i s c o n c e p t i o n t h a t S u s a n h a d b e e n e s p o u s i n g c o n s i s t e n t l y o n t h e p r e - t e s t a n d d u r i n g t h e f i r s t i n t e r v i e w . T h i s s t a t e m e n t w a s t h a t t h e m a t e r i a l s t a k e n i n b y t h e p l a n t a r e _ n _ g t i t s f o o d . T h i s i s t h e f i r s t s t a t e m e n t S u s a n i n c l u d e s i n h e r r e c a l l o n D a y 2 . S h e h a d m i s s e d a s i m i l a r s t a t e m e n t i n t h e f i r s t d a y ' s r e a d i n g . H o w e v e r , o n D a y 2 t h i s c o n c e p t u a l c o n f l i c t o c c u r r e d , a n d s h e r e s o l v e d i t e f f e c t i v e l y b y u s i n g t h e t e x t k n o w l e d g e f r o m t h a t p o i n t o n t o c h a n g e h e r m i s c o n c e p t i o n . F o r m o s t s t u d e n t s , h o w e v e r , t h i s k e y s t a t e m e n t r e m a i n e d i n v i s i b l e e v e n a f t e r t h e y w e r e a s k e d t o r e r e a d t h e p a r a g r a p h d u r i n g t h e i n t e r v i e w . O n l y S a l l y r e a l i z e d u p o n t h i s r e d r e a d i n g t h a t i t c o n t r a d i c t e d w h a t s h e h a d j u s t b e e n t e l l i n g t h e i n t e r v i e w e r . T h u s , s h e w o u l d n o t h a v e i m d e r g o n e a s m u c h c o n c e p t u a l c h a n g e a s s h e d i d i f i t h a d n o t b e e n f o r t h a t r e - r e a d i n g d u r i n g t h e i n t e r v i e w . T h u s , a s t a t e m e n t i n t h e t e x t t h a t c o n t r a d i c t e d s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n - c e p t i o n s w a s e f f e c t i v e i n c r e a t i n g c o n c e p t u a l c o n f l i c t a n d i n s e t t i n g u p t h e n o t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s a s a s e n s i b l e w a y t o r e s o l v e t h e c o n f l i c t w h e n t h e s t a t e m e n t w a s n o t i c e d . T h e c o n c e p t u a l o v e r l o a d o f t h e t e x t , h o w e v e r , m e a n t t h a t f o r m o s t s t u d e n t s t h i s s e n t e n c e w a s t o o d e e p l y b u r i e d u n d e r m o u n d s o f o t h e r d e t a i l s t o b e n o t i c e d . 2 3 6 E x p e r i m e n t a l T e x t A s w a s d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . 1 0 2 ) , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s d e s i g n e d t o e n c o u r a g e a c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o l e a r n i n g . T h e c o n t r a s t b e t w e e n t h i s v i e w o f l e a r n i n g a n d t h e a d d i t i v e v i e w o f l e a r n i n g s u g g e s t e d b y t h e o t h e r t e x t s w a s a p p a r e n t l y s t r o n g e n o u g h t o c a u s e m o s t s t u d e n t s t o a b a n d o n i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s i n f a v o r o f t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . T h i s w a s a t e x t t h a t w a s s t r u c t u r e d t o d i s c o u r a g e s t u d e n t s f r o m c o n s i d e r i n g m e m o r i z a t i o n o f i s o l a t e d f a c t s a s s a t i s f a c t o r y l e a r n i n g . T h e t e x t o r g a n i z a t i o n f o r c e d s t u d e n t s t o b e c o m e m o r e t h a n p a s s i v e r e c i p i e n t s o f k n o w l e d g e . E f f e c t s o f i n t e r a c t i v e n a t u r e o f t h e t e x t o n s t u d e n t s ' s t r a t j g y s e l e c t i o n . C o n s i s t e n t w i t h t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e v i e w o f l e a r n i n g , t h e t e x t w a s n o t j u s t a n a u t h o r i t a t i v e s o u r c e o f f a c t s f o r s t u d e n t s . I n s t e a d , i t p l a y e d a m o r e i n t e r a c t i v e r o l e i n s h a p i n g s t u d e n t t h i n k i n g . T h i s i n t e r a c t i v e n a t u r e o f t h e t e x t w a s p o s s i b l e b e c a u s e t h e a u t h o r h a d k n o w l e d g e a b o u t c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d h o w t h o s e m i s c o n c e p t i o n s w o u l d i n f l u e n c e s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g o f t h e g o a l c o n - c e p t s . S t u d e n t s , f o r e x a m p l e , w e r e a s k e d o n p . 2 9 9 i n t h e t e x t t o d e f i n e f o o d a n d t o t e l l w h e t h e r w a t e r , j u i c e , a n d s u g a r a r e f o o d . O n t h e n e x t p a g e s t u d e n t s f o u n d a t e x t e x p l a n a t i o n a b o u t e v e r y d a y w a y s o f d e f i n i n g f o o d t h a t c l o s e l y m a t c h e d w h a t m o s t o f t h e m w r o t e o n p . 2 9 9 . T h u s , a s t u d e n t g o t t h e f e e l i n g t h a t t h e t e x t w a s i n t e r a c t i n g w i t h h i m o r h e r p e r s o n a l l y , g i v i n g f e e d b a c k o n t h e a d e q u a c y o f h i s / h e r a n s w e r s . A s t h i s p a t t e r n o f q u e s t i o n - s t u d e n t r e s p o n s e - t e x t r e p l y w a s r e p e a t e d t h r o u g h o u t t h e t e x t , i t w a s d i f f i c u l t f o r s t u d e n t s t o a v o i d a c t i v e c o n c e p t u a l c h a n g e p r o c e s s i n g o f t h e t e x t . 2 3 7 T a b l e 5 . 7 E x p l i c i t C o n t r a s t s B e t w e e n S t u d e n t s ' T h i n k i n g a n d S c i e n t i f i c G o a l C o n c e p t i o n s i n E x p e r i m e n t a l T e x t S t u d e n t s ' T h i n k i n g S c i e n t i f i c C o n t r a s t p . 1 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 2 - H o w s c i e n t i f i c d e f i - n a i v e d e f i n i t i o n s o f f o o d . n i t i o n o f f o o d i s d i f f e r - I s w a t e r f o o d ? e n t f r o m e v e r y d a y d e f i n i — t i o n s . p . 2 - W a t e r i s n o t f o o d . p . 4 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 2 6 - S t u d e n t s l o o k b a c k i d e a s a b o u t h o w p l a n t s a t p . 4 i n o r d e r t o g e t f o o d . c h a n g e w h a t t h e y s a i d t o m a k e i t m o r e s c i e n t i f i - c a l l y a c c u r a t e . p . 6 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 7 - P r e s e n t s r e s u l t s p r e d i c t i o n s a b o u t b e a n o f t h e e x p e r i m e n t . p a r t s e x p e r i m e n t . p . 7 - E l i c i t s t u d e n t s ' V S p . 8 - S c i e n t i s t s ' e x p l a - e x p l a n a t i o n f o r r e s u l t s n a t i o n o f b e a n p a r t s o f b e a n p a r t s e x p e r i m e n t . e x p e r i m e n t . p . 8 - S t u d e n t s ' s e l e c t b e s t V S p . 8 - 9 - S c i e n t i s t s w o u l d e x p l a n a t i o n f r o m t h r e e p i c k c h o i c e n o . 2 a n d a l t e r n a t i v e s w h y p . 1 0 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 1 1 - P r e s e n t s a c t u a l p r e d i c t i o n s a b o u t g r a s s r e s u l t s o f e x p e r i m e n t . e x p e r i m e n t . p . 1 1 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 1 1 - E x p l a n a t i o n d e n i e s e x p l a n a t i o n f o r r e s u l t s s t u d e n t s ' i d e a t h a t s o i l o f g r a s s e x p e r i m e n t . a n d w a t e r a r e f o o d . V S p . 1 2 - E x p l a n a t i o n d e n i e s C O N T I N U E D o n n e x t p a g e . . . s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n t h a t s u n i s f o o d . 2 3 8 T a b l e 5 . 7 ( c o n t i n u e d ) S t u d e n t s ' T h i n k i n g S c i e n t i f i c C o n t r a s t p . 1 2 - S c i e n t i f i c e x p l a n a - t i o n o f e x p e r i m e n t i s t h a t p l a n t s m a k e f o o d . p . 2 1 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V S p . 2 2 - P r e s e n t s r e s u l t s o f p r e d i c t i o n s a b o u t b e a n b e a n p l a n t e x p e r i m e n t . p l a n t e x p e r i m e n t . p . 2 2 - E l i c i t s s t u d e n t s ' V 5 p . 2 2 - P r e s e n t s s c i e n - e x p l a n a t i o n s o f r e s u l t s t i s t s e x p l a n a t i o n o f b e a n p l a n t e x p e r i m e n t p . 2 5 - P r e s e n t s i d e a s V S p . 2 5 - P r e s e n t s c o n t r a s t - a b o u t f o o d f o r h u m a n s . i n g i d e a s a b o u t f o o d f o r p l a n t s . I n P o s n e r e t a l . ' s ( 1 9 8 2 ) m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n , i t i s r e c o m m e n d e d t h a t s t u d e n t s b e m a d e a w a r e o f t h e c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r n a i v e i m d e r s t a n d i n g s o f p h e n o m e n a a n d s c i e n t i f i c i m d e r s t a n d i n g s . T o m e e t t h i s g o a l , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s s t r u c t u r e d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o t h i n k a b o u t t e x t k n o w l e d g e i n t e r m s o f t h e i r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a n d v i c e v e r s a . T h e t e x t a c c o m p l i s h e d b o t h t h i s g o a l a n d t h e g o a l o f a c t i v e s t u d e n t c o g n i t i v e e n g a g e m e n t t h r o u g h t h e u s e o f p a r t i c u l a r k i n d s o f q u e s t i o n s a l o n g w i t h e x p e r i m e n t s d e s i g n e d t o c r e a t e c o n c e p t u a l c o n f l i c t f o r s t u d e n t s . T h e s e q u e s t i o n s a n d e x p e r i m e n t s w e r e o r g a n i z e d t o p r e s e n t a s e r i e s o f e x p l i c i t c o n t r a s t s b e t w e e n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s . T a b l e 5 . 7 s h o w s t h a t s u c h c o n t r a s t s o c c u r r e d f r e q u e n t l y t h r o u g h o u t t h e t e x t . T h e s e c o n t r a s t s w e r e c r e a t e d b y q u e s t i o n s , d e s c r i p t i o n s o f e x p e r i m e n t s , a n d t e x t e x p l a n a t i o n s . H o w t h e s e t h r e e t e x t f e a t u r e s c r e a t e d s u c h c o n t r a s t s a n d g a v e s t u d e n t s f e e d b a c k a b o u t t h e i r t h i n k i n g i s d e s c r i b e d n e x t . 2 3 9 E f f e c t s o f q u e s t i o n s a n d e g e r i m e n t s o n s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n . I n c o n t r a s t w i t h t h e o t h e r t w o t e x t s , t h e q u e s t i o n s p o s e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e n e v e r l i t e r a l l e v e l q u e s t i o n s t h a t s t u d e n t s c o u l d a n s w e r s i m p l y b y t m t h i n k - i n g l y c o p y i n g a f a c t f r o m t h e t e x t . I n s t e a d , q u e s t i o n s s e r v e d p a r t i c u l a r f u n c t i o n s i n h e l p i n g s t u d e n t s c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . S o m e q u e s t i o n s , f o r i n s t a n c e , w e r e d e s i g n e d t o m a k e s t u d e n t s s t a t e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s s o t h a t s t u d e n t s w o u l d r e a l i z e t h a t t h e y d i d h a v e t h e i r o w n w a y s o f t h i n k i n g a b o u t t h e p h e n o m e n a : " W r i t e d o w n y o u r i d e a s a b o u t h o w p l a n t s g e t f o o d . " T h i s t y p e o f q u e s t i o n m a d e i t e a s i e r f o r s t u d e n t s t o l a t e r r e c o g n i z e c o n t r a s t i n g s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s i n t h e t e x t . S t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s w h o d i d n o t v e r b a l i z e t h e i r i d e a s i n t h i s w a y r e a d t e x t e x p l a n a t i o n s i n c o m p a t i b l e w i t h t h e i r p r i o r k n o w l e d g e a n d t h o u g h t t h a t t h e y m a d e s e n s e . T h e y o n l y m a d e s e n s e , h o w e v e r , b e c a u s e t h e s t u d e n t s h a d n o t t h o u g h t a b o u t h o w t h e y c o n f l i c t e d w i t h t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g . T h e s u c c e s s o f s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n b e i n g a b l e t o s t a t e e x p l i c i t l y w h a t t h e y " u s e d t o t h i n k " s e r v e s a s c o n v i n c i n g e v i d e n c e t h a t s t u d e n t s u s e d t h e s e q u e s t i o n s t o a c t i v a t e t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . D u r i n g t h e s e c o n d a n d t h i r d i n t e r v i e w s , f o r e x a m p l e , e a c h o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t m a d e a t l e a s t t h r e e r e f e r e n c e s t o w h a t t h e y u s e d t o t h i n k o r t o h o w w h a t t h e y u s e d t o t h i n k w a s a c c u r a t e . A s e c o n d t y p e o f q u e s t i o n i n v o l v e d s t u d e n t s i n t h i n k i n g a b o u t e x p e r i m e n t s d e s c r i b e d i n t h e t e x t . S t u d e n t s w e r e a s k e d t o m a k e p r e d i c t i o n s a n d e x p l a i n t h e r e a s o n s f o r t h e i r p r e d i c t i o n . L a t e r , t h e y w e r e a s k e d t o e x p l a i n r e s u l t s t h a t o f t e n c a m e o u t q u i t e d i f f e r e n t l y t h a n t h e y e x p e c t e d . O n t h e f i r s t t w o d a y s o f r e a d i n g , t h e s e s t u d e n t e x p l a n a t i o n s w e r e u s u a l l y i n a d e q u a t e a n d r e f l e c t e d t h e i r m i s c o n c e p - t i o n s . A n t i c i p a t i n g t h i s , t h e t e x t t r e a t e d t h e s e q u e s t i o n s a s a n o t h e r w a y o f e l i c i t i n g m i s c o n c e p t i o n s a n d m a k i n g s t u d e n t s a w a r e o f t h e i r o w n t h i n k i n g . T e x t e x p l a n a t i o n s o f s c i e n t i s t s ' i d e a s a l w a y s f o l l o w e d t h e s t u d e n t e x p l a n a t i o n s , m a k i n g 2 4 0 t h e c o n t r a s t b e t w e e n s t u d e n t s ' a n d s c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g i m m e d i a t e l y r e c o g n i z a b l e . B y t h e l a s t d a y , h o w e v e r , a l l s t u d e n t s r e a d i n g t h e t e x t ( e x c e p t f o r D a r y l ) w r o t e e x p l a n a t i o n s f o r t h e r e s u l t s o f t h e b e a n p l a n t e x p e r i m e n t t h a t c o r r e c t l y u s e d a t l e a s t o n e o f t h e m a j o r g o a l c o n c e p t s a b o u t h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d ( t h a t t h e y n e e d l i g h t t o m a k e f o o d , t h a t t h e y c a n g e t f o o d f o r a w h i l e f r o m t h e c o t y l e d o n , a n d t h a t m a k i n g f o o d i s t h e i r o n l y s o u r c e o f f o o d ) . T h u s , t h e q u e s t i o n a s k i n g t h e m t o e x p l a i n e x p e r i m e n t a l r e s u l t s h e r e h a d t h e p u r p o s e o f g i v i n g s t u d e n t s a c h a n c e t o a p p l y n e w l y l e a r n e d c o n c e p t s . A n u m b e r o f o t h e r q u e s t i o n s p r o v i d e d s t u d e n t s w i t h r e p e a t e d o p p o r t u n i t i e s t o t r y o u t t h e i d e a s t h e y h a d g o t t e n f r o m t h e t e x t . T h u s , c o n s i s t e n t w i t h P o s n e r ' s l a s t s t e p i n c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n , s t u d e n t s w e r e a b l e t o s e e t h e f r u i t f u l n e s s o f t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . T h e s e q u e s t i o n s a s k e d s t u d e n t s t o a p p l y t h e t e x t c o n c e p t t o a v a r i e t y o f r e a l - w o r l d q u e s t i o n s a b o u t p l a n t s . S t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s i n t h e t e x t o f t e n i n c l u d e d a c c u r a t e a p p l i c a t i o n s o f g o a l c o n c e p t s . T h i s i s p a r t i c u l a r l y i m p r e s s i v e w h e n w e r e m e m b e r t h a t t h e s t u d e n t s r e c e i v e d n o t e a c h e r h e l p a n d t h a t s t u d e n t s a r e n o t a c c u s t o m e d t o a n s w e r i n g t h e s e k i n d s o f p r o b l e m - s o l v i n g q u e s t i o n s : N o . l , p . 3 2 1 : S o m e l a r g e a n d s o m e s m a l l s e e d s w e r e c a u g h t i n a n a n i m a l ' s f u r . T h e a n i m a l w e n t i n t o a d a r k , a b a n d o n e d m i n e . T h e n t h e s e e d s f e l l o u t . P l a n t s b e g a n t o g r o w i n t h e m o i s t m i n e . D o y o u t h i n k t h e p l a n t s w i l l s u r v i v e ? W h y ? J a m e s : N o . T h e p l a n t s w i l l n o t l i v e b e c a u s e t h e c o t y l e d o n f o o d w i l l r u n o u t a n d t h e y w o n ' t h a v e s u n l i g h t t o m a k e f o o d . S h e i l a : T h e p l a n t s w i l l d i e w h e n t h e y h a v e e a t e n a l l o f t h e c o t y l e d o n . P l a n t s n e e d l i g h t , a i r , w a t e r t o m a k e t h e i r f o o d t o l i v e . V e r a : N o , b e c a u s e t h e y c a n o n l y s u r v i v e ( g e t f o o d ) f r o m t h e c o t y l e d o n f o r a w h i l e t h e n i t n e e d s a i r , l i g h t a n d w a t e r t o m a k e i t ' s f o o d . I t d i d n ' t h a v e l i g h t . I t d i e d . 2 4 1 N o , I d o n o t t h i n k t h e p l a n t w i l l s u r v i v e b e c a u s e i t n e e d s s u n l i g h t t o m a k e i t s f o o d . A l l i s o n : N o c u z i t w a s d a r k a n d i t w o u l d n ' t b e a b l e t o g r o w i t s o w n f o o d . D a r y l a n d E v a l i n a d i d n o t m a k e e x p l i c i t r e f e r e n c e t o p l a n t s m a k i n g f o o d i n t h e i r a n s w e r s t o t h i s q u e s t i o n , b u t t h e y d i d i n c l u d e t h i s w h e n t h e q u e s t i o n w a s g o n e o v e r d u r i n g t h e i n t e r v i e w . E f f e c t s o f t e x t e x p l a n a t i o n s o n s t u d e n t s ' s t r a t _ e g y s e l e c t i o n . T h e o v e r a l l o r g a n i z a t i o n o f t h e c o n t e n t e x p l a n a t i o n s i n t h i s t e x t d e r i v e s f r o m k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . I n c o n t r a s t w i t h t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t w h i c h o r g a n i z e d e x p l a n a t i o n s o f c o n t e n t a c c o r d i n g t o w h a t m a k e s s e n s e f r o m t h e s c i e n t i s t s ' p e r s p e c t i v e , t h i s t e x t p r e s e n t e d e x p l a n a t i o n s o f c o n c e p t s i n a n o r g a n i - z a t o n t h a t m a d e s e n s e f r o m t h e s t u d e n t s ' p e r s p e c t i v e s . I n c o n t r a s t w i t h t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t , w h i c h t r i e d t o a d d w h a t s t u d e n t s d i d _ n _ o ; k n o w a b o u t p l a n t s ( f o o d p r o d u c t i o n ) t o w h a t s t u d e n t s a l r e a d y d i d k n o w a b o u t p l a n t s ( o x y g e n p r o d u c t i o n ) , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o r g a n i z e d e x p l a n a t i o n s a b o u t c o n t e n t a r o u n d f i r s t c h a n g i n g s t u d e n t s ' i n c o r r e c t u n d e r s t a n d i n g s b e f o r e p r e s e n t i n g s c i e n t i f i c a l l y a p p r o p r i a t e u n d e r s t a n d i n g s . T h u s , t h e t e x t b e g a n b y m a k i n g s t u d e n t s a w a r e t h a t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a r e i n a d e q u a t e i n e x p l a i n i n g h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . E x p l a n a t i o n s o n p a g e s 2 9 9 - 3 0 0 e x p l i c i t l y a t t a c k s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n t h a t f o o d i s a n y t h i n g l i v i n g t h i n g s n e e d o r t a k e i n t o t h e i r b o d i e s . T h e n o n e b y o n e , t h e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d f o r p l a n t s t h a t s t u d e n t s h a v e i d e n t i f i e d a r e r e j e c t e d b y t e x t e x p l a n a t i o n s : s o i l ( p . 3 0 9 ) , w a t e r ( p . 3 0 9 ) , s u n ( p . 3 1 0 ) , ” p l a n t f o o d " ( p . 3 1 3 ) , f e r t i l i z e r ( p . 3 1 3 ) . T h i s f r a m e w o r k t h e n l e a v e s a g a p : I f p l a n t s d o n ' t g e t f o o d f r o m t h e s o i l , f r o m t h e w a t e r , e t c . , t h e n w h e r e L e e s i t c o m e f r o m ? I n t h i s c o n t e x t , t h e e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s s h o u l d b e s e n s i b l e t o s t u d e n t s . 2 4 2 T h a t t h e e x p l a n a t i o n d i d m a k e s e n s e i s e v i d e n c e d b y s t u d e n t s ' i m m e d i a t e u s e o f t h i s c o n c e p t o n D a y 2 w h e n a s k e d a b o u t h o w t h e r e a l p l a n t s i t t i n g o n t h e t a b l e g e t s i t s f o o d . A l l t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t e x c e p t f o r A l l i s o n i m h e s i t a t i n g l y t a l k e d a b o u t t h a t p l a n t g e t t i n g i t s f o o d b y m a k i n g i t . T h i s p r o v i d e d s t r o n g e v i d e n c e t h a t t h e y w e r e u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . T h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e e x p l a n a t i o n s p r o v i d e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d t h o s e i n m o r e c o n v e n t i o n a l t e x t s w a s e x p l i c i t l y r e c o g n i z e d b y V e r a . W h e n s t u d e n t s f i n i s h e d r e a d i n g a n d w e r e w a i t i n g t o b e i n t e r v i e w e d , t h e y w e r e a s k e d t o w r i t e a l e t t e r t o a t e x t b o o k w r i t e r a b o u t w h a t ' s w r o n g w i t h s c i e n c e t e x t b o o k s a n d a b o u t h o w t o m a k e t h e m b e t t e r . V e r a w r o t e : D e a r S i r o r M a ' a m , I t h i n k s c i e n c e t e x t b o o k s w o u l d b e b e t t e r i f t h e y w o u l d n ' t b e s o h a r d t o \ m d e r s t a n d . T h e t r o u b l e w i t h t e x t b o o k s a r e t h a t t h e y a l w a y s t r y t o s a y e v e r y t h i n g a t o n c e . I f I w e r e w r i t i n g a s c i e n c e t e x t b o o k , I w o u l d t r y t o m a k e i t s o y o u n g p e o p l e c o u l d u n d e r s t a n d . B e c a u s e s o m e b o o k s i t ' s l i k e t h e w r i t e r i s w r i t i n g w h a t h e / s h e i m d e r s t a n d s n o t t h e w a y y o u n g p e o p l e u n d e r s t a n d i t . . . Y o u r s t r u l y , V e r a J o h n s o n A n o t h e r f e a t u r e o f t h e t e x t e x p l a n a t i o n s t h a t s e e m e d t o p r e v e n t s t u d e n t s f r o m l a p s i n g i n t o u s e o f o n e o f t h e i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s w a s t h e l i m i t e d a m o u n t o f d e t a i l s a n d t e c h n i c a l v o c a b u l a r y u s e d . h i t h e o t h e r t e x t s , d i s c u s s i o n s a b o u t c h l o r o p h y l l a n d c h l o r o p l a s t s , f o r e x a m p l e , s e r v e d o n l y t o d i s t r a c t s t u d e n t s ' a t t e n t i o n a w a y f r o m k e y c o n c e p t s . E v e n S u s a n , f o r e x a m p l e , w h o w a s s u c c e s s f u l i n a d o p t i n g t h e g o a l c o n c e p t i o n s u s i n g M o d e r n S c i e n c e , w a s c o n f u s e d b y t e r m i n o l o g y . A t t h e e n d o f D a y 3 , s h e w a s a s k e d : 2 4 3 I : T e l l m e a n y t h i n g y o u k n o w a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . S : A r e n ' t t h o s e t h e c e l l s t h a t a r e i n l e a v e s ? . . . I t h i n k t h o s e a r e t h e c e l l s t h a t h a v e t h e p l a t e s i n t h e m . T h e s o m e t h i n g p l a t e s . C a r b O p l a t e s . I n c o n t r a s t , s t u d e n t s u s i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t n e v e r i d e n t i f i e d m a s a r e a s o f t h e t e x t t h a t c o n f u s e d t h e m . T h e y m i g h t h a v e h a d d i f f i c u l t y r e m e m b e r i n g a w o r d o r p r o n o u n c i n g a w o r d , b u t t h i s d i d n o t s e e m t o t r o u b l e t h e m b e c a u s e t h e y u n d e r s t o o d t h e m e a n i n g o f t h e t e r m s : V e r a , D a y 1 : . . . A p l a n t g e t s i t s f o o d m o s t l y b y i t d e p e n d s o n t h a t o n e , o h g o s h , w h a t ' s i t c a l l e d . . . u m , i t ' s a w e i r d n a m e I c o u l d n ' t p r o n o u n c e i t . I : D o y o u r e m e m b e r w h a t i t s t a r t s w i t h ? V : I t h i n k i t s . . . w e l l , a n y w a y i t ' s l i k e ( a n d s h e g o e s o n t o d e s c r i b e t h e e x p e r i m e n t , c o n c l u d i n g t h a t ” t h e l i t t l e t h i n g s g i v e t h e p l a n t f o o d . ” ) C l e a r l y , V e r a d i d n o t f e e l c o m p e l l e d t o h a v e a n a m e f o r t h e s e " l i t t l e t h i n g s ( c o t y l e d o n s ) . A l a s t f e a t u r e o f t h e t e x t e x p l a n a t i o n s t h a t h e l p e d s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e i s w h a t P a r i s a n d C r o s s ( 1 9 8 3 ) h a v e d e s c r i b e d a s ' r e c u r s i v e r e p e t i t i o n ” . T h i s i s n o t s i m p l y r e p e t i t i o n o f k e y f a c t s a s w a s d o n e i n t h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t ( s e e p . 2 2 4 - 2 2 5 ) . I n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , k e y i d e a s a r e h i g h l i g h t e d a n d r e p e a t e d , b u t e a c h t i m e t h e y a r e r e p e a t e d i n t h e c o n t e x t o f a n e w a p p l i c a t i o n . F o r e x a m p l e , t h e i d e a t h a t p l a n t s c a n m a k e t h e i r o w n f o o d i s f i r s t e x p l a i n e d o n p a g e 3 1 1 . O n p a g e 3 1 2 w h a t t h a t c o n c e p t h a s t o d o w i t h t h e f o o d s t o r e d i n t h e s e e d ' s c o t y l e d o n i s e x p l a i n e d . O n p a g e s 3 1 4 - 3 1 6 t h e c o n c e p t i s e x p l a i n e d a g a i n , t h i s t i m e u s i n g a n a n a l o g y t o a f a c t o r y a n d m a k i n g t h r e e n e w p o i n t s d e s i g n e d t o a d d r e s s s p e c i f i c m i s c o n c e p t i o n s : 1 ) t h a t p h o t o s y n t h e s i s c a n n o t b e s e e n a n d m u s t b e v i s u a l i z e d m e n t a l l y , 2 ) t h a t p h o t o s y n t h e s i s i n v o l v e s t u r n i n g n o n - f o o d r a w m a t e r i a l s i n t o f o o d , a n d 3 ) t h a t o n l y p l a n t s c a n m a k e f o o d . O n p a g e 2 4 4 3 1 7 , t h e i d e a i s r e p e a t e d i n o r d e r t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e t h e i d e a t o a n s w e r a s e r i e s o f a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s . O n p a g e 3 2 1 t h e t e x t p r o v i d e s t h e s c i e n t i s t s ' e x p l a n a t i o n o f t h e b e a n e x p e r i m e n t u s i n g t h e c o n c e p t t h a t p l a n t s m a k e t h e i r f o o d . T h i s e x p l a n a t i o n i s i n c l u d e d s o t h a t s t u d e n t s c a n c o m p a r e i t t o t h e i r o w n e x p l a n a t i o n s i n t h e p r e v i o u s p a g e . O n p a g e 3 2 2 , t h e i d e a i s a g a i n s u m m a r i z e d i n o r d e r t o r e m i n d s t u d e n t s t o u s e i t t o a n s w e r s o m e a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s . F i n a l l y , o n p a g e 3 2 4 , t h e c o n c e p t i s u s e d t o c o m p a r e f o o d f o r p l a n t s t o f o o d f o r p e o p l e a n d t o m a k e a n i m p o r t a n t n e w p o i n t t h a t c o n t r a d i c t s a c r i t i c a l s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n : t h a t p l a n t s c a n o i l y g e t t h e i r f o o d b y m a k i n g i t . T h u s , t h e i d e a i s r e p e a t e d n o t j u s t " t o p o u n d i t i n ” t o s t u d e n t s ' h e a d s b u t t o m a k e i t p r o g r e s s i v e l y m o r e a p p e a l i n g t o s t u d e n t s a s a ' p l a u s i b l e " a n d " i n t e l l i g i b l e " a l t e r n a t i v e t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . S u m m a r y o f T e x t F e a t u r e s a n d S t u d e n t s ' S t r a t e g y S e l e c t i o n s B o t h C o n c e p t s i n S c i e n c e a n d M o d e r n S c i e n c e w e r e o r g a n i z e d i n a w a y t h a t e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o v i e w l e a r n i n g m e r e l y a s a p r o c e s s o f a d d i n g o n t o a l i s t o f u n r e l a t e d f a c t s . B o t h t e x t s a s k e d q u e s t i o n s t h a t d i d l i t t l e m o r e t h a n h a v e s t u d e n t s p a r r o t b a c k e x p l i c i t t e x t w o r d s , a n d t h e y f a i l e d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o r e l a t e t e x t m a t e r i a l t o t h e i r t h i n k i n g a b o u t r e a l p l a n t s . I n t h i s r e g a r d , c o n c e p t s w e r e p r e s e n t e d i n w h a t a p p e a r e d t o b e a s e n s i b l e o r d e r t o t h e t e x t w r i t e r s , b u t w h i c h w a s n o t s e n s i b l e f r o m s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . A s a r e s u l t , s t u d e n t s d i d n o t r e l a t e t e x t c o n c e p t s t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d i n s t e a d u s e d a v a r i e t y o f i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s t o r e a d t h e t e x t s . T h e e x p e r i m e n t a l t e x t , o n t h e o t h e r h a n d , c o n v e y e d a v e r y d i f f e r e n t v i e w o f l e a r n i n g . T h r o u g h t h e u s e o f d i a g n o s t i c a n d a p p l i c a t i o n l e v e l q u e s t i o n s , p r e d i c - t i o n s a n d e x p l a n a t i o n s a b o u t e x p e r i m e n t s , a n d e x p l a n a t i o n s a b o u t g o a l c o n c e p t s a n d m i s c o n c e p t i o n s , t h e t e x t a c t i v e l y i n v o l v e d s t u d e n t s i n m a k i n g e x p l i c i t 2 4 5 c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . B y f o c u s i n g o n s h a k i n g s t u d e n t s ' f a i t h i n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d b y p r e s e n t i n g t h e g o a l c o n c e p t a s a r e a s o n a b l e a l t e r n a t i v e t o t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , t h e t e x t e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o r e a d u s i n g a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . E x p l a n a t i o n s w e r e o r d e r e d i n a w a y t h a t m a d e s e n s e g i v e n t h e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . T h u s , t h e r e w e r e i m p o r t a n t d i f f e r e n c e s i n t h e f e a t u r e s o f t h e t h r e e t e x t s a n d t h e s e d i f f e r e n c e s i n t e x t c h a r a c t e r i s t i c s h a d c r i t i c a l e f f e c t s o n s t u d e n t s ' r e a d i n g s t r a t e g y s e l e c t i o n s . W h i l e f e a t u r e s o f t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s r e i n f o r c e d a n d / o r e n c o u r a g e d t h e u s e o f i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s , a n u m b e r o f f e a t u r e s u n i q u e t o t h e e x p e r i m e n t a l t e x t e n a b l e d e v e n t h e l o w e s t r e a d e r s t o u s e t h e e f f e c t i v e , c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y . T h e E f f e c t s o f T e x t P r o c e s s i n g S t r a t e g i e s a n d T e x t F e a t u r e s o n C o n g e p t u a l C h a n g e L e a r n i n g T h e f i n a l r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h i s s t u d y w a s t o a n a l y z e s t u d e n t l e a r n i n g o u t c o m e s i n o r d e r t o m a k e c o n c l u s i o n s a b o u t t h e e f f e c t s o f t h e t h r e e t e x t s o n s t u d e n t l e a r n i n g . T h e p o s t t e s t a n a l y s i s o f s t u d e n t l e a r n i n g a n d t h e c a s e s t u d y a n a l y s i s o f s t u d e n t l e a r n i n g s u p p o r t t h e f i n d i n g t h a t t h e r e w e r e i m p o r t a n t d i f f e r e n c e s i n l e a r n i n g o u t c o m e s a m o n g t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e t h r e e t e x t s . T h e a n a l y s i s a l s o c l e a r l y i n d i c a t e s , h o w e v e r , t h a t s t u d e n t l e a r n i n g w a s m e d i a t e d b y s t u d e n t s ' s e l e c t i o n o f t e x t - p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . T h e c h o i c e o f r e a d i n g s t r a t e g y , i n o t h e r w o r d s , w a s a b e t t e r p r e d i c t o r o f s t u d e n t l e a r n i n g t h a n t h e t y p e o f t e x t r e a d . H o w e v e r , t h e c h o i c e o f s t r a t e g y w a s l a r g e l y i n f l u e n c e d b y t h e t e x t t h a t w a s r e a d . T h e e x p e r i m e n t a l t e x t , f o r e x a m p l e , c l e a r l y i n f l u e n c e d s t u d e n t s t o c h o o s e t h e m o s t e f f e c t i v e s t r a t e g y . I n t h i s c h a p t e r , t h e m e d i a t i n g r o l e o f s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n o n f i n a l l e a r n i n g o u t c o m e s w i l l b e d i s c u s s e d i n t h e f i r s t s e c t i o n . T h i s w i l l b e f o l l o w e d b y a 2 4 6 s e c t i o n t h a t c o m p a r e s p o s t t e s t r e s u l t s o f t h e t h r e e g r o u p s o f s t u d e n t s . T h e d i s c u s s i o n o f t h e s e r e s u l t s f o c u s e s o n t h e p o s t t e s t e v i d e n c e o f f o u r f a c e t s o f s t u d e n t l e a r n i n g : 1 ) s t u d e n t l e a r n i n g o f t h e g o a l c o n c e p t s t h a t w e r e a d d r e s s e d i n a l l t h r e e t e x t s , 2 ) s t u d e n t s ' s u c c e s s i n c h a n g i n g k e y m i s c o n c e p t i o n s , 3 ) s t u d e n t l e a r n i n g o f c o n c e p t s t h a t w e r e e m p h a s i z e d i n o n l y o n e o r t w o o f t h e t e x t s , a n d 4 ) s t u d e n t s ' a b i l i t y t o a p p l y g o a l c o n c e p t s a n d t o d e v e l o p f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s o f p h e n o m e n a . T h e M e d i a t i n g fi i l e o f S t u d e n t s ' S t r a t e g y _ S e l e c t i o n o n F i n a l L e a r n g g O u t c o m e s A n a l y s i s o f p o s t t e s t r e s u l t s f o c u s e d o n s t u d e n t m a s t e r y o f f o u r s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . T a b l e 5 . 8 s h o w s t h a t s i x o f t h e s e v e n s t u d e n t s w h o r e l i e d o n S t r a t e g y S i x , t h e c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y , m a s t e r e d a l l f o u r s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . T h i s g r o u p i n c l u d e d o n e s t u d e n t r e a d i n g a c o m m e r c i a l t e x t , w i t h t h e r e s t o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e r e m a i n i n g s t u d e n t u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y m a s t e r e d t h r e e s c i e n t i f i c c o n c e p - t i o n s . N o n e o f t h e e l e v e n s t u d e n t s u s i n g t h e o t h e r s t r a t e g i e s , e v e n t h e o n e s t u d e n t r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , u n d e r s t o o d m o r e t h a n t w o o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . T a b l e 5 . 8 a l s o s h o w s t h a t t h e r e a d i n g a c h i e v e m e n t l e v e l o f t h e s t u d e n t s w a s n o t a g o o d p r e d i c t o r o f l e a r n i n g o u t c o m e s . T h e s e v e n s t u d e n t s u s i n g t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y r a n g e d i n r e a d i n g l e v e l f r o m 3 . 4 t o p o s t h i g h s c h o o l . S i m i l a r l y , t h e s t u d e n t s w h o f a i l e d t o m a s t e r m o r e t h a n o n e o f t h e g o a l c o n c e p t s r a n g e d i n r e a d i n g a c h i e v e m e n t l e v e l s f r o m 4 . 0 t o p o s t h i g h s c h o o l . T h u s , t h e r e a d i n g s t r a t e g y b e i n g u s e d w a s t h e b e s t p r e d i c t o r o f s u c c e s s f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . H o w e v e r , a s d e s c r i b e d e a r l i e r , t h e t e x t b e i n g r e a d h a d a n i m p o r t a n t i n f l u e n c e o n t h e s t r a t e g y s e l e c t i o n . T h e r e f o r e , t e x t d i f f e r e n c e s 2 4 7 T a b l e 5 . 8 L e a r n i n g O u t c o m e s L E A R N I N G O F G O A L C O N C E P T S D o m i n a n t R e a d i n g P l a n t s m a k e N e e d l i g h t G e t f o o d G e t f o o d T e x t S t u d e n t S " a t e L e v e l f o o d , d o n o t t o m a k e o n l y b y f r o m s e e d s 3 7 t a k e i t i n f o o d m a k i n g i t a t f i r s t E x p e r i m e n t a l D a r y l 6 3 . 4 ' * ‘ - E v a l i n a 6 5 . 6 * * 1 ' * A l l i s o n m i x e d 7 . 6 - ¢ - " D o u g 6 8 . 1 ' " * “ V e r a 6 8 . 6 " * * ‘ J a m e s 6 1 1 . 3 * “ * ‘ S h e i l a 6 P H S * ‘ ‘ * C o n c e p t s J i l l 2 4 . 0 + + + N A i n S c i e n c e M a r i a 1 4 . 0 - - - N A M y r a 3 6 . 0 - - - N A P h i l 5 6 . 0 - " - N A D e b o r a h 5 1 0 . 0 - " - N A P a r k e r 5 P H S - - - N A M o d e r n L i n d a 1 4 . 5 - - - - S c i e n c e T r a c e y l 5 . 6 - - - - D a n n y 3 7 . 1 - ‘ - - S a l l y s 3 . 4 - s - - K e v i n 5 l 2 . 6 - ‘ - ‘ S u s a n 6 1 2 . 6 “ f " * K E Y : * = u n d e r s t o o d t h e c o n c e p t - 8 d i d n o t u n d e r s t a n d t h e c o n c e p t N A = n o t a d d r e s s e d i n t h i s t e x t + 8 d i d n o t t a k e p o s t t e s t 2 4 8 p l a y e d a s i g n i f i c a n t r o l e i n t e r m s o f s t u d e n t l e a r n i n g . I n t h e r e s t o f t h i s c h a p t e r , c o m p a r i s o n s o f s t u d e n t l e a r n i n g a m o n g t h e g r o u p s r e a d i n g t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t s a r e m a d e . T h i s a n a l y s i s a n d d i s c u s s i o n f o c u s e s o n t h e p o s t t e s t r e s u l t s . C o m p a r i s o n s o f S t u d e n t L e a r n i n g A m o n g S t u d e n t s R e a d i n g f r o m t h e T h r e e T e x t s U s i n g t h e a n a l y s i s s c h e m e d e s c r i b e d i n C h a p t e r 4 , s t u d e n t s w i t h h i g h c o n c e p t i o n s c o r e s o n t h e p r e - a n d p o s t t e s t s w e r e c l a s s i f i e d a s b e l i e v i n g i n a p a r t i c u l a r g o a l c o n c e p t i o n o r m i s c o n c e p t i o n . P r e - a n d p o s t t e s t c o m p a r i s o n s o f s t u d e n t s ' p a t t e r n s o f b e l i e f f o r e a c h o f t h e s e c o n c e p t i o n s r e v e a l s o m e d e f i n i t e d i f f e r e n c e s a m o n g t h e s t u d e n t s r e a d i n g f r o m t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t s i n t e r m s o f t h e k i n d s o f l e a r n i n g , o r c o n c e p t u a l c h a n g e , t h a t o c c u r r e d . G o a l c o n c e L t s . T a b l e 5 . 9 s h o w s t h e p e r c e n t a g e o f s t u d e n t s c o m m i t t e d t o e a c h o f t h e t h r e e m a j o r g o a l c o n c e p t i o n s t h a t a l l t h r e e t e x t s e m p h a s i z e d . A f o u r t h g o a l c o n c e p t i o n , t h a t f o o d i s o n l y t h o s e t h i n g s t h a t p r o v i d e e n e r g y f o r l i f e p r o c e s s e s , w a s l e f t o u t o f t h e t e s t a n a l y s i s , b e c a u s e t h e t e s t d i d n o t p r o v i d e e n o u g h o p p o r t u n i t i e s f o r s t u d e n t s t o a d d r e s s t h i s i s s u e . I t c a n b e s a i d , h o w e v e r , t h a t 5 9 9 5 o f t h e s t u d e n t s e v e r r e f e r r e d t o f o o d a s s u p p l y i n g e n e r g y i n a n s w e r i n g t h e q u e s t i o n : W h y d o p l a n t s n e e d f o o d ? T h e f i f t h g o a l c o n c e p t i o n d e s c r i b e d e a r l i e r ( s e e p . 1 1 5 ) , t h a t e x c e s s f o o d p r o d u c e d d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s i s s t o r e d i n s e e d s , w a s a d d r e s s e d b y o n l y t w o o f t h e t e x t s . T h e r e s u l t s s h o w t h a t s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e m u c h m o r e s u c c e s s f u l i n a d o p t i n g t h e s c i e n t i f i c v i e w o f f o o d f o r p l a n t s t h a n s t u d e n t s r e a d i n g e i t h e r o f t h e o t h e r t e x t s . I t i s c l e a r f r o m t h e v e r y h i g h p e r c e n t a g e s o f s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n a l t e x t w h o s h o w e d a c o n s i s t e n t u n d e r s t a n d i n g o f t h e g o a l c o n c e p t i o n s t h a t t h e t e x t s u c c e e d e d i n h e l p i n g s t u d e n t s a t a l l r e a d i n g l e v e l s m a k e s e n s e o f t h e s e c o n c e p t s . P r e t e s t s c o r e s i n d i c a t e t h a t n o n e o f t h e s t u d e n t s i n a n y g r o u p h e l d t h e s e c o n c e p t i o n s p r i o r t o i n s t r u c t i o n . I n f a c t , a l m o s t 2 4 9 a l l t h e s t u d e n t s i n t h e s t u d y b e g a n i n s t r u c t i o n w i t h s t r o n g b e l i e f s i n e a c h o f t h e c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s d e f i n e d e a r l i e r ( s e e p . 1 1 5 ) . T h u s , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t g r o u p d i d n o t s t a r t i n s t r u c t i o n a t a n y a d v a n t a g e . P e r s i s t e n c e o f m i s c o n c e p x i o n s . T h e p e r c e n t a g e o f s t u d e n t s b e l i e v i n g i n e a c h o f t h e c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s b o t h b e f o r e a n d a f t e r i n s t r u c t i o n a r e p r e s e n t e d i n T a b l e 5 . 1 0 . A s i n T a b l e 5 . 9 , t h e m i s c o n c e p t i o n a b o u t f o o d b e i n g w h a t e v e r p l a n t s n e e d t o l i v e i s e x c l u d e d d u e t o l a c k o f s u f f i c i e n t e v i d e n c e f r o m t h e t e s t . T h e s e r e s u l t s a r e c o m p l e m e n t a r y t o t h o s e p r e s e n t e d i n T a b l e 5 . 9 . T h a t i s , j u s t a s s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e m u c h m o r e s u c c e s s f u l i n a d o p t i n g t h e g o a l c o n c e p t s , s o t h i s g r o u p w a s a l s o m o r e s u c c e s s f u l i n g i v i n g u p t h e i r c o m m i t m e n t t o n a i v e b e l i e f s t h a n w e r e s t u d e n t s r e a d i n g e i t h e r o f t h e o t h e r t e x t s . W h i l e s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s m a y h a v e a d o p t e d s o m e p i e g g o f t h e i d e a o f p h o t o s y n t h e s i s ( f o r e x a m p l e , t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o m a k e f o o d ) , t h e i r p e r s i s t e n c e i n b e l i e v i n g t h a t p l a n t s h a v e m u l t i p l e s o u r c e s o f f o o d t h a t t h e y t a k e i n f r o m t h e i r e n v i r o n m e n t s h o w s t h a t t h e y h a d n o t u n d e r g o n e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h e y d i d n o t c h a n g e t h e i r p r i o r n o t i o n s t o a c c o m m o d a t e t h e n e w c o n c e p t o f p h o t o s y n t h e s i s . G o a l c o n c e p t s a d d r e s s e d i n a l l t e x t s . T a b l e 5 . 1 1 s h o w s t h e r e s u l t s f o r t h o s e g o a l c o n c e p t s t h a t w e r e e m p h a s i z e d o n l y i n o n e o r t w o o f t h e b o o k s . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n p l a n t s t r u c t u r e s a n d f u n c t i o n s w a s e m p h a s i z e d o n l y i n M o d e r n S c i e n c e . C o n c e p t s i n S c i e n c e w a s t h e o n l y t e x t t h a t e m p h a s i z e d t h e e c o l o g i c a l i m p o r t a n c e o f p h o t o s y n t h e s i s a n d t h e p r o d u c t i o n o f o x y g e n i n p h o t o s y n - t h e s i s . B o t h t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d M o d e r n S c i e n c e p r e s e n t e d t h e c o n c e p t t h a t e x c e s s f o o d p r o d u c e d d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s w a s s t o r e d i n t h e c o t y l e d o n o f a s e e d . 2 5 0 T a b l e 5 . 9 P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o G o a l C o n c e p t i o n s A d d r e s s e d i n A l l T e x t s E x p e r i m e n t a l C o n c e p t s i n S c i e n c e M o d e r n S c i e n c e G o a l C o n c e p t n = 6 n = 6 n = 6 P r e P o s t P r e P o s t “ P r e P o s t P l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d i n t e r n a l l y . 8 l i g h t , a i r , 0 8 3 0 0 0 1 4 w a t e r P l a n t s n e e d l i g h t _ t o m a k e f o o d 0 1 0 0 0 4 0 0 5 0 P l a n t s g e t f o o d o n l y b y m a k i n g i t 0 8 3 0 0 0 1 7 T a b l e 5 . 1 0 P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o C o m m o n M i s c o n c e p t i o n s E x p e r i m e n t a l C o n c e p t s i n S c i e n c e M o d e r n S c i e n c e M ' . n = 6 n = 6 n = 6 : s c o n c e p t i o n P r e P o s t P r e P o s t “ P r e P o s t P l a n t s t a k e i n f o o d f r o m t h e i r o u t s i d e 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 8 3 6 7 e n v i r o n m e n t P l a n t s h a v e m u l - t i p l e s o u r c e s o f 1 0 0 1 7 1 0 0 1 0 0 1 0 0 6 7 f o o d P l a n t s n e e d l i g h t ' ° 1 " ° ’ 8 ” " 1 0 0 o 8 3 6 0 8 3 s o ( n o n f u n c t i o n a l e x - p l a n a t i o n ) * n = 5 ; o n e s t u d e n t d i d n o t t a k e p o s t t e s t . G o a l C P l a n t s t o r n u c c e p t s E x p e t u r e s r n - i 1 6 m 7 e n t a l C o n c e p t s n n 5 i 0 = 2 S c i e n c e M o d e r n - S c i e n c e n 3 - 3 6 * 2 5 1 T a b l e 5 . 1 1 P e r c e n t o f S t u d e n t s C o m m i t t e d t o G o a l C o n c e p t i o n s E m p h a s i z e d i n O n l y O n e o r T w o o f t h e T e x t s P o s t t e s t s O n l y h a v e p a r t i c u l a r f i m c t i o n s i n p h o - t o s y n t h e s i s ( s t o - m a t a , c h l o r o p h y l l , v e i n s ) E x c e s s f o o d p r o - 8 3 * 0 5 0 * d u c e d d u r i n g p h o t o - s y n t h e s i s i s s t o r e d i n t h e s e e d ' s c o t y l e - d o n . T h i s p r o v i d e s f o o d f o r t h e g r o w i n g e m b r y o u n t i l i t c a n m a k e i t s o w n . A P l a n t s a r e i m p o r - 5 0 4 0 " I l 7 t a n t t o a n i m a l s , b e c a u s e a l l f o o d i s t r a c e a b l e b a c k t o p l a n t s . 1 ' P l a n t s p r o d u c e 3 3 8 0 * 5 0 o x y g e n d u r i n g p h o t o s y n t h e s i s I " C o n c e p t w a s e m p h a s i z e d i n t h i s t e x t . A B a s e d o n o n e a n s w e r t o a t w o - p a r t q u e s t i o n . T B a s e d o n a n s w e r t o o n e t e s t q u e s t i o n . I n n a m i n g s t r u c t u r e s a n d f u n c t i o n s o f p l a n t p a r t s i n p h o t o s y n t h e s i s , s t u d e n t s r e a d i n g t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t t h a t w a s o r g a n i z e d i n a s t r u c t u r e / f i m c t i o n f o r m a t d i d o n l y s l i g h t l y b e t t e r o n q u e s t i o n s a b o u t s t r u c t u r e s a n d f u n c t i o n s t h a n s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t w o t e x t s . L o o k i n g a t t h e c o n c e p t i o n s c o r e s m o r e 2 5 2 c l o s e l y , i t i s i n t e r e s t i n g t h a t t h e t w o s t u d e n t s w h o r e a d M o d e r n S c i e n c e a n d r e c e i v e d a h i g h s t r u c t u r e / f u n c t i o n c o n c e p t i o n s c o r e w e r e s t r o n g e r i n n a m i n g a n d r e c o g n i z i n g p l a n t p a r t s ( l i k e s t o m a t a ) t h a n t h e y w e r e o n d e s c r i b i n g t h e s t r u c t u r e ' s f u n c t i o n i n p h o t o s y n t h e s i s . F o r e x a m p l e , w h e n a s k e d t o d e s c r i b e t h e f u n c t i o n o f s t o m a t a , o n l y o n e s t u d e n t r e a d i n g t h e M o d e r n S c i e n c e t e x t m a d e e v e n t h e s l i g h t e s t r e f e r e n c e t o i t s r o l e i n p h o t o s y n t h e s i s : Q : G r e e n l e a v e s h a v e s m a l l o p e n i n g s i n t h e i r s u r f a c e . T h e s e o p e n i n g s a r e c a l l e d . W h y a r e t h e s e o p e n i n g s i m p o r t a n t t o t h e p l a n t ? S : S o t h e y c a n g e t a i r t o t h e c h l o r O p l a s t s . N o t e t h a t h e r a n s w e r r e f e r s t o a n o t h e r p l a n t s t r u c t u r e . C o n t r a s t t h i s w i t h a n s w e r s g i v e n b y t w o s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w h o w e r e u n a b l e t o n a m e t h e o p e n i n g s ' s t o m a t a " b u t w e r e a b l e t o d e f i n e t h e f u n c t i o n : S I : B e c a u s e a i r g o e s t h r o u g h t h e m a n d t h e y n e e d a i r a s p a r t o f w h a t t h e y m a k e t h e i r f o o d w i t h . S z : T h e y l e t i n a i r w h i c h i s n e e d e d t o m a k e f o o d . T h e s e t w o s t u d e n t s d i d n o t r e c e i v e h i g h e n o u g h c o n c e p t i o n s c o r e s t o b e i n c l u d e d a s t m d e r s t a n d i n g t h e s t r u c t u r e / f u n c t i o n c o n c e p t i o n o n T a b l e 5 . 1 1 , b u t t h e y c l e a r l y h a v e a b e t t e r f u n c t i o n a l u n d e r s t a n d i n g o f s t o m a t a ' s i m p o r t a n c e i n p h o t o s y n t h e s i s t h a n a l l t h e s t u d e n t s w h o r e a d M o d e r n S c i e n c e . T h u s , t h e s t r u c t u r e / f u n c t i o n o r g a n i z a t i o n o f M o d e r n S c i e n c e d i d n o t h e l p s t u d e n t s p e r f o r m s i g n i f i c a n t l y b e t t e r i n d e f i n i n g t h e f i m c t i o n s o f p l a n t p a r t s i n p h o t o s y n t h e s i s . T h e n o t i o n t h a t p l a n t s s t o r e e x c e s s f o o d i n t h e c o t y l e d o n w a s a d o p t e d m o r e f r e q u e n t l y b y s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t t h a n b y s t u d e n t s r e a d i n g M o d e r n S c i e n c e . N o n e o f t h e s t u d e n t s h a d a n y n o t i o n a b o u t t h i s o n t h e p r e t e s t . 2 5 3 W i t h o u t b e i n g g i v e n a n y e x p l a n a t i o n o f t h i s c o n c e p t , s t u d e n t s r e a d i n g C o n c e p t s i n S c i e n c e r e m a i n e d i g n o r a n t o f t h i s i d e a . T h e e c o l o g i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n p l a n t s a n d a n i m a l s w a s m a d e e q u a l l y w e l l b y s t u d e n t s r e a d i n g C o n c e p t s i n S c i e n c e a n d s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s , d e s p i t e t h e f a c t t h a t C o n c e p t s i n S c i e n c e w a s t h e o n l y t e x t t h a t a d d r e s s e d t h i s c o n c e p t . W h i l e t h e e x p e r i m e n t a l t e x t e m p h a s i z e d t h a t o n l y p l a n t s c a n m a k e f o o d , i t d i d n o t e x p l i c i t l y d i s c u s s w h y t h i s i s i m p o r t a n t i n a n e c o s y s t e m . C o n c e p t s i n S c i e n c e , h o w e v e r , e m p h a s i z e d t h i s p o i n t , p a r t i c u l a r l y i n t h e t h i r d d a y ' s r e a d i n g . I n f a c t , t h e t e s t q u e s t i o n t h a t e x p l o r e s s t u d e n t s ' i d e a s a b o u t t h i s r e l a t i o n s h i p i s a s l i g h t a l t e r a t i o n o f a n e x a m p l e d i s c u s s e d i n t h e t e x t : T e s t Q u e s t i o n : W o l v e s d o n o t e a t a n y p l a n t s . T h e y o n l y e a t o t h e r a n i m a l s . I s t h e f o l l o w i n g s t a t e m e n t t r u e o r f a l s e : T F W o l v e s c o u l d s t i l l l i v e e v e n i f a l l t h e p l a n t s i n t h e w o r l d d i e d . E x p l a i n y o u r a n s w e r . T h e C o n c e p t s i n S c i e n c e t e x t t a l k s a b o u t t h e l a r g e - m o u t h e d b a s s , a n a n i m a l w h i c h o n l y e a t s o t h e r a n i m a l s , a n d i t r e l a t e s t h i s t o t h e i d e a s t h a t ” y o u c a n t r a c e a l l f o o d b a c k t o g r e e n p l a n t s " a n d t h a t p l a n t s a r e t h e " f o o d b u i l d e r s o f t h e w o r l d . " G i v e n t h e e m p h a s i s o n t h i s i n C o n c e p t s i n S c i e n c e , i t i s s u r p r i s i n g t h a t s t u d e n t s r e a d i n g t h a t t e x t d i d n o b e t t e r t h a n s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n a n s w e r i n g t h i s q u e s t i o n . I t i s a l s o s u r p r i s i n g t h a t n o n e o f t h e s t u d e n t s i n t h e s t u d y a n s w e r e d t h e q u e s t i o n a b o u t t h e w o l v e s b y m a k i n g a n y r e f e r e n c e t o p h o t o s y n t h e s i s o r t h e u n i q u e f o o d - b u i l d i n g c a p a c i t y o f p l a n t s . R a t h e r , s t u d e n t s u s e d t h e f o o d c h a i n n o t i o n ( a n i m a l s t h a t t h e w o l v e s e a t h a v e t o e a t p l a n t s ) w i t h o u t e x p l a i n i n g g h y i t i s t h a t a l l f o o d i s t r a c e a b l e b a c k t o p l a n t s . T h u s , i f t h i s c r i t e r i o n h a d b e e n u s e d i n 2 5 4 ' a n a l y z i n g t h i s t e s t q u e s t i o n n o o n e w o u l d h a v e b e e n c o n s i d e r e d t o h a v e a p p r o - p r i a t e l y m a d e t h i s c o n c e p t u a l l i n k b e t w e e n p l a n t s a n d a n i m a l s . T h e n o t i o n t h a t p l a n t s p r o d u c e o x y g e n , i n a d d i t i o n t o f o o d , d u r i n g p h o t o s y n - t h e s i s w a s e m p h a s i z e d i n C o n c e p t s i n S c i e n c e . S t u d e n t s r e a d i n g t h a t t e x t c l e a r l y o u t p e r f o r m e d s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s o n i d e n t i f y i n g o x y g e n a s a p r o d u c t o f p h o t o s y n t h e s i s . H o w e v e r , a s d i s c u s s e d i n t h e l a s t s e c t i o n , t h i s e m p h a s i s h a d d e t r i m e n t a l c o n s e q u e n c e s f o r s t u d e n t s ' a b i l i t i e s t o m a k e s e n s e o f t h e o t h e r g o a l c o n c e p t s . D e v e l o p m e n t o f f u n c t i o n a l e y l a n a t i o n s a n d a b i l i t y t o a p p l y n e w c o n c e p t s . I t w a s n o t e d i n C h a p t e r T h r e e t h a t s t u d e n t s h o l d m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s t h a t r e f l e c t m o r e t h a n j u s t ” f a c t u a l ” c o n f u s i o n s . T h e y a l s o h a v e w a y s o f t h i n k i n g t h a t a r e q u i t e d i f f e r e n t f r o m s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g . T h u s , t h e y a r e s a t i s f i e d t o e x p l a i n p h e n o m e n a a t a n o b s e r v a t i o n a l l e v e l ( p l a n t s n e e d l i g h t t o b e g r e e n ) a n d d o n o t f e e l t h e n e e d t o g i v e m o r e f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s t h a t w o u l d r e q u i r e t h i n k i n g b e y o n d w h a t t h e y c a n p h y s i c a l l y s e e . T h u s , t h e n o t i o n o f t h i s " i n v i s i b l e ” p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s o c c u r r i n g i n s i d e p l a n t s i s p a r t i c u l a r l y d i f f i - c u l t f o r s t u d e n t s t o i n t e g r a t e i n t o t h e i r r e a l - w o r l d t h i n k i n g , b e c a u s e a ) t h e y d o n o t f e e l a n e e d f o r d e e p e r l e v e l , f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s o f w h y p l a n t s n e e d l i g h t a n d b e c a u s e b ) t h e y c a n n o t d i r e c t l y o b s e r v e t h e p r o c e s s . T h e s e n o n f u n c t i o n a l w a y s o f t h i n k i n g a n d e x p l a i n i n g p h e n o m e n a h a v e e a r l i e r b e e n r e f e r r e d t o a s d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s . T h e s e d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s w e r e a d d r e s s e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , a n d t h e r e i s p o s t t e s t e v i d e n c e t h a t t h i s m a d e a d i f f e r e n c e i n i n f l u e n c i n g t h e w a y s s t u d e n t s t h o u g h t . F o r e x a m p l e , i t h a s a l r e a d y b e e n s h o w n o n T a b l e 5 . 9 t h a t s t u d e n t s w h o r e a d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e m u c h m o r e s u c c e s s f u l i n g i v i n g f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n s f o r w h y p l a n t s n e e d l i g h t t h a n s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t e x t s . H o w e v e r , w h a t i f s t u d e n t s w e r e g i v e n a n e w p r o b l e m s i t u a t i o n t h a t w o u l d 2 5 5 r e q u i r e t h e m t o a p p l y t h i s f u n c t i o n a l d e f i n i t i o n o f t h e r o l e o f l i g h t ? W o u l d s t u d e n t s p e e t h i s f u n c t i o n a l n o t i o n , o r w o u l d t h e y r e v e r t t o t a l k i n g a b o u t ' p l a n t s n e e d l i g h t " ? Q u e s t i o n n u m b e r 5 i n P a r t I o f t h e t e s t e x p l o r e s t h i s i s s u e . S t u d e n t s a r e a s k e d t o p r e d i c t w h a t w o u l d h a p p e n t o t o m a t o s e e d s p l a n t e d a n d w a t e r e d i n t h e d a r k a n d t o e x p l a i n t h e i r p r e d i c t i o n . M o s t s t u d e n t s a n s w e r e d t h i s q u e s t i o n b e f o r e a n y i n s t r u c t i o n w i t h a n s w e r s l i k e t h e f o l l o w i n g : Q : W h a t d o y o u t h i n k h a p p e n e d t o t h e s e e d s ? W h y w o u l d t h i s h a p p e n ? S I : T h e y d i e d . C u z i t w a s i n t h e d a r k . 5 2 : T h e y d i e d . P l a n t s n e e d l i g h t t o l i v e a n d g r o w . I n t h e f i r s t y e a r o f t h e S m i t h a n d A n d e r s o n s t u d y ( d e s c r i b e d o n p . 1 0 9 ) , o n l y 4 % o f s t u d e n t s a _ f _ t _ e _ r i n s t r u c t i o n w e n t b e y o n d t h i s t o e x p l a i n t h e i r p r e d i c t i o n u s i n g t h e f u n c t i o n a l i d e a t h a t p l a n t s c a n n o t m a k e t h e i r o w n f o o d i n t h e d a r k . I n c o n t r a s t , 6 7 % o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t h i s s t u d y u s e d t h e i d e a t h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d t o e x p l a i n t h i s s i t u a t i o n : Q : W h a t h a p p e n s t o t h e t o m a t o s e e d ? E x p l a i n w h y . S : T h e y p r o b a b l y s t a r t e d t o g r o w b u t d i e d . I t d i e d b e c a u s e i t n e e d s l i g h t t o m a k e t h e f o o d . 8 3 % o f t h e s t u d e n t s u s e d t h e c o n c e p t o f f o o d i n t h e c o t y l e d o n t o e x p l a i n i t : Q : W h a t h a p p e n e d t o t h e t o m a t o s e e d s ? E x p l a i n w h y . S : T h e y m a y h a v e g r o w n f o r a w h i l e f r o m t h e c o t y l e d o n f o o d b u t a f t e r t h e c o t y l e d o n r a n o u t i t s t a r t e d t o d i e . 5 0 % o f t h e s t u d e n t s u s e d E g g o f t h e s e g o a l c o n c e p t s t o p r e d i c t a n d e x p l a i n w h a t w o u l d h a p p e n t o t h e t o m a t o s e e d : S : T h e y g r e w f o r a w h i l e t h e n d i e d . B e c a u s e a f t e r t h e c o t y l e d o n f i n i s h e s g i v i n g o f f f o o d t h e y n e e d l i g h t , a i r a n d w a t e r t o m a k e t h e i r o w n f o o d . 2 5 6 T h e s e r e s u l t s ( s e e T a b l e 5 . 1 2 ) s t a n d i n s t r i k i n g c o n t r a s t w i t h t h e r e s u l t s f r o m s t u d e n t s r e a d i n g t h e o t h e r t w o t e x t s . I n t h o s e g r o u p s c o m b i n e d , o n l y o n e s t u d e n t g a v e a f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n f o r t h e r o l e o f l i g h t . T a b l e 5 . 1 2 S t u d e n t s ' P r e d i c t i o n s a n d E x p l a n a t i o n s f o r T o m a t o S e e d E x p e r i m e n t ( i n % ' s ) A n s w e r t o T o m a t o S e e d P r e - t e s t P o s t - t e s t Q u e s t i o n E x p e r i - C o n c e p t s M o d e r n E x p e r i - C o n c e p t s M o d e r n m e n t a l i n S c i e n c e m e n t a l i n S c i e n c e S c i e n c e S c i e n c e “ * C o r r e c t p r e d i c t i o n - 3 3 1 7 1 7 6 7 2 0 5 0 p l a n t s b e g i n t o g r o w , t h e n d i e E x p l a n a t i o n r e f l e c t s 1 0 0 8 0 6 7 0 8 0 5 0 d e e p e r l e v e l m i s c o n - c e p t i o n , " b e c a u s e p l a n t s n e e d l i g h t t o l i v e . “ ( n o n f u n c t i o n a l e x p l a n a t i o n ) E x p l a n a t i o n u s e s g o a l 0 0 0 6 7 0 l 7 c o n c e p t t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o m a k e f o o d ( f u n c t i o n a l e x - p l a n a t i o n ) E x p l a n a t i o n u s e s g o a l 0 * 0 8 3 * 1 7 c o n c e p t t h a t p l a n t s c o u l d u s e f o o d f r o m c o t y l e d o n b u t w o u l d d i e w h e n t h a t r a n o u t E x p l a n a t i o n u s e d a t 0 * 0 1 0 0 * 1 7 l e a s t 2 1 5 . o f t h e t w o g o a l c o n c e p t i o n s ( s e e a b o v e ) E x p l a n a t i o n u s e s b o t h 0 * 0 5 0 9 1 7 g o a l c o n c e p t i o n s I " T h i s c o n c e p t w a s n o t i n t r o d u c e d i n t h i s t e x t , t h e r e f o r e , s t u d e n t s c o u l d n o t b e e x p e c t e d t o u s e i t . M ' n = . ‘ 5 f o r t h i s g r o u p ; n = 6 f o r a l l o t h e r g r o u p s . 2 5 7 T h e a n s w e r s t o t h e t o m a t o s e e d q u e s t i o n s e r v e a s a n a d d i t i o n a l s o u r c e o f t e s t i n f o r m a t i o n t h a t s u g g e s t s t h a t s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t d e v e l o p e d m o r e m e a n i n g f u l i m d e r s t a n d i n g s o f f o o d f o r p l a n t s t h a n s t u d e n t s r e a d i n g e a c h o f t h e o t h e r t e x t s . O n t h i s q u e s t i o n s t u d e n t s h a d t o a p p l y g o a l c o n c e p t s t o a r e a l - w o r l d s i t u a t i o n . D a t a f r o m t h i s s t u d y a n d p r i o r s t u d i e s i n d i c a t e t h a t e v e n s t u d e n t s w h o h a v e d e v e l o p e d s o m e n o t i o n a b o u t p l a n t s m a k i n g f o o d a n d g e t t i n g f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n , w i l l f e e l t h a t t h i s q u e s t i o n i s a d e q u a t e l y a n s w e r e d b y r e f e r e n c e t o o b s e r v a t i o n s t h a t p l a n t s d i e i n t h e d a r k . T h u s , t h e q u e s t i o n i s a g o o d m e a s u r e o f w h e t h e r s t u d e n t s h a v e a ) i n t e g r a t e d t h e g o a l c o n c e p t s i n t o t h e i r e v e r y d a y w o r l d o f t h i n k i n g a n d b ) r e c o g n i z e d t h e i n a d e q u a c i e s o f t h e i r d e e p e r l e v e l s o f m i s c o n c e p t i o n a b o u t w h a t c o n s t i t u t e s a s a t i s f a c t o r y e x p l a n a t i o n . A n a l m o s t i d e n t i c a l p a t t e r n i s s e e n i n s t u d e n t s ' e x p l a n a t i o n s f o r t h e b e a n p l a n t p r o b l e m ( n u m b e r s 9 a n d 1 0 i n P a r t I I I o f t h e t e s t ) . T h e q u e s t i o n a s k s : J o a n p l a n t e d t w o b e a n s e e d s i n g o o d s o i l a n d w a t e r e d t h e m . W h e n t h e p l a n t s w e r e s t i l l v e r y s m a l l , s h e p u t o n e p l a n t i n t h e s u n l i g h t a n d o n e i n t h e d a r k . T , F I f t h e c o t y l e d o n s a r e c u t o f f , t h e n t h e p l a n t i n t h e l i g h t w i l l s t o p g r o w i n g . E x p l a i n y o u r a n s w e r . _ A _ l _ l o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t c o r r e c t l y s a i d t h a t t h e p l a n t w i l l l i v e , b e c a u s e i t c a n m a k e i t s o w n f o o d i n t h e l i g h t . O n l y o n e s t u d e n t r e a d i n g M o d e r n S c i e n c e g a v e t h i s k i n d o f e x p l a n a t i o n . ( S i n c e C o n c e p t s i n S c i e n c e d i d n ' t t a l k a b o u t c o t y l e d o n s , t h i s q u e s t i o n w a s e x c l u d e d f r o m a n a l y s i s o f t h e c o n c e p t i o n s h e l d b y t h e s e s t u d e n t s . ) I t h a s a l r e a d y b e e n s h o w n h o w s t u d e n t s i n t h i s g r o u p m o r e o f t e n t h a n o t h e r s t u d e n t s g a v e e x p l a n a t i o n s a b o u t f u n c t i o n s o f p l a n t p a r t s t h a t r e f e r r e d t o t h e p r o c e s s o f m a k i n g f o o d . S i m i l a r e v i d e n c e o f t h i s a b i l i t y t o t h i n k f u n c t i o n a l l y c o m e s f r o m s t u d e n t s ' a n s w e r s t o t h e f o l l o w i n g q u e s t i o n : 2 5 8 W h i c h p l a n t p a r t s a r e n e e d e d f o r p h o t o s y n t h e s i s t o o c c u r ? a ) l e a v e s b ) s t e m s c ) r o o t s d ) c h l o r o p l a s t s e ) a l l o f t h e a b o v e f ) o t h e r g ) I d o n ' t k n o w T h i s q u e s t i o n w a s a d d e d t o t h e t e s t b e c a u s e o f t h e e m p h a s i s i n M o d e r n S c i e n c e o n t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e s e p l a n t p a r t s i n p r o d u c i n g f o o d . B o t h t h e e x p e r i m e n - t a l t e x t a n d C o n c e p t s i n S c i e n c e t a l k e d a b o u t h o w r a w m a t e r i a l s g o t t o t h e l e a f b u t d i d n o t e x p l i c i t l y s t a t e t h a t t h e f i r s t f o u r p l a n t p a r t s l i s t e d i n t h e c h o i c e s w e r e n e c e s s a r y f o r p h o t o s y n t h e s i s . N e i t h e r C o n c e p t s i n S c i e n c e n o r t h e e x p e r i - m e n t a l t e x t e v e r m e n t i o n e d t h e c h l o r o p l a s t . F r o m w h a t t h e s e t w o t e x t s s a i d , h o w e v e r , s t u d e n t s w h o h a v e a m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g o f p h o t o s y n t h e s i s s h o u l d b e a b l e t o f i g u r e o u t w i t h o u t b e i n g e x p l i c i t l y t o l d t h a t l e a v e s , s t e m s , a n d r o o t s a r e a l l n e c e s s a r y f o r p h o t o s y n t h e s i s . T h e r e f o r e , s t u d e n t s w h o a n s w e r e d e i t h e r [ a , b , a n d c ] o r [ a , b , c , a n d d ] a r e a n s w e r i n g i n a w a y c o n s i s t e n t w i t h t h e g o a l c o n c e p t s . T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t 8 3 % o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i - m e n t a l t e x t g a v e o n e o f t h e t w o a c c e p t a b l e a n s w e r s , c o m p a r e d t o 5 0 % o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g M o d e r n S c i e n c e a n d n o n e o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g C o n c e p t s i n S c i e n c e . T h e f a c t t h a t t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d C o n c e j t s i n S c i e n c e r e a d e r s h a d t h e s a m e i n f o r m a t i o n t o d r a w f r o m a n d a n s w e r e d i n s u c h d i f f e r e n t w a y s , s u g g e s t s t h a t t h e e x p e r i m e n t a l g r o u p h a d d e v e l o p e d m o r e m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s t h a t e n a b l e d t h e m t o r e a s o n t h r o u g h t h i s q u e s t i o n . S u m m a r y o f C o n c e p t u a l C h a n g e L e a r n i n L O u t c o m e s T h e l e a r n i n g o u t c o m e d a t a p r o v i d e s t r i k i n g e v i d e n c e t h a t s t u d e n t s a t a l l r e a d i n g l e v e l s w h o r e a d t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e m o r e l i k e l y t o u s e a n e f f e c t i v e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y f o r p r o c e s s i n g t h e t e x t t h a n s t u d e n t s 2 5 9 r e a d i n g t h e o t h e r t w o t e x t s . A s a r e s u l t o f t h i s s t r a t e g y s e l e c t i o n , s t u d e n t s r e a d i n g t h i s t e x t w e r e a b l e t o d e v e l o p m o r e m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f t h e g o a l c o n c e p t s t h a n t h e o t h e r t w o g r o u p s o f s t u d e n t s . T h u s , s i x o u t o f s e v e n o f t h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w e r e s u c c e s s f u l i n i n t e g r a t i n g s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s p r e s e n t e d i n t h e t e x t w i t h t h e i r c o n f l i c t i n g i n c o m i n g c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s . T h e p o s t t e s t s r e v e a l e d t h a t t h e s e s t u d e n t s n o t o n l y u d n e r s t o o d t h e g o a l c o n c e p t s , t h e y w e r e a l s o a b l e t o g i v e u p t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d t o a p p l y t h e n e w c o n c e p t s i n a v a r i e t y o f w a y s . O n l y o n e s t u d e n t r e a d i n g f r o m o n e o f t h e t w o c o m m e r i c a l t e x t s w a s s u c c e s s f u l i n d e v e l o p i n g s u c h a n i n t e g r a t e d , c o n s i s t e n t u n d e r s t a n d i n g o f h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h u s , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t w a s m o r e s u c c e s s f u l i n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g , b e c a u s e i t e n a b l e d m o s t s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o r e a d i n g t h e t e x t . C H A P T E R S I X C O N C L U S I O N S A N D I M P L I C A T I O N S O v e r v i e w I n C h a p t e r F i v e , t h e f i n d i n g s o f t h e s t u d y w e r e p r e s e n t e d a n d d i s c u s s e d . C h a p t e r S i x b e g i n s w i t h a s u m m a r y o f t h e f i n d i n g s . T h i s i s f o l l o w e d b y a g e n e r a l s t a t e m e n t o f t h e c o n c l u s i o n s t h a t a r e d r a w n f r o m t h o s e f i n d i n g s . I n t h e f i n a l p a r t o f t h e c h a p t e r , i m p l i c a t i o n s o f t h e s t u d y f o r r e s e a r c h , f o r t e x t b o o k d e v e l o p m e n t , a n d f o r t e a c h e r s a r e d i s c u s s e d . T h e s e i m p l i c a t i o n s g r o w o u t o f b o t h t h i s d i s s e r t a t i o n s t u d y a n d t h e c l a s s r o o m s t u d y d e s c r i b e d i n C h a p t e r T h r e e . S u m m a r y o f t h e F i n d i p g s o f t h e S t u d y T h e f i r s t r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h e s t u d y w a s t o i d e n t i f y t h e c o g n i t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s t h a t s t u d e n t s u s e d w h i l e r e a d i n g s c i e n c e t e x t s . T h e s t u d e n t s i n t h e s t u d y w e r e f o u n d t o b e u s i n g s i x d i f f e r e n t t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s a s t h e y r e a d f r o m t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s . I m p o r t a n t f e a t u r e s c o m m o n t o a l l t h e s e s t r a t e g i e s w e r e t h a t e a c h s t r a t e g y w a s i n t i m a t e l y r e l a t e d t o a p a r t i c u l a r r e a d i n g g o a l h e l d b y t h e s t u d e n t a n d t h a t e a c h s t r a t e g y d e s c r i b e d h o w t h e s t u d e n t d r e w f r o m t h r e e k i n d s o f k n o w l e d g e i n m a k i n g ' s e n s e " o f t e x t . T h e s e t h r e e k i n d s o f k n o w l e d g e w e r e d i s c i p l i n a r y o r t e x t k n o w l e d g e , s t u d e n t s ' p r i o r e x p e r i e n t i a l k n o w l e d g e , a n d s t u d e n t s ' s c h o o l k n o w l e d g e a b o u t t e x t b o o k s , t e a c h e r s , a n d a s s i g n m e n t s . 2 6 0 2 6 1 O f t h e s i x s t r a t e g i e s d e s c r i b e d , o n l y o n e w a s e f f e c t i v e i n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . S e v e n s t u d e n t s u s e d t h i s s t r a t e g y t o m a k e s e n s e o f t e x t c o n t e n t b y c h a n g i p ’ g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s t o m a k e t h e m c o n s i s t e n t w i t h t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n t h e s i s . S t u d e n t s u s i n g t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y b e c a m e a w a r e o f t h e c o n f l i c t b e t w e e n t e x t e x p l a n a t i o n s a n d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d t h e y r e s o l v e d t h e c o n f l i c t b y m o d i f y i n g o r a b a n d o n i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T h e s e s t u d e n t s w e r e a w a r e t h a t t h e t e x t e x p l a n a t i o n s w e r e h e l p i n g t h e m t o c h a n g e t h e i r t h i n k i n g . I n c o n t r a s t , e l e v e n s t u d e n t s u s e d o n e o r m o r e s t r a t e g i e s t h a t w e r e i n e f f e c - t i v e i n h e l p i n g t h e m i n t e g r a t e t h e i r r e a l - w o r l d n o t i o n s a b o u t p l a n t s w i t h t e x t e x p l a n a t i o n s a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . U s i n g t h e s e s t r a t e g i e s s t u d e n t s e i t h e r i g n o r e d t e x t c o n t e n t a n d r e l i e d o n p r i o r k n o w l e d g e , o r t h e y k e p t w h a t e v e r i n f o r m a t i o n t h e y g o t f r o m t h e t e x t i n a s e p a r a t e s c h e m a f r o m t h e i r r e a l - w o r l d n o t i o n s a b o u t p l a n t s , o r t h e y d i s t o r t e d t e x t i d e a s t o m a k e t h e m c o n s i s t e n t w i t h t h e i r p r i o r k n o w l e d g e . T h e f i v e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s w e r e c h a r a c t e r i z e d a s : 1 . O v e r r e l i a n c e o n p r i o r r e a l - w o r l d k n o w l e d g e i n o r d e r t o f i n i s h a s c h o o l t a s k . 2 . O v e r r e l i a n c e o n i s o l a t e d w o r d s i n t e x t i n o r d e r t o f i n i s h a s c h o o l t a s k . 3 . O v e r r e l i a n c e o f f a c t s i n t e x t d u e t o a n a d d i t i o n n o t i o n o f l e a r n i n g . 4 . S e p a r a t i o n o f d i s c i p l i n a r y k n o w l e d g e a n d r e a l - w o r l d k n o w l e d g e a s t w o d i s t i n c t , e q u a l l y s e n s i b l e w o r l d s o f k n o w l e d g e . 5 . O v e r r e l i a n c e o n p r i o r k n o w l e d g e t o m a k e s e n s e o f t h e d i s c i p l i - n a r y v i e w i n t h e t e x t b y d i s t o r t i n g t e x t i n f o r m a t i o n . T h e s e c o n d r e s e a r c h o b j e c t i v e o f t h e s t u d y w a s t o c o m p a r e t h e w a y c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a n d o t h e r f e a t u r e s o f t h e t h r e e t e x t s i n f l u e n c e s t u d e n t s ' s t r a t e g y s e l e c t i o n . T h e s t u d y s h o w s t h a t t e x t f e a t u r e s h a d a s t r o n g i n f l u e n c e o n w h i c h t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y a s t u d e n t s e l e c t e d . F o r e x a m p l e , o n l y o n e s t u d e n t 2 6 2 r e a d i n g f r o m t h e t w o t r a d i t i o n a l t e x t s u s e d t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y , w h i l e s i x o u t o f s e v e n s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a d o p t e d t h i s s t r a t e g y b y t h e s e c o n d d a y o f r e a d i n g . T h u s , t h e c o n t e n t o r g a n i z a t i o n a n d s t r u c t u r e o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t , w h i c h w a s d e s i g n e d t o d i r e c t l y c h a l l e n g e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s , e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . S o m e o f t h e f e a t u r e s o f t h i s t e x t t h a t h e l p e d s t u d e n t s u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y i n c l u d e : - Q u e s t i o n s t h a t e l i c i t e d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s - E x p l i c i t c o n t r a s t s b e t w e e n c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s - Q u e s t i o n s a n d e x p e r i m e n t a l e v i d e n c e d e s i g n e d t o m a k e s t u d e n t s d o u b t t h e a d e q u a c y o f t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d t o e n g a g e s t u - d e n t s i n a n i n t e r a c t i v e m o d e w i t h t h e t e x t - E x p l a n a t i o n s o f g o a l c o n c e p t i o n s t h a t m a d e s e n s e g i v e n s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s - N u m e r o u s a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s d e s i g n e d t o a l l o w s t u d e n t s t o u s e n e w c o n c e p t s i n s i t u a t i o n s w h e r e t h e y m u s t c o n t r a d i c t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s - F o c u s o n c e n t r a l c o n c e p t s r a t h e r t h a n o n b u i l d i n g s p e c i a l i z e d v o c a b u l a r y B o t h o f t h e t r a d i t i o n a l , c o m m e r c i a l t e x t s o r g a n i z e d c o n t e n t i n w a y s v e r y d i f f e r e n t f r o m t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . T h e y o r g a n i z e d i n f o r m a t i o n i n w a y s t h a t m a d e s e n s e f r o m a s c i e n t i f i c s t a n d p o i n t b u t w h i c h d i d n o t m a k e s e n s e f r o m t h e s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . F e a t u r e s o f t h e s e t w o t e x t s t h a t s e e m e d t o e n c o u r a g e t h e u s e o f i n e f f e c t i v e r e a d i n g s t r a t e g i e s i n c l u d e d e m p h a s i s o n s p e - c i a l i z e d v o c a b u l a r y w o r d s , f a c t u a l r e c a l l q u e s t i o n s t h a t d i d n o t f o r c e s t u d e n t s t o r e l a t e t e x t c o n t e n t t o t h e i r p r i o r k n o w l e d g e a b o u t r e a l p l a n t s , a n d e x p l a n a t i o n s t h a t s t u d e n t s c o u l d e a s i l y i n t e r p r e t a s r e i n f o r c i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . T h e s e k i n d s o f t e x t f e a t u r e s p e r m i t t e d a n d e v e n e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o ' g e t b y " u s i n g i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . T h e f i n a l r e s e a r c h o b j e c t i v e w a s t o c o m p a r e t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e t h r e e t e x t s i n t e r m s o f s t u d e n t s ' c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . P o s t t e s t a n a l y s i s o f 2 6 3 s t u d e n t l e a r n i n g o u t c o m e s r e v e a l e d d r a m a t i c d i f f e r e n c e s a m o n g s t u d e n t s r e a d i n g f r o m t h e t h r e e d i f f e r e n t t e x t s . O n l y t h e o n e s t u d e n t w h o r e a d a c o m m e r i c a l t e x t u s i n g a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y w a s a b l e t o d e v e l o p t h e k i n d o f m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g a c h i e v e d b y s i x o u t o f s e v e n s t u d e n t s r e a d i n g f r o m t h e e x p e r i m e n t a l t e x t . B e c a u s e t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n d u c e d s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y , t h e s t u d e n t s r e a d i n g i t w e r e s u c c e s s f u l i n a d a p t i n g t h e g o a l c o n c e p t s o f t h e t e x t . T h e y w e r e a l s o a b l e t o r e c o n c i l e t h e s e g o a l c o n c e p t s w i t h t h e i r r e a l - w o r l d n a i v e c o n c e p t i o n s , a n d t h e y w e r e a b l e t o u s e t h e g o a l c o n c e p t s s p o n t a n e o u s l y t o e x p l a i n n o v e l s i t u a t i o n s . T h u s , t h e s e s t u d e n t s c a m e t o ' o w n " t h e n e w c o n c e p t s . M o s t s t u d e n t s r e a d i n g f r o m t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s , i n c o n t r a s t , c o n t i n u e d t o o w n t h e i r m i s c o n c e p t i o n s w h i l e o n l y a c k n o w l e d g i n g t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s i n i n a c c u r a t e a n d / o r i n c o m p l e t e w a y s . C o n c l u s i o n s T h e s t u d y s h o w s t h a t s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e , o r m i s c o n c e p t i o n s , p l a y a c r i t i c a l r o l e i n t h e i r p r o c e s s i n g o f s c i e n c e t e x t . B o t h ' g o o d " a n d ' p o o r ' r e a d e r s o f t e n f a i l t o d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f s c i e n c e t e x t s , b e c a u s e t h e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s t h e y u s e d o n o t e n a b l e t h e m t o a p p r o p r i a t e l y c h a n g e t h e i r e x p e r i e n t i a l l y - b a s e d m i s c o n c e p t i o n s t o m a k e t h e m c o n s i s t e n t w i t h s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s p r e s e n t e d i n t e x t s . I n s t e a d , s t u d e n t s u s e a v a r i e t y o f i n e f f e c t i v e r e a d i n g s t r a t e g i e s t h a t e n a b l e t h e m t o c o m p l e t e t h e r e a d i n g a s s i g n - m e n t w i t h o u t u n d e r g o i n g c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h e y m a y m e m o r i z e w o r d s o r f a c t s , b u t i t h a s n o r e a l - w o r l d m e a n i n g f o r t h e m . C o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e t e x t b o o k s o f t e n o r g a n i z e c o n t e n t a n d p o s e q u e s t i o n s i n w a y s t h a t e n c o u r a g e , o r a t l e a s t p e r m i t , s t u d e n t s t o u s e i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . S u c h t e x t s o r g a n i z e c o n t e n t i n w a y s t h a t m a k e s e n s e f r o m 2 6 4 t h e s c i e n t i s t s ' p e r s p e c t i v e s , b u t w h i c h d o n o t m a k e s e n s e f r o m s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . B e c a u s e s u c h t e x t s f o c u s o n p r e s e n t i n g s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s a n d a r e n o t s e n s i t i v e t o s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s , t h e y f a i l t o h e l p s t u d e n t s s e e t h a t t h e r e i s a r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e i r o w n p e r s o n a l l y d e v e l o p e d p r i o r k n o w l e d g e a n d c o n t e n t p r e s e n t e d i n t h e t e x t . I n p a r t i c u l a r , t h e s e t e x t s d o n o t h e l p s t u d e n t s s e e t h e c o n t r a s t s b e t w e e n t h e s t u d e n t s ' v i e w s a n d t h e t e x t b o o k v i e w . I n f a c t , t r a d i t i o n a l t e x t s a r e o f t e n u n w i t t i n g l y a r r a n g e d i n w a y s t h a t r e i n f o r c e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , t h u s e n c o u r a g i n g t h e u s e o f i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . T h e s t u d y s h o w s , h o w e v e r , t h a t t e x t b o o k s _ c _ a _ n _ b e w r i t t e n i n w a y s t h a t w i l l e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e a n e f f e c t i v e , c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y . T h e e x p e r i m e n t a l t e x t , f o r e x a m p l e , w a s s t r u c t u r e d i n w a y s t h a t h e l p e d m o s t s t u d e n t s a p p r o a c h t h e r e a d i n g t a s k a s a p r o c e s s o f c h a n g i n g t h e i r m i s c o n c e p - t i o n s t o m a k e t h e m m o r e c o n s i s t e n t w i t h s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n s . S t u d e n t s u s i n g t h i s s t r a t e g y t o t e x t b o o k r e a d i n g w e r e a w a r e o f t h e c o n f l i c t s b e t w e e n t e x t e x p l a n a t i o n s a n d t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a n d t h e y r e s o l v e d t h e c o n f l i c t b y a b a n - d o n i n g o r m o d i f y i n g t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . S t u d e n t s w e r e c l e a r l y e n c o u r a g e d t o u s e t h i s s t r a t e g y b y a t e x t t h a t w a s o r g a n i z e d a r o u n d a k n o w l e d g e o f s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s a n d a n u n d e r s t a n d i n g o f h o w t h o s e m i s c o n c e p t i o n s c o u l d i n t e r f e r e w i t h s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g o f t h e s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n o f p h o t o s y n - t h e s i s . B e c a u s e t e x t s d o n o t e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y , t h e y o f t e n h a v e i m i n t e n d e d e f f e c t s o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p - t i o n s a n d o n s t u d e n t l e a r n i n g . B y s t r u c t u r i n g c o n t e n t a r o u n d s c i e n t i f i c e x p l a n a - t i o n s ( p h o t o s y n t h e s i s ) w i t h o u t r e l a t i n g t h o s e e x p l a n a t i o n s t o s t u d e n t s ' n o t i o n s ( h o w r e a l - w o r l d p l a n t s g e t f o o d ) , t h e t r a d i t i o n a l t e x t s e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e i n e f f e c t i v e r e a d i n g s t r a t e g i e s . A s a r e s u l t , s t u d e n t s r e a d t r a d i t i o n a l t e x t s a n d 2 6 5 a n s w e r t h e q u e s t i o n s i n t h e m w i t h o u t m a k i n g _ a _ n y c h a n g e i n t h e i r c l e a r l y c o n f l i c t i n g , p e r s o n a l l y h e l d v i e w . I n a d d i t i o n , s t u d e n t s a r e u n a b l e t o a p p l y t e x t i d e a s t o e x p l a i n r e a l - w o r l d s i t u a t i o n s . T h e s t u d y s h o w s , h o w e v e r , t h a t s t u d e n t s a t a l l r e a d i n g l e v e l s a r e c a p a b l e o f u n d e r g o i n g c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g 3 t h e y h a v e a t e x t t h a t e n c o u r a g e s t h e m t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y f o r p r o c e s s i n g t h e t e x t . T h e p r o b l e m t h a t t h i s s t u d y w a s d e s i g n e d t o a d d r e s s w a s w h y s t u d e n t s h a v e d i f f i c u l t i e s i n l e a r n i n g f r o m s c i e n c e t e x t s . T h e d e t a i l e d u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s d e v e l o p e d f r o m t h i s s t u d y p r o v i d e s a p o w e r f u l e x p l a n a t i o n f o r s t u d e n t s ' r e a d i n g d i f f i c u l t i e s . E a r l i e r e x p l a n a t i o n s o f s t u d e n t s ' r e a d i n g d i f f i c u l t i e s t h a t f o c u s e d o n v o c a b u l a r y l o a d a n d s e n t e n c e l e n g t h l a c k e d t h e c r i t i c a l u n d e r s t a n d i n g o f t h e E i d fl t h a t t h i s s t u d y p r o v i d e s . T h u s , s t u d e n t s ' e x p e r i e n t i a l l y d e v e l o p e d u n d e r s t a n d i n g s o f p h e n o m e n a , o r m i s c o n c e p t i o n s , c a n m a k e r e a d i n g t e x t t h a t i s i n c o n f l i c t w i t h t h e s e p e r s o n a l l y h e l d u n d e r s t a n d i n g s a n e x t r e m e l y d i f f i c u l t t a s k . S c i e n c e t e x t s a r e u n l i k e l y t o h e l p s t u d e n t s c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s u n l e s s t h e y a r e d e s i g n e d t o h e l p s t u d e n t s s e e t h e c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r o w n c o n c e p t i o n s a n d s c i e n t i s t s ' c o n c e p t i o n s o f p h e n o m e n a a n d t o e n g a g e s t u d e n t s i n m a k i n g t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n t h e i r p e r s o n n a l y h e l d v i e w . I m p l i c a t i o n s f o r R e s e a r c h I n C h a p t e r T w o , t h i s s t u d y w a s p l a c e d i n a n i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y t h e o r e t i c a l f r a m e w o r k . T h e a r g u m e n t w a s m a d e t h a t t h i s s t u d y r e p r e s e n t s a n a t t e m p t t o u s e t h e o r i e s o f c o g n i t i v e p s y c h o l o g y a n d c o n c e p t u a l c h a n g e t o u n d e r s t a n d a n d a d d r e s s c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n a l p r o b l e m s . T h e r e f o r e , b e f o r e d i s c u s s i n g i m p l i c a t i o n s o f t h e f i n d i n g s o f t h i s s t u d y f o r ' p r a c t i c e ' ( i n t e x t b o o k d e v e l o p m e n t a n d i n c l a s s r o o m t e a c h i n g a n d l e a r n i n g ) , I w i l l e m p h a s i z e b o t h w h e r e 2 6 6 t h i s s t u d y f i t s i n t o t h i s i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y f r a m e w o r k a n d w h a t k i n d s o f r e s e a r c h p r o j e c t s w i l l c o n t i n u e t o b u i l d t h e k n o w l e d g e b a s e i n t h i s f i e l d . W i t h r e g a r d s t o w h e r e t h i s s t u d y f i t s i n t o t h e f i e l d o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y , t h e l i t e r a t u r e r e v i e w i n C h a p t e r T w o e s t a b l i s h e d t h a t t h i s i s o n e o f a h a n d f u l o f s t u d i e s t h a t h a v e g o n e b e y o n d i n v e s t i g a t i o n s o f i n i t i a l k n o w l e d g e s t a t e s o f t h e l e a r n e r t o e x p l o r e h o w t h e s e i n i t i a l s t a t e s a r e e f f e c t e d b y i n s t r u c t i o n a n d t o t e s t o u t i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g i e s t h a t w i l l m a x i m i z e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . T h e s u c c e s s o f t h e c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y e m b e d d e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t h i s s t u d y s u g g e s t s t h a t t h i s a p p r o a c h t o l o o k i n g a t p r o b l e m s o f c l a s s r o o m l e a r n i n g i s a p r o m i s i n g o n e w o r t h y o f f u r t h e r s t u d y . R e s e a r c h e r s a t t e m p t i n g t o a p p l y c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r i e s o f l e a r n i n g t o c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n , h o w e v e r , m u s t v i e w t h i s s t u d y w i t h i n t h e l a r g e r c o n t e x t o f t h e r e s e a r c h p r o g r a m d e s c r i b e d i n C h a p t e r T h r e e . I w o u l d l i k e t o b r i e f l y r e v i e w s e v e r a l f e a t u r e s o f t h i s r e s e a r c h p r o g r a m i n o r d e r t o p o i n t o u t f o u r f e a t u r e s t h a t w e r e c r i t i c a l i n t h e e v e n t u a l d e v e l o p m e n t o f t h e e x p e r i m e n t l t e x t a n d t h a t o u g h t t o b e c o n s i d e r e d i n f u t u r e i n s t r u c t i o n a l r e s e a r c h t h a t a t t e m p t s t o s t u d y c o n c e p - t u a l c h a n g e t e a c h i n g a n d l e a r n i n g . T h e r e s e a r c h a g e n d a f o r t h i s s t u d y e v o l v e d f r o m a p r o b l e m - o r i e n t e d s t u d y o f c l a s s r o o m t e a c h i n g a n d l e a r n i n g . T h e i n i t i a l r e s e a r c h d i d n o t f o c u s o n l y o n i m d e r s t a n d i n g t h e s t u d e n t s ' p r i o r k n o w l e d g e a b o u t f o o d f o r p l a n t s . R a t h e r , t h e r e s e a r c h s t u d i e d t h e l e a r n e r s ' t h i n k i n g b e f o r e , d u r i n g a n d a f t e r a n i n s t r u c t i o n a l u n i t , t h e t e a c h e r s ' t h i n k i n g a n d p l a n n i n g p r o c e s s e s , s t u d e n t a n d t e a c h e r b e h a v i o r s d u r i n g a n i n s t r u c t i o n a l u n i t , t h e i n f o r m a t i o n a v a i l a b l e t o t e a c h e r s a n d s t u d e n t s i n c u r r i c u l u m m a t e r i a l s , a n d s t u d e n t l e a r n i n g o u t c o m e s . T h i s d e t a i l e d i m d e r s t a n d i n g o f t h e c l a s s r o o m e c o l o g y d u r i n g t h e t e a c h i n g a n d l e a r n i n g o f o n e s p e c i f i c c o n c e p t i n t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m p r e c e d e d a n y a t t e m p t t o d e v e l o p a m o r e e f f e c t i v e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y . D e s p i t e t h i s d e t a i l e d a n a l y s i s o f c l a s s r o o m t e a c h i n g a n d 2 6 7 l e a r n i n g , t h e f i r s t a t t e m p t t o c h a n g e i n s t r u c t i o n m e t w i t h d i s a p p o i n t i n g r e s u l t s i n t e r m s o f s t u d e n t l e a r n i n g . H o w e v e r , c o n t i n u e d a n a l y s i s o f s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d o f w h a t w a s g o i n g o n i n s t u d e n t s ' m i n d s d u r i n g i n s t r u c t i o n p e r m i t t e d t h e i d e n t i f i c a t i o n o f t h e d e e p e r l e v e l m i s c o n c e p t i o n s d e s c r i b e d i n C h a p t e r T h r e e a n d h e l p e d u s d e v e l o p a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e r e a s o n s f o r i n s t r u c t i o n a l f a i l u r e ( S m i t h , 1 9 8 3 ) . I t w a s t h i s d e t a i l e d k n o w l e d g e o f l e a r n e r s , t e a c h e r s , c u r r i c u l u m m a t e r i a l s , a n d t h e i n t e r a c t i o n s a m o n g t h e m g a t h e r e d o v e r a 2 1 / 2 y e a r p e r i o d t h a t e v e n t u a l l y l e d t o t h e d e v e l o p m e n t o f t h e e x p e r i m e n t a l t e x t u s e d i n t h i s s t u d y w h i c h n o t o n l y m e t l e a r n e r s ' n e e d s b u t w a s a l s o a u s e f u l t o o l f o r t h e c l a s s r o o m t e a c h e r . F o u r p o i n t s a b o u t t h i s r e s e r a c h p r o g r a m h a v e i m p o r t a n t i m p l i c a t i o n s f o r f u t u r e i n s t r u c t i o n a l s t u d i e s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e a c h i n g a n d l e a r n i n g : 1 ) R e a c h i n g t h e p o i n t o f k n o w i n g w h a t t o d o d u r i n g i n s t r u c t i o n t o h e l p s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e w a s a l o n g p r o c e s s t h a t r e q u i r e d p a t i e n t a n a l y s i s a n d a w i l l i n g n e s s t o l e a r n f r o m f a u l t y f i r s t e f f o r t s . T h i s p a t i e n c e p a i d o f f i n t h e d e v e l o p m e n t o f a n u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' l e a r n i n g d i f f i c u l t i e s t h a t w a s d e e p e n o u g h t o i l l u m i n a t e w h a t w a s r e q u i r e d d u r i n g i n s t r u c t i o n t o h e l p s t u d e n t s u n d e r s t a n d t h e c o n c e p t s i n a m e a n i n g f u l w a y . 2 . T h e r e s e a r c h g r e w o u t o f p r o b l e m s o f r e a l c l a s s r o o m t e a c h e r s a n d s t u d e n t s , n o t o u t o f a d e s i r e t o a p p l y c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y t o c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n . C o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y a n d t h e P o s n e r m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n w e r e u s e f u l t o o l s i n a n a l y z i n g t h i s p a r t i c u l a r s e t o f l e a r n i n g p r o b l e m s a n d i n t h i n k i n g a b o u t i m p r o v i n g t h e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y . H o w e v e r , t h e t h e o r y d i d n o t 9 1 5 . 3 1 9 : t h e i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g y t h a t w a s d e v e l o p e d . T h u s , t h e e x p e r i m e n t a l t e x t g r e w m o s t d i r e c t l y o u t o f a d e e p u n d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s m a k i n g s e n s e o f c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . 2 6 8 T h e r e f o r e , t h e t h e o r y t o p r a c t i c e i s s u e s h o u l d n o t b e o v e r s i m p l i f i e d i n f u t u r e i n s t r u c t i o n a l r e s e a r c h . C l a s s r o o m s t u d i e s c a n b o t h b e g u i d e d b y c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y a n d h e l p i n f l u e n c e c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y . I t w i l l n o t e n r i c h t h e f i e l d o f i n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y f o r r e s e a r c h e r s t o s e t o u t t o t e s t t h e P o s n e r m o d e l ( o r o t h e r m o d e l s ) t o s e e i f c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y ' w o r k s " . R a t h e r , t h e e m p h a s i s i n g e n e r a t i n g i n s t r u c t i o n a l r e s e a r c h q u e s t i o n s s h o u l d b e o n i d e n t i f y i n g c l a s s r o o m p r o b l e m s o f t e a c h i n g a n d l e a r n i n g . T h u s , t h e r e s e a r c h q u e s t i o n s h o u l d b e , " W h a t t h e o r y o r m o d e l m i g h t b e h e l p f u l i n u n d e r s t a n d i n g / a d d r e s s i n g t h i s p a r t i c u l a r i n s t r u c t i o n a l p r o b l e m ? , " i n s t e a d o f , ' H o w c a n I a p p l y t h e P o s n e r m o d e l o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n i n t e a c h i n g a b o u t x ? " B y a s k i n g q u e s t i o n s l i k e t h e f o r m e r , w e a r e m o r e l i k e l y b o t h t o i d e n t i f y l i m i t a t i o n s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y ( p r o b l e m s t h a t t h e t h e o r y d o e s n o t h e l p s o l v e ) a n d t o t r a n s f o r m a n d e x p a n d o u r n o t i o n s o f c o n c e p t u a l c h a n g e t h e o r y i n o r d e r t o d e v e l o p a u s e f u l t h e o r y o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e a c h i n g a n d l e a r n i n g . I n t h i s w a y , a u s e f u l t h e o r y o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e a c h i n g c a n b e d e v e l o p e d . I t m a y e n d u p l o o k i n g q u i t e d i f f e r e n t f r o m e x i s t i n g t h e o r i e s o f c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g o r f r o m e x i s t i n g m o d e l s o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n s t r u c t i o n . 3 . T h e r e s e a r c h p r o g r a m f r o m w h i c h t h i s s t u d y e v o l v e d l o o k e d a t p r o b l e m s o f l e a r n i n g a t t h e l e v e l o f a s p e c i f i c t o p i c . W h i l e s o m e o f t h e g e n e r a l s t r a t e g i e s u s e d i n w r i t i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a b o u t p h o t o s y n t h e s i s w o u l d n o d o u b t b e h e l p f u l i n w r i t i n g a s i m i l a r t e x t a b o u t g r a v i t y o r a b o u t t h e p a r t i c u l a t e n a t u r e o f m a t t e r , a d e e p i m d e r s t a n d i n g o f s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s a b o u t t h e p a r t i c u l a r t o p i c i s a l s o c r u c i a l . W i t h o u t t h i s s p e c i f i c k n o w l e d g e , i t d o e s n o t m a t t e r h o w m u c h y o u k n o w a b o u t t h e c o n t e n t t o b e t a u g h t , a b o u t t h e t e a c h e r , o r a b o u t t h e i n s t r u c t i o n a l m a t e r i a l s . M u c h r e s e a r c h h a s b e e n d o n e o n i d e n t i f y i n g s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a t t h e t a p i c l e v e l . T h i s r e s e a r c h s h o u l d b e c o n t i n u e d , a n d m o r e e f f o r t s s h o u l d b e m a d e 2 6 9 t o u s e e x i s t i n g t o p i c s p e c i f i c r e s e a r c h a s a s t a r t i n g p o i n t f o r t m d e r s t a n d i n g c l a s s r o o m p r o b l e m s o f t e a c h i n g a n d l e a r n i n g a n d f o r d e v e l o p i n g m o r e s t u d e n t - s e n s i t i v e i n s t r u c t i o n a l a p p r o a c h e s . 4 . T h i s r e s e a r c h p r o g r a m a n d t h i s d i s s e r t a t i o n s t u d y , i n p a r t i c u l a r , h a v e 2 2 ; b e e n i n v o l v e d w i t h s c h o o l a n d c u r r i c u l u m l e v e l i s s u e s . T h e s e s t u d i e s h a v e n o t b e e n c o n c e r n e d w i t h q u e s t i o n s a b o u t w h a t k i n d o f s c i e n c e s h o u l d b e t a u g h t t o w h o m . F o r e x a m p l e , w e h a v e n o t t a k e n a p o s i t i o n o n w h e t h e r n o n - s c i e n c e - o r i e n t e d s t u d e n t s s h o u l d t a k e t h e s a m e k i n d s o f s c i e n c e c l a s s e s a s t h o s e s t u d e n t s w h o s h o w p r o m i s e a s f u t u r e s c i e n t i s t s . N o r h a v e w e p r o p o s e d a n e n t i r e " c o n c e p t u a l c h a n g e c u r r i c u l u m . ” T h e r e s e a r c h b a s e s u g g e s t s t h a t b o t h s u c h r e c o m m e n d a t i o n s w o u l d b e p r e m a t u r e . T h e r e s e a r c h i n t h i s f i e l d n e e d s t o f i r s t i d e n t i f y w a y s t h a t i n s t r u c t i o n c a n h e l p m o r e s t u d e n t s u n d e r s t a n d s c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g a b o u t p a r t i c u l a r c o n c e p t s o r t o p i c s t h a t a r e c o n s i d e r e d c e n t r a l w i t h i n t h e d i s c i p l i n e a n d t h a t a r e c u r r e n t l y a c c e p t e d a s i m p o r t a n t i n t h e s c h o o l s c i e n c e c u r r i c u l u m . A s l o n g a s w e a r e i n e f f e c t i v e i n h e l p i n g s t u d e n t s g o b e y o n d m e m o r i z i n g t o d e v e l o p i n g c o n c e p - t u a l c h a n g e u n d e r s t a n d i n g s , d e b a t e s a b o u t w h i c h c o n t e n t t h e y s h o u l d m e m o r i z e a n d f a i l t o u n d e r s t a n d s e e m f r u i t l e s s . A l t h o u g h t h i s s t u d y h a s i d e n t i f i e d o n e w a y t o h e l p m a n y s t u d e n t s m a k e s e n s e o f o n e c e n t r a l c o n c e p t i n b i o l o g y , i t i s p r e m a t u r e t o g e n e r a l i z e a b o u t w h a t a n e n t i r e " c o n c e p t u a l c h a n g e c u r r i c u l u m " s h o u l d l o o k l i k e . A s I s u g g e s t i n t h e n e x t s e c t i o n , w h e n t a l k i n g a b o u t a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t b o o k d e v e l o p m e n t p o l i c y , I w o u l d n o t a d v o c a t e a n e n t i r e c u r r i c u l u m t h a t l o o k s j u s t l i k e t h e p h o t o s y n t h e s i s u n i t i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t h i s s t u d y . I n a d d r e s s i n g d i f f e r e n t k i n d s o f c l a s s r o o m l e a r n i n g p r o b l e m s , a v a r i e t y o f a p p r o a c h e s w i l l i m d o u b t e d l y b e n e e d e d . T h u s f a r , I h a v e d i s c u s s e d i m p l i c a t i o n s f o r i n s t r u c t i o n a l r e s e a r c h i n s c i e n c e e d u c a t i o n . T h i s s t u d y a l s o h a s i m p o r t a n t i m p l i c a t i o n s f o r r e s e a r c h i n t h e f i e l d o f 2 7 0 r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . W h i l e t h e r e i s a g r e a t d e a l o f b a s i c r e s e a r c h a b o u t r e a d i n g p r o c e s s e s t h a t y e t n e e d s t o b e d o n e , t h e s t u d y s u g g e s t s t h a t i t i s a l s o i m p o r t a n t t o b e g i n t o e x p l o r e s o m e o f t h e s e p r o c e s s e s w i t h i n a n i n s t r u c t i o n a l l y r e l e v a n t c o n t e x t a n d t o l o o k m o r e c l o s e l y a t ' s c h o o l r e a d i n g . ‘ T h i s s t u d y d e p a r t s f r o m t h e n o r m i n r e a d i n g r e s e a r c h , b e c a u s e i t i n v e s t i g a t e s c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m t e x t r a t h e r t h a n c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . T h e d i s t i n c t i o n i s a n i m p o r t a n t o n e t h a t e n a b l e s u s t o b e t t e r u n d e r s t a n d " s c h o o l r e a d i n g " a n d h o w s t u d e n t s _ l e _ a r p _ f r o m t e x t . A p l e t h o r a o f s t u d i e s h a v e i n v e s t i g a t e d r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . S u c h s t u d i e s u s u a l l y f o c u s o n s t u d e n t r e a d i n g a t t h e p a r a g r a p h l e v e l w i t h a s s e s s m e n t s o f l e a r n i n g t h a t m e a s u r e h o w m u c h r e a d e r s r e m e m b e r a n d h o w w e l l t h e y c a n a n s w e r t e x t e x p l i c i t q u e s t i o n s . S t u d e n t s a r e s a i d t o h a v e c o m p r e h e n d e d a p a r a g r a p h a b o u t p h o t o s y n t h e s i s , f o r e x a m p l e , i f t h e y c a n t e l l y o u t h a t t h e t e x t s a i d t h a t p l a n t s c a n m a k e t h e i r o w n f o o d . R a r e l y d o e s t h e a s s e s s m e n t o f l e a r n i n g g e t p u r s u e d b e y o n d w h a t t h e r e a d e r c a n s t a t e i n t h e f e w m o m e n t s a f t e r r e a d i n g a p a r a g r a p h . A n o t h e r r a r e l y e x p l o r e d i s s u e i s h o w w h a t t h e r e a d e r r e m e m b e r s o r ' c o m p r e h e n d s " i s r e l a t e d t o h i s / h e r p r i o r k n o w l e d g e a b o u t t h a t s p e c i f i c c o n t e n t . T h i s s t u d y , i n c o n t r a s t t o m o s t o f t h e r e a d i n g r e s e a r c h , h a s l o o k e d a t t h e r e a d i n g o f s u s t a i n e d t e x t o v e r t i m e , a n d i t h a s i n v e s t i g a t e d h o w r e a d e r s ' u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t s b e i n g d i s c u s s e d i n t h e t e x t c h a n g e a s t h e i r p r i o r k n o w l e d g e i n t e r a c t s w i t h t e x t c o n t e n t . S u c h m e a n i n g f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g c a n n o t b e p r o f i t a b l y e x p l o r e d a f t e r t h e r e a d i n g o f o n e o r t w o p a r a g r a p h s o f i s o l a t e d t e x t . I f a s t u d e n t s ' c o n c e p t c a n c h a n g e a f t e r r e a d i n g o n e p a r a g r a p h , f o r e x a m p l e , t h e n w e a r e n o t t a l k i n g a b o u t a c o n c e p t t h a t i s i n s t r u c t i o n a l l y p r o b l e m a t i c . T h u s , t h i s s t u d y h a s e x p l o r e d s t u d e n t s ' r e a d i n g a b o u t a c o n c e p t t h a t h a s b e e n s h o w n t o b e a d i f f i c u l t o n e f o r s t u d e n t s t o u n d e r s t a n d . I t a d d r e s s e s a r e a l 2 7 1 c l a s s r o o m r e a d i n g p r o b l e m . I t l o o k s a t t h e p r o b l e m o v e r e n o u g h t i m e t o g a i n a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o m p l e x i n t e r a c t i o n s b e t w e e n a r e a d e r ' s p r i o r k n o w l e d g e a n d c o n f l i c t i n g s c i e n t i f i c k n o w l e d g e p r e s e n t e d i n t e x t . M o r e o f t h e r e s e a r c h i n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n n e e d s t o f o c u s o n u n d e r s t a n d i n g t h i s k i n d o f s c h o o l r e a d i n g a n d c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g a b o u t s p e c i f i c c o n c e p t s i n d i f f e r e n t s u b j e c t m a t t e r a r e a s . I m p l i c a t i o n s f o r T e x t b o o k D e v e l o p m e n t : C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t b o o k s T h e s t u d y h a s s h o w n t h a t t e x t b o o k s t h a t a r e s e n s i t i v e t o s t u d e n t s ' m i s c o n - c e p t i o n s c a n p l a y a r o l e i n h e l p i n g s t u d e n t s u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y a n d i n h e l p i n g t h e m d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f s c i e n c e c o n c e p t s . E x i s t i n g c o m m e r c i a l t e x t b o o k s , h o w e v e r , p r e s e n t r e a s o n a b l e e x p l a n a - t i o n s o f c o n c e p t s f r o m e x p e r t s c i e n t i s t s ' p e r s p e c t i v e s b u t i g n o r e t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e s e e x p l a n a t i o n s a n d s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . A s a r e s u l t , t h e s e t e x t b o o k s a r e m o r e o f t e n o b s t a c l e s t o m e a n i n g f u l s t u d e n t l e a r n i n g t h a n a i d s . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t a n e w c o n c e p t u a l i z a t i o n o f t h e p u r p o s e s a n d f e a t u r e s o f s c i e n c e t e x t b o o k s i s n e e d e d . A n e w m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t b a s e d o n c a r e f u l r e s e a r c h a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a n d a b o u t s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s s h o u l d b e c o n s i d e r e d . I n t h i s m o d e l o f t e x t d e v e l o p m e n t , t e x t b o o k s w o u l d n o t b e w r i t t e n j u s t t o p r e s e n t s c i e n t i s t s ' e x p l a n a t i o n s . I n s t e a d , t h e f u n c t i o n o f t h e t e x t w o u l d b e t o h e l p s t u d e n t s v i e w r e a d i n g a n d l e a r n i n g f r o m t e x t a s a p r o c e s s o f c o n c e p t u a l c h a n g e . T h e t e x t s w o u l d b e d e s i g n e d t o c h a l l e n g e s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d t o p r e s e n t s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s b a s e d o n w h a t w o u l d s e e m m o s t i n t e l l i g i b l e a n d b e l i e v a b l e f r o m s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . U s i n g r e s e a r c h k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' c o m m o n m i s c o n c e p t i o n s a b o u t e a c h s c i e n c e t o p i c o r p h e n o m e n a a d d r e s s e d i n t h e 2 7 2 t e x t , t e x t a u t h o r s w o u l d g u i d e s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y i n i n t e r a c t i n g w i t h t e x t c o n t e n t . D e v e l o p m e n t o f t e x t s i n t h i s m o d e l w o u l d r e q u i r e s i g n i f i c a n t r e s e a r c h e f f o r t s . R e s e a r c h w o u l d f i r s t b e n e e d e d t o i d e n t i f y s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . F o r t u n a t e l y , m u c h r e s e a r c h o n s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a l r e a d y e x i s t s , s o t h a t t h i s r e s e a r c h e f f o r t w o u l d n o t h a v e t o s t a r t f r o m g r o i m d z e r o . R e s e a r c h i s a l s o n e e d e d , h o w e v e r , o n u n d e r s t a n d i n g h o w s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a r e e f f e c t e d b y t r a d i t i o n a l i n s t r u c t i o n . I n a d d i t i o n , c a r e f u l f i e l d t e s t i n g o f “ c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s , ” i n c l u d i n g s t u d i e s o f h o w t h e t e x t e f f e c t e d s t u d e n t s ' t h i n k i n g , w o u l d b e n e c e s s a r y i n t h i s m o d e l . S i m p l y k n o w i n g t h e m i s c o n c e p t i o n s d o e s n o t a u t o m a t i - c a l l y s u g g e s t w h i c h s t r a t e g y o r e x p l a n a t i o n i s g o i n g t o h e l p s t u d e n t s c h a n g e t h e i r m i s c o n c e p t i o n s . I n t h i s r e g a r d , t e x t s w i l l h a v e t o p r o v i d e e x p l a n a t i o n s t h a t a r e c o n v i n c i n g t o s t u d e n t s , a n d r e s e a r c h w i l l b e n e e d e d t o d e t e r m i n e w h i c h e x p l a n a - t i o n s a p p e a r s t o b e m o s t c o n v i n c i n g t o s t u d e n t s . T h u s , i n t h i s m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t , t h e s t u d e n t r e a d e r i s v i e w e d a s a s e n s e - m a k e r w h o w i l l n o t c h a n g e p e r s o n a l , r e a l - w o r l d t h i n k i n g a b o u t t h e p h e n o m e n a b a s e d o n l y o n t h e a u t h o r i t y o f t h e t e x t . R a t h e r , t h e t e x t m u s t m a k e s e n s e t o t h e s t u d e n t . B e c a u s e o f t h e r e s e a r c h r e q u i r e d , t h i s m o d e l o f t e x t d e v e l o p m e n t w i l l c l e a r l y b e m o r e t i m e c o n s u m i n g a n d e x p e n s i v e t h a n t r a d i t i o n a l a p p r o a c h e s . H o w e v e r , t h e p o t e n t i a l p a y o f f s a r e a l s o g r e a t e r . I n t h e n e x t s e c t i o n s , I d i s c u s s t h e p o t e n t i a l v a l u e o f s u c h a m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t f o r s t u d e n t s a n d f o r t e a c h e r s . P o t e n t i a l V a l u e o f C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t s f o r S t u d e n t s W h a t i f s u c h a m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t w e r e a d o p t e d , a n d e l e m e n - t a r y a n d m i d d l e s c h o o l s t u d e n t s h a d c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s , l i k e t h e o n e t e s t e d i n t h i s s t u d y , a v a i l a b l e t o t h e m a s a r e g u l a r p a r t o f t h e i r s c i e n c e i n s t r u c t i o n ? T h e 2 7 3 s t u d y s u g g e s t s t h a t s u c h t e x t s , a t t h e l e a s t , c a n b e e f f e c t i v e i n g e t t i n g s t u d e n t s t o a c t i v e l y e n g a g e t e x t c o n t e n t a b o u t a t o p i c a n d i n i n d u c i n g s t u d e n t s t o u s e m o r e s o p h i s t i c a t e d , e f f e c t i v e r e a d i n g s t r a t e g i e s i n r e a d i n g a n d t h i n k i n g a b o u t t h a t o n e t o p i c . U s i n g s u c h c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s , s t u d e n t s c a n c o m e t o s e e t h e c o n t r a s t s b e t w e e n t h e i r n a i v e w a y s o f t h i n k i n g a b o u t p h e n o m e n a a n d s c i e n t i f i c w a y s o f t h i n k i n g . E v e n n o n - s c i e n c e - o r i e n t e d , b e l o w g r a d e l e v e l r e a d e r s c a n u s e t e x t t o c h a n g e t h e i r e x p e r i e n t i a l l y - b a s e d v i e w s a n d t o i n t e g r a t e i n t o t h e i r p e r s o n a l w o r l d v i e w a s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n o f h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d . T h u s , o n e p o t e n t i a l v a l u e o f t h i s m o d e l o f t e x t d e v e l o p m e n t i s t h a t u n d e r s t a n d i n g s c i e n c e d o e s n o t h a v e t o b e l i m i t e d t o t h o s e b r i g h t s t u d e n t s w h o s e e m n a t u r a l l y i n c l i n e d t o w a r d s c i e n c e . S c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g a n d s e n s e - m a k i n g d o n o t h a v e t o r e m a i n a m y s t e r y t o t h e m a j o r i t y o f s t u d e n t s - - f a c t s t o b e m e m o r i z e d a n d q u i c k l y f o r g o t t e n . T h i s s t u d y s u g g e s t s t h a t a n e w t e x t b o o k d e v e l o p m e n t p o l i c y c o u l d m a k e i t p o s s i b l e f o r m o r e s t u d e n t s t o h a v e a c c e s s t o s c i e n t i f i c k n o w l e d g e p r e s e n t e d i n t e x t s . T h e s t u d y d o e s n o t s u g g e s t t h a t t h e s t u d e n t ' s u s e o f a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y w h i l e r e a d i n g a b o u t p h o t o s y n t h e s i s w i l l n e c e s s a r i l y b e t r a n s f e r r e d t o s t u d e n t s ' r e a d i n g a b o u t o t h e r t o p i c s i n t r a d i t i o n a l t e x t s . H o w e v e r , w i t h r e p e a t e d o p p o r t u n i t i e s t o r e a d c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s r e s u l t i n g i n n u m e r o u s e x p e r i e n c e s w i t h s u c c e s s f u l c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g f r o m t e x t s , s t u d e n t s m i g h t s t a r t t o d e v e l o p a f e e l i n g f o r w h a t i t t a k e s t o r e a l l y u n d e r s t a n d a n d m a k e s e n s e o f s c i e n t i f i c c o n c e p t s . T h u s , a n o t h e r p o t e n t i a l v a l u e o f u s i n g s u c h t e x t s o v e r a p e r i o d o f t i m e w o u l d b e t o h e l p s t u d e n t s u n d e r s t a n d w h a t k i n d o f l e a r n i n g i s p o s s i b l e f r o m r e a d i n g t e x t a n d t o h e l p s t u d e n t s c h a n g e t h e i r r e a d i n g w . S t u d e n t s i n t h e s t u d y w h o u s e d t h e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s w e r e g u i d e d o n l y b y i n a p p r o p r i a t e g o a l s s u c h a s f i n i s h i n g t h e s c h o o l t a s k , m e m o r i z i n g f a c t s , o r c o n f i r m i n g w h a t t h e y a l r e a d y 2 7 4 k n e w . H e l p i n g s t u d e n t s c o m e t o v i e w r e a d i n g a s a p r o c e s s o f i n t e r a c t i n g w i t h t h e t e x t t o c h a n g e p e r s o n a l i d e a s w o u l d r e p r e s e n t a b i g s t e p i n h e l p i n g s t u d e n t s b e c o m e i n d e p e n d e n t l e a r n e r s f r o m t e x t . O n c e s t u d e n t s d e v e l o p s u c h a r e a d i n g g o a l , i t w o u l d l i k e l y b e c o m e e a s i e r f o r t h e m t o b e g i n t o g r a d u a l l y i n t e r n a l i z e t h e c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y w h i c h t h e y c o u l d e v e n t u a l l y a p p l y t o o t h e r t y p e s o f t e x t s a n d r e a d i n g m a t e r i a l s . T h e p o t e n t i a l v a l u e s t o l e a r n e r s o f u s i n g c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s a s a r e g u l a r p a r t o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n m u s t b e t e m p e r e d w i t h a n u n d e r s t a n d i n g o f t h e p o t e n t i a l d e t r i m e n t a l e f f e c t s s u c h t e x t s m i g h t h a v e f o r s t u d e n t s . F o r e x a m p l e , w h i l e t h e t e x t u s e d i n t h i s s t u d y c e r t a i n l y e n c o u r a g e d s t u d e n t s t o d o m u c h m o r e c r i t i c a l t h i n k i n g a n d s e n s e - m a k i n g t h a n t r a d i t i o n a l t e x t s , t h e t e x t w a s s t i l l l e a d i n g s t u d e n t s t o o n e , a c c e p t e d s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . I f s t u d e n t s a r e r e p e a t e d l y l e d t o o n e s c i e n t i f i c " a n s w e r " t o t h e i r c o n c e p t u a l c o n f l i c t s , s t u d e n t s m a y d e v e l o p t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t s c i e n c e a l w a y s h a s “ t h e " a n s w e r t o t h e i r q u a n d r i e s . T h e y m a y _ f _ a _ i l _ t o d e v e l o p s o m e o f t h e c r e a t i v e , d i v e r g e n t t h i n k i n g s k i l l s t h a t a r e e x t r e m e l y v a l u e d i n t h e s c i e n t i f i c c o m m u n i t y . L i k e s t u d e n t s r e a d i n g t r a d i t i o n a l t e x t s , t h e y m a y l e a r n t o a c c e p t t h e t e x t b o o k v i e w o f t h e w o r l d w i t h o u t q u e s t i o n . T o a d d r e s s t h i s p o t e n t i a l p r o b l e m , c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t b o o k s c o u l d b e w r i t t e n t o i n c l u d e c h a p t e r s t h a t s p e c i f i c a l l y a d d r e s s t h e m i s c o n c e p t i o n t h a t s c i e n c e a l w a y s h a s o n e c o r r e c t a n s w e r f o r e v e r y p r o b l e m . S o m e c h a p t e r s m i g h t p u r p o s e l y e n g a g e s t u d e n t s i n a c o n c e p t u a l c o n f l i c t a n d s h o w h o w s c i e n t i s t s d i f f e r i n h o w t h e y r e s o l v e t h e c o n f l i c t o r s h o w t h a t t h e r e i s n ' t a v e r y s a t i s f a c t o r y t h e o r y t o r e s o l v e t h e c o n f l i c t . A n a p p r e c i a t i o n o f h o w s c i e n t i f i c t h o u g h t a b o u t s o m e i d e a s h a s c h a n g e d o v e r t i m e w o u l d a l s o h e l p s t u d e n t s d e v e l o p a m o r e a p p r o p r i a t e v i e w o f s c i e n c e . A n o t h e r p o t e n t i a l p r o b l e m o f r e g u l a r u s e o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s i s t h a t s t u d e n t s m a y l e a r n e f f e c t i v e l y f r o m t h e c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s , b u t t h e y w i l l 2 7 5 n o t h a v e t h e o p p o r t u n i t y t o l e a r n h o w t o r e a d f r o m a l l k i n d s o f t r a d i t i o n a l , e x p o s i t o r y m a t e r i a l . W o u l d w e b e p a m p e r i n g s t u d e n t s ‘ t o o m u c h b y g i v i n g t h e m t e x t s t h a t a r e e a s i e r f o r t h e m t o c o m p r e h e n d ? I s t h i s a n o t h e r w a y o f " d u m b i n g d o w n " t e x t b o o k s , a n o t i o n t h a t i s c u r r e n t l y d i s p a r a g e d i n t h e p o p u l a r p r e s s ? M y b e l i e f i s t h a t s t u d e n t s c u r r e n t l y a r e r a r e l y e x p e r i e n c i n g w h a t i t f e e l s l i k e t o r e a l l y m a k e s e n s e o f a s c i e n c e c o n c e p t - - t h a t ” A h a I g e t i t " R e s e a r c h h a s d e m o n s t r a t e d t h a t s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s p e r s i s t d e s p i t e i n s t r u c t i o n a n d t h a t t h i s k i n d o f l e a r n i n g i s v e r y d i f f i c u l t f o r s t u d e n t s t o a c h i e v e . I b e l i e v e a n y t h i n g t h a t c a n h e l p s t u d e n t s g e t t o t h a t p o i n t o f c o n c e p t u a l c o n f l i c t a n d c o n c e p t u a l c h a n g e i s n o t " p a m p e r i n g " . U n t i l t h e y k n o w w h a t k i n d o f u n d e r s t a n d i n g t h e y a r e a i m i n g f o r , s t u d e n t s ' r e p e a t e d e x p e r i e n c e s r e a d i n g t r a d i t i o n a l t e x t w i l l n o t i m p r o v e t h e i r a b i l i t y t o r e a l l y m a k e s e n s e o f t h e c o n t e n t . S t u d e n t s w i l l c o n t i n u e t o “ g e t b y ” u s i n g t h e i r i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s . A s a r e s u l t , t e x t b o o k r e a d i n g f o r t h e m w i l l b e l a r g e l y a w a s t e o f t i m e . A n o t h e r p o t e n t i a l p r o b l e m h a s t o d o w i t h s t u d e n t m o t i v a t i o n . T h e s t u d e n t s r e a d i n g t h e e x p e r i m e n t a l t e x t i n t h i s s t u d y c l e a r l y e n j o y e d r e a d i n g t h e t e x t . P a r t o f t h a t e n j o y m e n t c a m e , I t h i n k , f r o m t h e s a t i s f a c t i o n o f u n d e r s t a n d i n g c o n t e n t i n a w a y t h e y h a d r a r e l y e x p e r i e n c e d b e f o r e . P a r t o f t h a t e n j o y m e n t , h o w e v e r , m i g h t a l s o h a v e c o m e f r o m t h e u n i q u e n e s s o f t h e t e x t . T h e s t u d e n t s p e r c e i v e d i t a s d i f f e r e n t f r o m c l a s s r o o m t e x t b o o k s . W i t h r e p e a t e d e x p o s u r e t o t h i s t y p e o f t e x t , h o w e v e r , s t u d e n t s m a y b e c o m e b o r e d w i t h t h e p r e d i c t a b l e f o r m a t a n d t i r e d o f q u e s t i o n s t h a t r e q u i r e m o r e f r o m t h e m t h a n t h e e a s y m u l t i p l e c h o i c e a n d f i l l - i n - t h e - b l a n k s q u e s t i o n s i n ” r e g u l a r " s c i e n c e t e x t s . I n s u m , t h e d e v e l o p m e n t o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t b o o k s c a n h a v e i m p o r t a n t p a y o f f s i n t e r m s o f d i r e c t e f f e c t s o n s t u d e n t s ' l e a r n i n g o f c o n t e n t a n d a l s o o n s t u d e n t s ' l e a r n i n g o f a n e f f e c t i v e c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y . I n c r e a t i n g s u c h c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s , d e v e l o p e r s m u s t b e s e n s i t i v e t o t h e o v e r a l l e f f e c t s 2 7 6 o f a c o n c e p t u a l c h a n g e c u r r i c u l u m o n s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g o f t h e n a t u r e o f s c i e n c e a s w e l l a s t o t h e e f f e c t s o f i n d i v i d u a l c h a p t e r s o n s t u d e n t s ' l e a r n i n g o f s p e c i f i c c o n c e p t s . P o t e n t i a l V a l u e o f C o n c e p t u a l C h a n g e T e x t s f o r T e a c h e r s T h e s t u d y s h o u l d n o t b e i n t e r p r e t e d a s s a y i n g t h a t s t u d e n t s 9 3 y n e e d g o o d t e x t s i n o r d e r t o b e c o m e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n e r s . W h i l e s t u d e n t s h o l d i n g m i s c o n c e p t i o n s n e e d t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y t o l e a r n e f f e c t i v e l y f r o m t e x t s , t h e t e x t b o o k a l o n e c a n n o t g u a r a n t e e t h a t s t u d e n t s w i l l d o t h a t . T e a c h e r s n e e d t o b e a b l e t o e n c o u r a g e a n d g u i d e s t u d e n t s t o a d o p t t h i s c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y . I n t h e p i l o t s t u d y d e s c r i b e d i n C h a p t e r T h r e e , t h e e x p e r i m e n t a l c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p l a y e d a c r i t i c a l r o l e i n h e l p i n g t h e t e a c h e r i m p r o v e h e r a b i l i t y t o g u i d e s t u d e n t t h i n k i n g . T h e e f f e c t s o f t h e t e x t o n t h a t t e a c h e r ' s t h i n k i n g a n d b e h a v i o r ( R o t h , 1 9 8 4 ) s u g g e s t s e v e r a l w a y s t h a t c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t b o o k s c a n b e v a l u a b l e i n h e l p i n g e l e m e n t a r y a n d m i d d l e s c h o o l t e a c h e r s i m p r o v e t h e i r t e a c h i n g e f f e c t i v e n e s s . F i r s t J s u c h t e x t s c a n h e l p t e a c h e r s i m p r o v e t h e i r o w n u n d e r s t a n d i n L o f e p e c i f i c s c i e n c e c o n t e n t . T e a c h e r s o f t e n h o l d m a n y o f t h e s a m e m i s c o n c e p t i o n s t h a t t h e i r s t u d e n t s h o l d . I n o r d e r t o h e l p c h a n g e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s , t e a c h e r s m u s t t h e m s e l v e s h a v e a c c u r a t e k n o w l e d g e o f t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t s a n d t h e o r i e s . T e x t e x p l a n a t i o n s t h a t r e l a t e s c i e n t i f i c c o n c e p t s t o c o m m o n m i s c o n c e p - t i o n s t h e t e a c h e r s m a y h o l d c a n h e l p t e a c h e r s d e v e l o p t h e k n o w l e d g e o f c o n t e n t t h e y n e e d t o t e a c h e f f e c t i v e l y . C o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s c a n a l s o h e l p t e a c h e r s d e v e l o p m o r e s o p h i s t i c a t e d u n d e r s t a n d i n g s o f t h e n a t u r e o f s c i e n c e . T h e c o n t e n t a n d v o c a b u l a r y d e n s i t y o f t r a d i t i o n a l t e x t s m a y b e r e i n f o r c i n g t e a c h e r s ' v i e w s o f s c i e n c e a s a b o d y o f f a c t s 2 7 7 t o b e m e m o r i z e d . F e e l i n g p r e s s e d t o c o v e r t h e t e x t , t e a c h e r s c a n e a s i l y f a l l i n t o a p a t t e r n o f v i e w i n g s c i e n c e l e a r n i n g a s a p r o c e s s o f h e a r i n g o r r e a d i n g a b o u t s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s a n d t h e n r e m e m b e r i n g t h e f a c t s f o r a t e s t . A c t i v i t y - b a s e d c u r r i c u l a , o n t h e o t h e r h a n d , m a y r e i n f o r c e a d i f f e r e n t b u t e q u a l l y n a i v e v i e w o f s c i e n c e . I n t h i s v i e w s c i e n c e i s t h e p r o c e s s o f m a k i n g o b s e r v a t i o n s o f p h e n o m e n a t h a t w i l l m a k e ” t h e " a n s w e r p e r f e c t l y o b v i o u s t o e v e r y o n e . T h e t e a c h e r i n t h e p i l o t s t u d y , f o r e x a m p l e , e x p e c t e d s t u d e n t s t o “ d i s c o v e r ” p h o t o s y n t h e s i s a f t e r t h r e e e x p e r i m e n t s w i t h p l a n t s . C o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s m i g h t h e l p t e a c h e r s v i e w s c i e n c e m o r e a s a s e n s e - m a k i n g u n d e r t a k i n g . I n t h i s v i e w , l e a r n i n g s c i e n c e m e a n s f o c u s i n g o n d e v e l o p i n g m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f c e n t r a l c o n c e p t s r a t h e r t h a n j u s t m e m o r i z i n g f a c t s o r d o i n g e x p e r i m e n t s . C o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s c a n h e l p t e a c h e r s d e v e l o p b e t t e r u n d e r s t a n d ' fl s o f t h e i r s t u d e n t s ' l e a r n i n g . B y p o s i n g q u e s t i o n s t h a t g e t s t u d e n t s t a l k i n g ( o r w r i t i n g ) a b o u t t h e i r m i s c o n c e p t i o n s a n d b y a l e r t i n g t e a c h e r s a b o u t h o w s t u d e n t a n s w e r s c a n r e v e a l t h e i r m i s c o n c e p t i o n s , a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t c a n g e t t e a c h e r s l i s t e n i n g t o s t u d e n t s a n d l o o k i n g a t s t u d e n t s ' w r i t t e n w o r k i n m o r e u s e f u l w a y s . C o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s c a n e n c o u r a g e t e a c h e r s t o l o o k a n d l i s t e n f o r t h e p e r s i s t e n c e o f m i s c o n c e p t i o n s . T h e y c a n h e l p t e a c h e r s b e c o m e d i s s a t i s f i e d w i t h s t u d e n t a n s w e r s t h a t d o n o t r e f l e c t a r e a l i m d e r s t a n d i n g o f t h e c o n t e n t . T r a d i t i o n a l t e x t s a n d t e a c h e r s ' g u i d e s t e l l t e a c h e r s w h a t “ c o r r e c t “ a n s w e r s s t u d e n t s s h o u l d b e g i v i n g , b u t t h e y d o n o t h e l p t e a c h e r s k n o w w h a t t o d o w i t h i n c o r r e c t a n s w e r s . A s a r e s u l t , “ i n c o r r e c t “ a n s w e r s a r e u s u a l l y i g n o r e d w h e n o f t e n t h e y c a n p r o v i d e c r i t i c a l i n f o r m a t i o n a b o u t w h y s t u d e n t s a r e g o i n g w r o n g . B y i n f l u e n c i n g t h e w a y s t e a c h e r s l i s t e n t o s t u d e n t s ' a n s w e r s a n d e x p l a n a t i o n s , a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t c a n h e l p c h a n g e t e a c h e r s ' v i e w s o f w h a t c o n s t i t u t e s s a t i s f a c t o r y l e a r n i n g i n s c i e n c e . 2 7 8 A c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t c a n r e d u c e t h e ( p g n i t i v e l o a d p l a c e d o n a t e a c h e r a n d t h u s m a k e c o n c e p t u a l c h u g e l e m n n g a r e a l i s t i c g o a l . T o t e a c h f o r c o n c e p t u a l c h a n g e , t e a c h e r s n e e d t o k n o w m o r e t h a n t h e s c i e n c e c o n t e n t . T h e y a l s o n e e d a t h o r o u g h u n d e r s t a n d i n g o f c o m m o n s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s a n d h o w t h o s e m i s c o n c e p t i o n s r e l a t e t o t h e s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n . I n a d d i t i o n , t h e y n e e d t o k n o w w h a t a c t i v i t i e s a n d q u e s t i o n s w i l l h e l p t h e i r s t u d e n t s e x p e r i e n c e a n d r e s o l v e c o n c e p t u a l c o n f l i c t s . A c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t c a n p r o v i d e t h e s e k i n d s o f i n f o r m a t i o n s o t h e t e a c h e r i s f r e e d u p t o c o n c e n t r a t e o n g u i d i n g s t u d e n t t h i n k i n g . A p o t e n t i a l p r o b l e m t h a t c o u l d a r i s e f r o m t h e d e v e l o p m e n t o f c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s i s t h a t s u c h t e x t s , l i k e t r a d i t i o n a l t e x t s , m i g h t b e c o m e t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m f o r s o m e t e a c h e r s . I t i s m y p o s i t i o n t h a t a n e f f e c t i v e s c i e n c e p r o g r a m t h a t w i l l h e l p s t u d e n t s d e v e l o p m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s o f s c i e n c e c o n c e p t s a n d t h a t w i l l c a p t u r e t h e i n t e r e s t s a n d i m a g i n a t i o n o f s t u d e n t s c a n n o t c o n s i s t s o l e l y o f a t e x t b o o k . P r e s e n t i n g r e a d i n g a s t h e o n l y w a y t o l e a r n a b o u t s c i e n c e c a n n o t a d e q u a t e l y h e l p s t u d e n t s u n d e r s t a n d t h e n a t u r e o f s c i e n c e a n d t h e n a t u r e o f k n o w l e d g e g r o w t h i n t h i s d i s c i p l i n e . A s a s o u r c e o f a b s o r b i n g p r o b l e m s t h a t m a k e s t u d e n t s a w a r e o f t h e c o n f l i c t b e t w e e n t h e i r o w n t h i n k i n g a n d s c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g , t e x t b o o k s a r e l i m i t e d i n t h e i r p o w e r . D e m o n s t r a t i o n s , l a b o r a t o r y a c t i v i t i e s , o r a u d i o - v i s u a l p r e s e n t a - t i o n s w i l l o f t e n b e a b l e t o c r e a t e m u c h m o r e d r a m a t i c o c c a s i o n s f o r c r e a t i n g c o n c e p t u a l c o n f l i c t a m o n g s t u d e n t s . T o e n c o u r a g e t h e a p p r o p r i a t e u s e o f t h e s e o t h e r k i n d s o f i n s t r u c t i o n a l a c t i v i t i e s , t e x t s c a n b e w r i t t e n t h a t h i g h l i g h t s u c h e x p e r i e n c e s a s a c e n t r a l p a r t o f t h e t e x t . T h e p h o t o s y n t h e s i s t e x t , f o r e x a m p l e , w a s b u i l t a r o u n d a s e r i e s o f e x p e r i m e n t s w i t h p l a n t s t h a t s t u d e n t s i n t h e p i l o t s t u d y p e r f o r m e d . T h e t e x t s e r v e d t o g u i d e s t u d e n t t h i n k i n g a b o u t t h e s e e x p e r i m e n t s . T h i s i s q u i t e a 2 7 9 d i f f e r e n t a p p r o a c h t h a n t h a t t a k e n b y m a n y t r a d i t i o n a l t e x t s w h i c h p r o v i d e ” s u g g e s t e d " l a b a c t i v i t i e s t h a t a r e c l e a r l y p e r i p h e r a l t o t h e t e x t c o n t e n t . A d m i t t e d l y , t e x t s t h a t £ 2 9 3 1 3 s u p p l e m e n t a r y l a b w o r k r i s k t h e c h a n c e o f n o t b e i n g u s e d a t a l l , a s h a s h a p p e n e d w i t h m a n y o f t h e a c t i v i t y - b a s e d c u r r i c u l a . H o w e v e r , i t i s p o s s i b l e t h a t t e x t b o o k s l i k e t h e e x p e r i m e n t a l t e x t o n p h o t o s y n t h e - s i s , w h i c h a c c o m p a n y l i m i t e d , w e l l d e f i n e d a c t i v i t i e s , c a n m a k e b o t h t h e m e a n i n g a n d n e c e s s i t y o f l a b o r a t o r y w o r k m o r e a p p a r e n t t o t e a c h e r s . I n a d d i t i o n , s e e i n g s t u d e n t s ' s u c c e s s i n d e v e l o p i n g m e a n i n g f u l u n d e r s t a n d i n g s s h o u l d a l s o h e l p t e a c h e r s d e c i d e t h a t t h e e x t r a e f f o r t i s w a r r a n t e d . I n t h i s r e g a r d , . t h e t e a c h e r i n t h e p i l o t s t u d y n o w u s e s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t a n d a c c o m p a n y i n g e x p e r i m e n t s w i t h h e r s t u d e n t s e a c h y e a r , e v e n t h o u g h s h e h a d b e e n o n t h e b r i n k o f a b a n d o n i n g t h e u n i t c o m p l e t e l y w h e n f a c e d w i t h t h e d u a l f r u s t r a t i o n s o f m a n a g i n g l a b o r a t o r y a c t i v i t i e s a n d w a t c h i n g s t u d e n t s f a i l t o l e a r n d u r i n g t h e f i r s t t w o y e a r s o f t h e S m i t h a n d A n d e r s o n s t u d y . S u m m a r y M o s t s c i e n c e t e x t b o o k s c a n b e c r i t i c i z e d b y d r a w i n g a t t e n t i o n t o t h e f a c t . . . t h a t t h e s e b o o k s a r e c h i e f l y c o n c e r n e d w i t h t h e s t a t e m e n t s o f r e s u l t s . . . T h e s t u d e n t , c o n f r o n t e d b y t h e s e v e r b a l a d d i t i o n s t o t h i s e x p e r i e n c e , g e t s i n t o t h e h a b i t o f t h i n k i n g o f s c i e n c e a s v e r b a l a d d i t i o n s t o e x p e r i e n c e , a n d h e l e a r n s t h e w o r d s a n d k e e p s t h e m i n s t o r e a g a i n s t t h e t i m e w h e n t h e t e a c h e r d e m a n d s t h e m . ( p p . 3 3 4 - 3 3 6 ) J u d d ( 1 9 1 5 ) w r o t e t h i s 7 0 y e a r s a g o , a n d y e t i t i s e q u a l l y a p p l i c a b l e t o s c i e n c e t e x t b o o k s i n 1 9 8 5 . T h i s s t u d y s u g g e s t s , h o w e v e r , t h a t k n o w l e d g e n o w a v a i l a b l e a b o u t s t u d e n t s ' i n c o r r e c t p r i o r k n o w l e d g e ( m i s c o n c e p t i o n s ) c a n b e u s e d t o c h a n g e t h e p u r p o s e s o f s c i e n c e t e x t b o o k s . T h u s , a n e w m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t b a s e d o n c a r e f u l r e s e a r c h o f s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s i s n e e d e d i f w e a r e g o i n g t o i m p r o v e s t u d e n t s ' l e a r n i n g f r o m t e x t a n d t e a c h e r s ' e f f e c t i v e n e s s i n h e l p i n g s t u d e n t s b e c o m e c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n e r s . 2 8 0 I n t h i s n e w m o d e l o f t e x t b o o k d e v e l o p m e n t , t e x t b o o k s w o u l d b e w r i t t e n n o t j u s t t o p r e s e n t s c i e n t i s t s ' e x p l a n a t i o n s . I n s t e a d , t h e f u n c t i o n o f t h e t e x t w o u l d b e t o h e l p s t u d e n t s u n d e r g o c o n c e p t u a l c h a n g e b y c h a l l e n g i n g t h e i r c o m m o n l y h e l d m i s c o n c e p t i o n s a n d b y p r e s e n t i n g s c i e n t i f i c e x p l a n a t i o n s b a s e d o n w h a t w o u l d s e e m m o s t p l a u s i b l e a n d i n t e l l i g i b l e f r o m s t u d e n t s ' n a i v e p e r s p e c t i v e s . I m p l i c a t i o n s f o r T e a c h e r s I n t h e l a s t s e c t i o n , t h e p o t e n t i a l v a l u e t o t e a c h e r s o f d e v e l o p i n g c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t s w a s d e s c r i b e d . H o w e v e r , m o s t t e a c h e r s d o n o t p r e s e n t l y h a v e a c c e s s t o s u c h t e x t s . W h a t i m p l i c a t i o n s d o e s t h e s t u d y h a v e f o r t e a c h e r s w h o a r e s t u c k w i t h t r a d i t i o n a l t e x t s l i k e t h e t w o u s e d i n t h i s s t u d y ? I s t h e r e a n y t h i n g t e a c h e r s c a n d o t o h e l p s t u d e n t s m a k e b e t t e r s e n s e o f s u c h t e x t s ? I n t h i s s e c t i o n I w i l l r e c o m m e n d s o m e t h i n g s t h a t t e a c h e r s c a n d o t h a t m i g h t h e l p s t u d e n t s i m p r o v e t h e i r u n d e r s t a n d i n g o f t r a d i t i o n a l t e x t s . T h i s l i s t w a s g e n e r a t e d b y t h i n k i n g a b o u t w a y s t h e t e a c h e r c o u l d d o s o m e o f t h e t h i n g s t h e e x p e r i m e n t a l t e x t d i d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y . B e f o r e l i s t i n g m y s u g g e s t i o n s , h o w e v e r , I w a n t t o g i v e t w o r e a s o n s t o d o u b t h o w u s e f u l s u c h g e n e r a l r e c o m m e n d a t i o n s w i l l b e . F i r s t , t e a c h e r s f a c e t i m e a n d k n o w l e d g e c o n s t r a i n t s t h a t w i l l l i m i t t h e i r a b i l i t y t o d e v e l o p i m d e r s t a n d i n g s o f t h e i r s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s t h a t a r e d e e p a n d f u l l e n o u g h t o h e l p t h e m d e c i d e w h i c h i n s t r u c t i o n a l m o v e s a r e c r i t i c a l . S e c o n d l y , i t i s e x t r e m e l y d i f f i c u l t t o p r e d i c t o r a n t i c i p a t e h o w s t u d e n t s w i l l m i s i n t e r p r e t t e x t s . F o r e x a m p l e , i n s p i t e o f m y d e t a i l e d k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s a b o u t f o o d f o r p l a n t s , I d i d n o t a n t i c i p a t e t h e w a y s t h e t w o c o m m e r c i a l t e x t s u s e d i n t h e s t u d y w o u l d r e i n f o r c e s t u d e n t s ' m i s c o n c e p t i o n s . T h u s , i n t h e l o n g r u n , I b e l i e v e t h a t s i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t s i n s t u d e n t l e a r n i n g w i l l h a v e t o c o m e f r o m a c o m b i n a - t i o n o f i m p r o v e d c u r r i c u l a r m a t e r i a l s a n d i n c r e a s e d t e a c h e r k n o w l e d g e a b o u t 2 8 1 s t u d e n t s a n d c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . G i v e n t h i s c a v e a t , b e l o w a r e s o m e s u g g e s t i o n s o f w a y s t e a c h e r s m i g h t u s e t r a d i t i o n a l t e x t b o o k s t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o u s e a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y : 1 ) A s p a r t o f t h e p l a n n i n g p r o c e s s w e l l b e f o r e t h e t e x t i s r e a d i n c l a s s , t e a c h e r s c a n a s k q u e s t i o n s t o e l i c i t s t u d e n t s ' i d e a s a b o u t t h e t o p i c . T h i s q u e s t i o n i n g c a n h e l p t e a c h e r s b e g i n t o d e v e l o p a n i d e a o f t h e m i s c o n c e p t i o n s t h a t m a y g e t i n t h e w a y o f s t u d e n t s ' r e a d i n g o f t h e t e x t . I t c a n a l s o m a k e s t u d e n t s c o n s c i o u s l y a w a r e o f t h e i r p r e - r e a d i n g c o n c e p t i o n s . 2 ) T h e t e a c h e r c a n u s e k n o w l e d g e a b o u t t h e c o n t e n t a n d k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s t o l i m i t t h e s c o p e o f t h e r e a d i n g a s s i g n m e n t . M o s t t e x t s p r e s e n t s o m a n y d e t a i l s t h a t s t u d e n t h a v e n o a l t e r n a t i v e b u t t o a t t e m p t t o u n t h i n k i n g l y m e m o r i z e i t a l l . B e f o r e a s s i g n i n g r e a d i n g , t e a c h e r s m u s t d e f i n e a f e w l i m i t e d b u t i m p o r t a n t g o a l s i n t e r m s o f w h a t t h e y r e a l l y w a n t s t u d e n t s t o u n d e r s t a n d . 3 ) T e a c h e r s s h o u l d a s k q u e s t i o n s b e f o r e a n d d u r i n g r e a d i n g a s s i g n m e n t s t h a t h e l p s t u d e n t s a c t i v e l y e n g a g e t h e t e x t c o n t e n t a n d r e l a t e i t t o t h e i r r e a l - w o r l d e x p e r i e n c e s a n d m i s c o n c e p t i o n s . S t u d e n t s c a n b e a s k e d t o m a k e p r e d i c t i o n s a b o u t w h a t t h e t e x t m i g h t s a y a n d t h e n r e a d t o f i n d o u t i f t h e i r p r e d i c t i o n s w e r e a c c u r a t e . T e a c h e r s c a n a s k q u e s t i o n s t o g u i d e s t u d e n t s ' r e a d i n g a n d t o e n c o u r a g e s t u d e n t s t o l i n k t h e t e x t t o t h e i r “ r e a l - w o r l d " n o t i o n s : W h a t d o e s t h e t e x t h a v e t o s a y a b o u t t h i s p l a n t o n t h e w i n d o w s i l l ? 4 ) Q u e s t i o n s p o s e d a f t e r r e a d i n g s h o u l d f o c u s o n s e e i n g i f s t u d e n t s c a n a p p l y t e x t c o n c e p t s t o s i t u a t i o n s w h e r e t h e y n o r m a l l y w o u l d r e l y o n e x p e r i e n c e a n d c o m m o n s e n s e n o t i o n s . L i t e r a l l e v e l , f a c t u a l r e c a l l q u e s t i o n s w i l l n o t a s s e s s r e a l s e n s e - m a k i n g . A s k i n g s u c h q u e s t i o n s w i l l o n l y e n c o u r a g e t h e u s e o f i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . A s k i n g o n e o r t w o q u e s t i o n s t h a t r e q u i r e s t u d e n t s t o w r i t e o r d i s c u s s t h e i r o w n e x p l a n a t i o n s o f n o v e l s i t u a t i o n s w i l l b e 2 8 2 m o r e v a l u a b l e t h a n h a v i n g s t u d e n t s a n s w e r t e n q u e s t i o n s t h a t t h e y c a n a n s w e r b y c o p y i n g o u t o f t h e t e x t . G r a d i n g a n d r e s p o n s e s t o s u c h a s s i g n m e n t s s h o u l d r e w a r d h o n e s t e f f o r t s t o g r a p p l e w i t h t h e q u e s t i o n r a t h e r t h a n " c o r r e c t " a n s w e r s . T h e s e q u e s t i o n s s h o u l d b e t r e a t e d a s i m p o r t a n t d i a g n o s i c t o o l s f o r t e a c h e r s . 5 ) T e a c h e r s s h o u l d e n c o u r a g e s t u d e n t s t o p o s e t h e i r o w n q u e s t i o n s t o t h e t e x t . T h i s c a n b e d o n e b e f o r e , d u r i n g , a n d a f t e r r e a d i n g . T h e t e a c h e r m i g h t f i r s t m o d e l s u c h q u e s t i o n i n g p r o c e d u r e s a n d t h e n h a v e s t u d e n t s d e v e l o p q u e s t i o n s . T h e t e a c h e r c o u l d h e l p s t u d e n t s g r a d u a l l y i m p r o v e t h e q u a l i t y a n d f o c u s o f t h e i r q u e s t i o n s . 6 ) D i s c u s s i o n s a f t e r r e a d i n g a s s i g n m e n t s a r e e s s e n t i a l , a n d t h e y s h o u l d f o c u s o n h e l p i n g s t u d e n t s t h i n k a b o u t h o w t h e i r i d e a s a b o u t t h e t o p i c h a v e o r s h o u l d h a v e c h a n g e d a s a r e s u l t o f t h e r e a d i n g . 7 ) I f r e d u n d a n c y o f k e y c o n c e p t s i s n o t a f e a t u r e o f t h e t e x t , t h e t e a c h e r n e e d s t o t h i n k o f w a y s t o b u i l d t h i s i n t o i n s t r u c t i o n . S u p p l e m e n t a r y l a b a c t i v i t i e s t h a t t h e t e a c h e r e x p l i c i t l y r e l a t e s t o t e x t c o n t e n t t h r o u g h d i s c u s s i o n a n d / o r w o r k s h e e t s i s o n e w a y t o d o t h i s . R e r e a d i n g t h e t e x t w i t h a n e w q u e s t i o n i n m i n d i s a n o t h e r p o s s i b i l i t y . C l a s s d i s c u s s i o n s , s t u d e n t s u m m a r i e s , q u i c k q u i z z e s , a n d n u m e r o u s a p p l i c a t i o n q u e s t i o n s i n w h i c h s t u d e n t s a r e t o l d t o a p p l y t h e n e w c o n c e p t s a r e o t h e r p o s s i b i l i t i e s . T h i s d i s s e r t a t i o n s t u d y p r o v i d e s d r a m a t i c e v i d e n c e t h a t r e a d i n g a t e x t o n c e a n d a n s w e r i n g q u e s t i o n s , a v e r y c o m m o n c l a s s r o o m p r o c e d u r e , i s t o t a l l y i n a d e q u a t e i n t e r m s o f h e l p i n g s t u d e n t s l e a r n f r o m t r a d i t i o n a l t e x t s . 8 ) H e a v y e m p h a s i s s h o u l d b e p l a c e d o n h e l p i n g s t u d e n t s u n d e r s t a n d h o w c o m m o n l y u s e d w o r d s ( f o o d , l i g h t ) a r e u s e d i n s p e c i a l w a y s b y s c i e n t i s t s . S o m e t i m e s u n d e r s t a n d i n g s p e c i a l u s e s o f c o m m o n v o c a b u l a r y w i l l d o m o r e t o c l e a r u p s t u d e n t c o n f u s i o n s t h a n h e l p i n g s t u d e n t s l e a r n n e w s p e c i a l i z e d v o c a b u l a r y 2 8 3 w o r d s . H i d i n g b e h i n d f a n c y - s o u n d i n g v o c a b u l a r y w o r d s s h o u l d n o t b e a s t r a t e g y t e a c h e r s p e r m i t ( o r e n c o u r a g e ) s t u d e n t s t o u s e . 9 ) T e a c h e r s c a n m o d e l a n d e x p l i c i t l y t e a c h a c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y . T e a c h e r s c a n h e l p s t u d e n t s f o c u s o n t h e g o a l o f r e a d i n g t o c h a n g e o r m o d i f y t h e i r i d e a s a n d t o l o o k f o r i n c o n s i s t e n c i e s b e t w e e n t h e t e x t a n d t h e i r o w n i d e a s . T h e t e a c h e r c o u l d f i r s t m o d e l t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y a n d t h e n g i v e s t u d e n t s t a s k s t h a t e n c o u r a g e t h e m t o u s e e a c h o f t h e c h a r a c t e r - i s t i c b e h a v i o r s o f s t u d e n t s w h o u s e d t h e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g y i n t h i s d i s s e r t a t i o n s t u d y . 1 0 ) T e a c h e r s c a n a c t i v e l y d i s c o u r a g e t h e u s e o f i n e f f e c t i v e t e x t p r o c e s s - i n g s t r a t e g i e s . A l l o f t h e e a r l i e r s u g g e s t i o n s a r e i m p l i c i t l y r e l a t e d t o t h i s r e c o m m e n d a t i o n . H o w e v e r , a l l o f t h e o t h e r r e c o m m e n d a t i o n s f o c u s o n e n c o u r a g - i n g t h e u s e o f a c o n c e p t u a l c h a n g e r e a d i n g s t r a t e g y . I t w o u l d a l s o b e h e l p f u l f o r t e a c h e r s t o t h i n k a b o u t e a c h o f t h e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s s t u d e n t s c o m m o n l y u s e i n o r d e r t o p l a n l e s s o n s a n d a s s i g n m e n t s t h a t w i l l d i s c o u r a g e s t u d e n t s f r o m u s i n g t h e s e i n e f f e c t i v e s t r a t e g i e s . F o r e x a m p l e , t e a c h e r s c o u l d t r y t o a v o i d r e w a r d i n g u n d e s i r a b l e r e a d i n g g o a l s , s u c h a s r e a d i n g t o g e t d o n e o r r e a d i n g t o m e m o r i z e f a c t s . 1 1 ) T e a c h e r s w i l l o f t e n h a v e t o c o m p l e t e l y a b a n d o n t r a d i t i o n a l t e x t s a n d u s e o t h e r a c t i v i t i e s a n d d i s c u s s i o n s t o h e l p s t u d e n t s m a k e s e n s e o f t h e c o n c e p t s . I n m a n y c a s e s , t h e t e x t w i l l o n l y b e u s e f u l a s a s t a r t i n g p o i n t f o r a s u p p l e m e n t a r y a c t i v i t y o r a s a w a y o f r e i n f o r c i n g i d e a s ( r e d u n d a n c y ) a f t e r o t h e r a c t i v i t i e s h a v e b e e n u s e d t o i n i t i a l l y p r e s e n t t h e c o n c e p t s . I n s u m , t h i s l i s t o f r e c o m m e n d a t i o n s s u g g e s t s w a y s t e a c h e r s c a n e n c o u r a g e s t u d e n t s t o d e v e l o p c o n c e p t u a l c h a n g e t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . T h e l i s t s h o u l d n o t b e t a k e n a s d e f i n i t e c o n c l u s i o n s b u t r a t h e r a s a s t a r t i n g p l a c e f o r r e - t h i n k i n g h o w t e x t s s h o u l d b e u s e d i n a c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n . T h e s e i d e a s 2 8 4 a r e c o m p a t i b l e w i t h b r o a d e r d i s c u s s i o n s e l s e w h e r e ( s e e A n d e r s o n a n d S m i t h , 1 9 8 3 b a n d i n p r e s s ; M i n s t r e l l , 1 9 8 4 ; R o t h , A n d e r s o n , a n d S m i t h , 1 9 8 3 ; R o t h , S m i t h , a n d A n d e r s o n , 1 9 8 4 ; R o t h , 1 9 8 4 b ) o f t e a c h e r b e h a v i o r a s s o c i a t e d w i t h c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g d u r i n g a l l k i n d s o f i n s t r u c t i o n . T h i s l i s t , h o w e v e r , p u r p o s e f u l l y f o c u s e d o n i s s u e s r e l a t e d t o i n s t r u c t i o n u s i n g a t e x t b o o k . F i n a l C o m m e n t s T h e c o n c e p t u a l c h a n g e m o d e l o f i n s t r u c t i o n i m b e d d e d i n t h e e x p e r i m e n t a l t e x t u s e d i n t h i s s t u d y h a d a p o w e r f u l e f f e c t o n s t u d e n t s ' t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g y s e l e c t i o n a n d o n s t u d e n t s ' c o n c e p t u a l c h a n g e l e a r n i n g . I n t h i s c h a p t e r I h a v e b e e n i n s p i r e d b y t h e s e v e r y p o s i t i v e l e a r n i n g o u t c o m e s a n d d r i f t e d s o m e t i m e s q u i t e f a r a f i e l d f r o m t h e s p e c i f i c r e s u l t s o f t h i s s t u d y i n o r d e r t o e x p l o r e i m p l i c a t i o n s f o r f u r t h e r r e s e a r c h , f o r t e x t b o o k d e v e l o p m e n t , a n d f o r t e a c h e r s o f s c i e n c e . I h a v e t r i e d t o t e m p e r m y e n t h u s i a s m f o r d e r i v i n g i m p l i c a t i o n s w i t h s o m e c a u t i o n a r y n o t e s . H o w e v e r , a s I t h i n k b a c k o v e r t h i s s t u d y a n d t h e l a r g e r r e s e a r c h p r o g r a m f r o m w h i c h i t e v o l v e d , i t i s d i f f i c u l t n o t t o e n d o n a n O p t i m i s t i c n o t e . I w i l l e n d t h i s d i s s e r t a t i o n w h e r e i t b e g a n - - w i t h s o m e t h o u g h t s a b o u t m y o w n t e a c h i n g a n d m y s t u d e n t s ' l e a r n i n g . A t a S e p t e m b e r e v e n i n g P . T . O . O p e n H o u s e m a n y y e a r s a g o , a p a r e n t c h a l l e n g e d m y c l a i m t h a t I w a s h e l p i n g m y s t u d e n t s l e a r n h o w t o t h i n k s c i e n t i f i c a l l y . ' C a n y o u r e a l l y t e a c h k i d s t o t h i n k s c i e n t i f i c a l l y ? , " h e a s k e d . I r e a l i z e d a t t h a t p o i n t t h a t I h a d n o t t h o u g h t v e r y c a r e f u l l y a b o u t w h a t I m e a n t b y h a v i n g t h a t a s o n e o f m y t e a c h i n g g o a l s . M y t e a c h i n g b e h a v i o r b a c k t h e n s u g g e s t s t h a t I t h o u g h t s t u d e n t s c o u l d l e a r n t o t h i n k s c i e n t i f i c a l l y b y d o i n g e x p e r i m e n t s , b y w r i t i n g s t r u c t u r e d l a b o r a t o r y r e p o r t s , a n d b y l i s t e n i n g t o m y l o g i c a l e x p l a n a t i o n s o f t h o s e e x p e r i m e n t s . I n m y t h i n k i n g a t t h a t t i m e I c l e a r l y r e g a r d e d s c i e n t i f i c t h i n k i n g a s s o m e t h i n g s e p a r a t e f r o m s c i e n c e c o n t e n t . S c i e n t i f i c t h i n k i n g w a s " t h e " s c i e n t i f i c m e t h o d - - h y p o t h e s i z i n g , 2 8 5 o b s e r v i n g , d e s c r i b i n g r e s u l t s , d r a w i n g c o n c l u s i o n s . I t w a s t a u g h t t h r o u g h f r e q u e n t l a b o r a t o r y a c t i v i t i e s . G i v e n m y s t u d e n t s ' d i f f i c u l t i e s i n t h i n k i n g a b o u t t h e m e a n i n g o f t h e e x p e r i m e n t a l w o r k , I o f t e n w o n d e r e d i f t h a t p a r e n t w a s r i g h t - - m a y b e i t w a s j u s t i m p o s s i b l e t o t e a c h s o m e o n e h o w t o " t h i n k c r i t i c a l l y , “ ' t o m a k e i n f e r e n c e s , " , ” t o i n t e r p r e t d a t a . " A s a r e s u l t o f m y w o r k o n t h i s d i s s e r t a t i o n s t u d y a n d o n t h e r e s e a r c h p r o j e c t s w h i c h p r e c e d e d i t , I h a v e a v e r y d i f f e r e n t w a y o f t h i n k i n g a b o u t t h a t p a r e n t ' s q u e s t i o n . N o w I r e a l i z e t h a t I c a n n o t t e a c h s t u d e n t s t o “ t h i n k s c i e n t i f i - c a l l y " i n a g e n e r i c s e n s e . B u t I d o h a v e c o n f i d e n c e t h a t I c a n h e l p s t u d e n t s u n d e r s t a n d a n d t h i n k a b o u t o n e c o n c e p t i n w a y s t h a t a r e d i f f e r e n t , m o r e s o p h i s t i c a t e d , a n d m o r e s c i e n t i f i c t h a n w a y s t h e y w o u l d a p p r o a c h t h e p r o b l e m o n t h e i r o w n . I f i t i s p o s s i b l e w i t h o n e c o n c e p t , I t h i n k i t w i l l b e p o s s i b l e w i t h o t h e r s . T h u s , i n m y m i n d t h e m o s t i m p o r t a n t f i n d i n g o f t h i s s t u d y i s t h a t s t u d e n t s c a n c h a n g e t h e i r n a i v e \ m d e r s t a n d i n g s a n d m a k e s e n s e o f s c i e n t i s t s ' w a y s o f t h i n k i n g a b o u t o n e t o p i c a n d t h a t t e x t b o o k s c a n b e s t r u c t u r e d t o h e l p t h e m d o t h a t . T h e g r e a t e s t i m p l i c a t i o n i s t h a t s t u d e n t s c a n c o m e t o i m d e r s t a n d o t h e r t o p i c s i n t h e s a m e m e a n i n g f u l w a y w i t h t h e h e l p o f t e x t s a n d i n s t r u c t i o n d e s i g n e d t o h e l p t h e m u s e c o n c e p t u a l c h a n g e s t r a t e g i e s f o r r e a d i n g a n d l e a r n i n g . L I S T O F R E F E R E N C E S L I S T O F R E F E R E N C E S A i e l l o - N i c o s i a , M . L . , a n d S p e r a n d o - M i n e o , R . M . ( 1 9 8 0 ) . F o r g a i t h i n k i n g , p h y s i c s c o n c e p t s a n d m i s c o n c e p t s : A n e x p e r i m e n t a l s t u d y . P a p e r p r e s e n t e d a t I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n E d u c a t i o n f o r P h y s i c s T e a c h i n g , T r i e s t e . A l b e r t , E . ( 1 9 7 8 ) . D e v e l O p m e n t o f t h e c o n c e p t o f h e a t i n c h i l d r e n . S c i e n c e E d u c a t i o n , 9 2 ( 3 ) , 3 8 9 - 3 9 9 . A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 2 ) . T r a n s p a r e n c i e s o n l i g h t : T e a c h e r ' s m a n u a l ( R e s e a r c h S e r i e s N o . 1 3 0 ) . E a s t L a n s i n g , M i c h i g a n : I n s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y . A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 3 a ) . C h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s o f l i g h t a n d c o l o r : D e v e l p p i n g t h e c o n c e p t o f i m s e e n r a y s . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n - t r e a l , C a n a d a . A n d e r s o n , C . W . a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 3 b ) . T e a c h e r b e h a v i o r a s s o c i a t e d w i t h c o n c e p t u a l l e a r n i n g i n s c i e n c e . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n t r e a l , C a n a d a . A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 4 ) . C h i l d r e n ' s p r e c o n c e p t i o n s a n d c o n t e n t a r e a t e x t b o o k s . I n G . D u f f y , L . R o e h l e r , a n d J . M a s o n ( E d s . ) , C o m p r e h e n - s i o n i n s t r u c t i o n : P e r s p e c t i v e s a n d s u g g e s t i o n s . N e w Y o r k : L o n g m a n . A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( i n p r e s s ) . T e a c h i n g s c i e n c e . I n V i r g i n i a K o e h l e r ( E d . ) , T h e e d u c a t o r ' s h a n d b o o k : A r e s e a r c h p e r s p e c t i v e . N e w Y o r k : L o n g m a n . A n d e r s o n , R . C . , R e y n o l d s , R . E . , S c h a l l e r t , D . L . , a n d G o e t z , E . T . ( 1 9 7 7 ) . F r a m e - w o r k s f o r c o m p r e h e n d i n g d i s c o u r s e . A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h J o u r - A n d e r s o n , R . C . , S p i r o , R . J . , a n d A n d e r s o n , M . C . ( 1 9 7 8 ) . S c h e m a t a a s s c a f f o l d i n g f o r t h e r e p r e s e n t a t i o n o f i n f o r m a t i o n i n c o n n e c t e d d i s c o u r s e . A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h J o u r n a l , . 1 _ 5 _ ( 3 ) , 4 3 3 - 4 4 0 . A n d e r s o n , T . H . , A r m b r u s t e r , B . B . , a n d K a n t o r , R . N . ( 1 9 8 0 ) . H o w c l e a r l y w r i t t e n a r e c h i l d r e n ' s t e x t b o o k s ? O r , o f b l a d d e r w o r t s a n d a l f a l f a . ( R e a d i n g E d u c a t i o n R e p o r t N o . 1 6 ) . U r b a n a , I L : C e n t e r f o r t h e S t u d y o f R e a d i n g , U n i v e r s i t y o f I l l i n o i s . A r m b r u s t e r , B . B . , a n d A n d e r s o n , T . H . ( 1 9 8 1 ) . C o n t e n t a r e a t e x t b o o k s ( R e a d i n g E d u c a t i o n R e p o r t N o . 2 3 ) . U r b a n a , I L : C e n t e r f o r t h e S t u d y o f R e a d i n g , U n i v e r s i t y o f I l l i n o i s . 2 8 6 2 8 7 B a r t l e t t , F . C . ( 1 9 3 2 ) . R e m e m b e r i n g . L o n d o n : C a m b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s . B e l d o n , B . , a n d L e e , W . ( 1 9 6 2 ) . T e x t b o o k r e a d a b i l i t y a n d r e a d i n g a b i l i t y o f s c i e n c e s t u d e n t s . T h e S c i e n c e T e a c h e r , Q , 2 0 - 2 1 . B e l l , B . F . , a n d O s b o r n e , R . J . ( 1 9 8 1 ) . I n t e r v i e w i n g c h i l d r e n . H a m i l t o n , N . Z . : S . E . R . U . , U n i v e r s i t y o f W a i k a t o . B i s h o p , B . A . , R o t h , K . J . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 5 ) . R e s p i r a t i o n a n d p h o t o s y n - t h e s i s : A t e a c h i a n o d u l e . U n p u b l i s h e d p a p e r , I n s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y . B l e c h a , M . K . , G e g a , F . C . , a n d G r e e n , M . ( 1 9 7 9 ) . E g l o r i n g s c i e n c e , G r e e n b o o k ( 2 n d e d i t i o n ) . R i v e r F o r e s t , I L : L a i d l a w B r o t h e r s . B o w e r , G . H . , B l a c k , J . B . , a n d T u r n e r , T . J . ( 1 9 7 9 ) . S c r i p t s i n m e m o r y f o r t e x t . _ C _ o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 1 , 1 7 7 - 2 2 0 . B r a n d w e i n , P . F . , C o o p e r , E . K . , B l a c k w o o d , P . E . , C o t t o m - W i n s l o w , N . , G i d d i n g s , M . G . , R o m e r o , F . , a n d C a r i n , A . A . ( 1 9 8 0 ) . C o n c e p t s i n s c i e n c e ( B r o w n ) . N . Y . : H a r c o u r t , B r a c e , J o v a n o v i c h . B r a n s f o r d , J . P . , K i n t s c h , K . E . , a n d F r a n k s , J . J . ( 1 9 7 7 ) . S c h o o l i n g a n d t h e f a c i l i t a t i o n o f k n o w i n g . I n R . C . A n d e r s o n , R . J . S p i r o , a n d W . B . M o n t a g u e ( E d s . ) , S c h o o l i n g a n d t h e a c q u i s i t i o n o f k n o w l e d g e . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . B r a n s f o r d , J . D . , a n d F r a n k s , J . J . ( 1 9 7 1 ) . T h e a b s t r a c t i o n o f l i n g u i s t i c i d e a s . C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , _ 2 , 3 3 1 - 3 5 0 . B r a n s f o r d , J . D . , a n d F r a n k s , J . J . ( 1 9 7 6 ) . T o w a r d a f r a m e w o r k f o r i m d e r s t a n d i n g l e a r n i n g . I n G . H . B o w e r ( E d . ) , T h e p s y c h o l g y o f l e a r n i n g a n d m o t i v a t i o n : A d v a n c e s i n r e s e a r c h a n d t h e o r y ( V o l . 1 0 ) . N Y : A c a d e m i c P r e s s . B r a n s f o r d , J . D . , a n d M c C a r r e l l , N . S . ( 1 9 7 4 ) . A s k e t c h o f a c o g n i t i v e a p p r o a c h t o c o m p r e h e n s i o n . I n W . B . W e i n e r a n d D . S . P a l e r m o ( E d s . ) , Q g g n _ i t i o n a n d t h e s y m b o l i c p r o c e s s e s . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . B r o w n , W . ( 1 9 6 5 ) . S c i e n c e t e x t b o o k s e l e c t i o n a n d t h e D a l e - C h a l l f o r m u l a . S c h o o l S c i e n c e a n d M a t h e m a t i c s , _ 6 _ § , 1 6 5 - 1 6 7 . C a l f e e , R . ( 1 9 8 1 ) . C o g n i t i v e p s y c h o l o g y a n d e d u c a t i o n a l p r a c t i c e . I n D . C . B e r l i n e r ( E d . ) , R e v i e w o f r e s e a r c h i n e d u c a t i o n ( V o l . 9 ) . W a s h i n g t o n , D C : A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n . C h a m p a g n e , A . B . , K l o p f e r , L . E . , a n d A n d e r s o n , J . H . ( 1 9 8 0 ) . F a c t o r s i n f l u e n c i n g t h e l e a r n i n g o f c l a s s i c a l m e c h a n i c s . A m e r i c a n J o u r n a l o f P h y s i c s , 4 _ 8 _ , 1 0 7 4 - 1 0 7 9 . C h a m p a g n e , A . B . , K l o p f e r , L . E . , S o l o m o n , C . A . , a n d C a h n , A . D . ( 1 9 8 0 ) . I n t e r a c - t i o n s o f s t u d e n t s ' k n o w l e d j e w i t h t h e i r c o m p r e h e n s i o n a n d d e s i g n o f s c i e n c e e x p e r i m e n t s ( L R D C P u b l i c a t i o n 1 9 8 0 / 9 ) . P i t t s b u r g h : U n i v e r s i t y o f P i t t s - b u r g h , L e a r n i n g R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t C e n t e r . r l l l l l l l l l l l l ' l l l l i ‘ l l l l l l l ‘ l l l l l l l i 2 8 8 C h a m p a g n e , A . B . , K l o p f e r , L . E . , a n d G u n s t o n e , R . F . ( 1 9 8 2 ) . C o g n i t i v e r e s e a r c h a n d t h e d e s i g n o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n . E d u c a t i o n a l P s y c h o l o g fl , 1 _ 7 , 1 3 - 5 3 . C h a m p a g n e , A . B . , G u n s t o n e , R . F . , a n d K l o p f e r , L . E . ( 1 9 8 3 ) . fi f e c t h g c h a n g e s i n q u n i t i v e s t r u c t u r e a m o n g p h y s i c s s t u d e n t s . P a p e r p r e s e n t e d a t s y m p o s i u m o n S t a b i l i t y a n d C h a n g e i n C o n c e p t u a l U n d e r s t a n d i n g a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n t r e a l , C a n a d a . C h i e s i , H . L . , S p i l i c h , G . J . , a n d V o s s , J . F . ( 1 9 7 9 ) . A c q u i s i t i o n o f d o m a i n - r e l a t e d i n f o r m a t i o n i n r e l a t i o n t o h i g h a n d l o w d o m a i n k n o w l e d g e . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i n g a n d V e r b a l b e h a v i g , 1 _ 8 , 2 5 7 - 2 7 3 . C l a r k , C . M . , a n d Y i n g e r , R . J . ( 1 9 7 7 ) . R e s e a r c h o n t e a c h e r t h i n k i n g . C u r r i c u l u m I n q u i r y , 1 ( 4 ) , 2 7 9 - 3 0 4 . C l e m e n t , J . ( 1 9 7 9 ) . M a p p i n g a s t u d e n t ' s c a u s a l c o n c e p t i o n s f r o m a p r o b l e m - s o l v i n g p r o t o c o l . I n J . L o c h h e a d a n d J . C l e m e n t ( E d s . ) , n g n i t i v e fi o c e s s i n s t r u c t i o n . P h i l a d e p h i a : F r a n k l i n h i s t i t u t e P r e s s . C l e m e n t , J . ( 1 9 8 2 ) . S t u d e n t s ' p r e c o n c e p t i o n s i n i n t r o d u c t o r y m e c h a n i c s . A m e r i - c a n J o u r n a l o f P h y s i c s , _ E fl fl ) , 6 6 - 7 1 . C o b l e , C . R . , a n d R i c e , D . R . ( 1 9 8 2 ) . A p r o j e c t t o p r o m o t e e l e m e n t a r y s c i e n c e i n N o r t h C a r o l i n a , P a r t 1 1 . S c h o o l S c i e n c e a n d M a t h e m a t i c s , _ 8 _ 2 ( 2 ) , 1 4 8 - 1 5 6 . C o r e y , N . ( 1 9 7 7 ) . T h e u s e o f r e w r i t t e n s c i e n c e m a t e r i a l s i n n i n t h g r a d e b i o l o g y . J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , 1 3 ( 2 ) , 9 7 - 1 0 3 . D a v i s , A . ( 1 9 7 8 ) . A s c i e n c e t e a c h e r i s a r e a d i n g t e a c h e r ? A w o r k s h o p w i t h a n s w e r s . S c i e n c e E d u c a t i o n J 6 _ 2 _ ( 2 ) , 1 8 1 - 1 8 6 . D a v i s o n , A . , a n d K a n t o r , R . N . ( 1 9 8 2 ) . O n t h e f a i l u r e o f r e a d a b i l i t y f o r m u l a s t o d e f i n e r e a d a b l e t e x t s : A c a s e s t u d y f r o m a d a p t a t i o n s . R e a d i n L R e s e a r c h g a r t e r l y , 1 1 ( 2 ) , 1 8 7 - 2 0 9 . D e G r o o t , A . D . ( 1 9 6 5 ) . T h o u g h t a n d c h o i c e i n c h e s s . N e w Y o r k : M o u t o n . D i S e s s a , A . A . ( 1 9 7 9 ) . D y n a m i c s : L e a r n i n g p h y s i c s w i t h a d y n a t u r t l e . I n P a p e r t , 8 . , W a t t , D . , D i S e s s a , A . , a n d W e i r , S . ( E d s . ) , F i n a l r e p o r t o f t h e B r o o k l i n e L o g o p r o j e c t i P a r t I I : P r o j e c t s u m m a r y a n d d a t a a n a l y s i s . C a m b r i d g e , M A : M . L T . , A . L L a b o r a t o r y . D i S e s s a , A . A . ( 1 9 8 2 ) . O n l e a r n i n g A r i s t o t e l i a n p h y s i c s : A s t u d y o f k n o w l e d g e - b a s e d l e a r n i n g . _ g i g n i t i v e S c i e n c e , _ 6 _ , 3 7 - 7 5 . D o y l e , W . ( 1 9 8 3 ) . A c a d e m i c w o r k . R e v i e w o f E d u c a t i o n a l R e s e a r c h , _ 5 _ 3 _ ( 2 ) , 1 5 9 - 1 9 9 . D r i v e r , R . , a n d E a s l e y , J . ( 1 9 7 8 ) . P u p i l s a n d p a r a d i g m s : A r e v i e w o f l i t e r a t u r e r e l a t e d t o c o n c e p t d e v e l o p m e n t i n a d o l e s c e n t s c i e n c e s t u d e n t s . S t u d i e s i n S c i e n c e E d u c a t i o n , 5 , 6 1 - 8 4 . D t m c a n , L M . , a n d J o h n s t o n e , A . H . ( 1 9 7 3 ) . T h e m o l e c o n c e p t . E d u c a t i o n i n C h e m i s g g , l _ 0 , 2 1 3 - 2 1 4 . 2 8 9 E a t o n , J . P . , A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 4 ) . S t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s i n t e r f e r e w i t h s c i e n c e l e a r n i n g : C a s e s t u d i e s o f f i f t h - g r a d e s t u d e n t s . T h e E l e m e n t a r y S c h o o l J o u r n a l , 8 1 ( 4 ) , 3 6 5 - 3 7 9 . E r i c k s o n , G . L . ( 1 9 7 9 ) . C h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s o f h e a t a n d t e m p e r a t u r e . S c i e n c e E d u c a t i o n , 6 _ 3 ( 2 ) , 2 2 1 - 2 3 0 . E r i c k s o n , G . L . ( 1 9 8 0 ) . C h i l d r e n ' s v i e w p o i n t s a b o u t h e a t : A s e c o n d l o o k . S c i e n c e E d u c a t i o n , 6 _ 4 , 3 2 3 - 3 3 6 . E r i c k s o n , G . L . ( 1 9 8 4 ) . S o m e i s s u e s o n c o g n i t i v e s t r u c t u r e a n d c o g n i t i v e c h a n g e i n s c i e n c e e d u c a t i o n : O n e p e r s p e c t i v e f r o m N o r t h A m e r i c a . P a p e r p r e s e n t e d a t a s y m p o s i u m o n C o g n i t i v e S t r u c t u r e a n d C o g n i t i v e C h a n g e a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , N e w O r l e a n s , L A . F i n l e y , F . N . ( 1 9 8 1 ) . E f f e c t s o f p r i o r k n o w l g g e o n w h a t i s r e m e m b e r e d f r o m r e a d i n g s c i e n c e t e x t . U n p u b l i s h e d m a n u s c r i p t , U n i v e r s i t y o f W i s c o n s i n . F i n l e y , F . N . ( 1 9 8 3 ) . S t u d e n t s ' r e c a l l f r o m s c i e n c e t e x t . J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , _ 2 _ Q ( 3 ) , 2 4 7 - 2 5 9 . F r e d e r i k s o n , C . H . ( 1 9 7 5 ) . A c q u i s i t i o n o f s e m a n t i c i n f o r m a t i o n f r o m d i s c o u r s e : E f f e c t s o f r e p e a t e d e x p o s u r e s . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i n g a n d V e r b a l B e h a v i o r , 1 4 , 1 5 8 - 1 6 9 . F r e d e t t e , N . H . , a n d C l e m e n t , J . J . ( 1 9 8 1 ) . S t u d e n t m i s c o n c e p t i o n s o f a n e l e c t r i c c i r c u i t : W h a t d o t h e y m e a n ? J o u r n a l o f C o l l e g e S c i e n c e T e a c h i g g , 2 8 0 - 2 8 5 . F r y , E . ( 1 9 7 7 ) . A r e a d a b i l i t y f o r m u l a t h a t s a v e s t i m e . I n J . H a r k e r ( E d . ) , Q a s s r o o m s t r a t e g i e s f o r s e c o n d a r y r e a d i n g . N e w a r k , D E : I n t e r n a t i o n a l R e a d i n g A s s o c i a t i o n . G a l l a g h e r , J . P . ( 1 9 7 9 ) . C o g n i t i v e / i n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g p s y c h o l o g y a n d i n s t r u c - t i o n : R e v i e w i n g r e c e n t t h e o r y a n d p r a c t i c e . I n s t r u c t i o n a l S c i e n c e , _ 8 _ , 3 9 3 - 4 1 4 . G i l b e r t , J . K . , O s b o r n e , R . J . , a n d F e n s h a m , P . J . ( 1 9 8 2 ) . C h i l d r e n ' s s c i e n c e a n d i t s c o n s e q u e n c e s f o r t e a c h i n g . S c i e n c e E d u c a t i o n , ‘ 6 _ 6 ( 4 ) , 6 2 3 - 6 3 3 . G i l b e r t , J . K . , a n d W a t t s , D . M . ( 1 9 8 3 ) . C o n c e p t s , m i s c o n c e p t i o n s , a n d a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n s : C h a n g i n g p e r s p e c t i v e s i n s c i e n c e e d u c a t i o n . S t u d i e s i n S c i e n c e E d u c a t i o n , 1 9 , 6 1 - 9 8 . G l a s e r , R . ( 1 9 8 2 ) . I n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y : P a s t , p r e s e n t , f u t u r e . A m e r i c a n P s y c h o l o g i s t , 3 1 ( 3 ) , 2 9 2 - 3 0 5 . G l a s e r , R . , P e l l e g r i n o , J . W . , a n d L e s g o l d , A . M . ( 1 9 7 8 ) . S o m e d i r e c t i o n s f o r a c o g n i t i v e p s y c h o l o g y o f i n s t r u c t i o n . I n A . M . L e s g o l d , J . W . P e l l e g r i n o , S . D . F o k k e m a , a n d R . G l a s e r ( E d s . ) , _ C _ E g g n i t i v e p s y c h o l o g y a n d i n s t r u c t i o n . N Y : P l e n u m . G u n s t o n e , F . G . , a n d W h i t e , R . T . ( 1 9 8 1 ) . U n d e r s t a n d i n g o f g r a v i t y . S c i e n c e E d u c a t i o n , Q B ) , 2 9 1 - 2 9 9 . 2 9 0 H a b e r - S c h a i m , U . , C r o s s , J . , D o d g e , J . , a n d W a l t e r , J . ( 1 9 7 1 ) . P S S C p h y s i c s ( t h i r d e d i t i o n ) . L e x i n g t o n , M A : D . C . H e a t h . H e a d , H . ( 1 9 2 0 ) . S t u d i e s i n n e u r o l o g y . N Y : O x f o r d U n i v e r s i t y P r e s s . H e l m , H . ( 1 9 8 0 ) . M i s c o n c e p t i o n s i n p h y s i c s a m o n g s t S o u t h A f r i c a n s t u d e n t s . P h y s i c s E d u c a t i o n , 1 5 , 9 2 - 1 0 5 . H e l m , H . , a n d N o v a k , L B . ( 1 9 8 3 ) . P r o c e e d i n g o f t h e i n t e r n a t i o n a l s e m i n a r o n m i s c o n c e p t i o n s i n s c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s . I t h a c a , N Y : C o r n e l l U n i v e r - s i t y . H e w s o n , M . , a n d H a m l y n , D . ( 1 9 8 3 ) . T h e i n f l u e n c e o f i n t e l l e c t u a l e n v i r o n m e n t o n c o n c e p t i o n s o f h e a t . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n t r e a l , C a n a d a . H e w s o n , P . W . ( 1 9 8 1 ) . A c o n c e p t u a l c h a n g e a p p r o a c h t o l e a r n i n g s c i e n c e . E u r o p e a n J o u r n a l o f S c i e n c e E d u c a t i o n , 3 ( 4 ) , 3 8 3 - 3 9 6 . H e w s o n , P . W . ( 1 9 8 3 ) . M i c r o c o m p u t e r s a n d c o n c e p t u a l c h a n g e : T h e u s e o f a m i c r o c o m p u t e r p r o g e a m t o d i a g n o s e a n d r e m e d i a t e a l t e r n a t i v e c o n c e p t i o n o f s g e d . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n t r e a l , C a n a d a . H e w s o n , P . W . , a n d H e w s o n , M . G . ( 1 9 8 4 ) . T h e r o l e o f c o n c e p t u a l c o n f l i c t i n c o n c e p t u a l c h a n g e a n d t h e d e s i g n o f s c i e n c e i n s t r u c t i o n . I n s t r u c t i o n a l S c i e n c e , Q , 1 - 1 3 . H o l l o n , R . E . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 5 ) . T h e c u r r i c u l a r s i g n i f i c a n c e o f s t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s o f h e a t a n d t e m p e r a t u r e . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , C h i c a g o . H u e f t l e , S . J . , R a k o w , S . J . , a n d W e l c h , W . W . ( 1 9 8 3 ) . I m a g e s o f s c i e n c e : A s u m m a r y o f r e s u l t s f r o m t h e 1 9 8 1 - 8 2 N a t i o n a l A s s e s s m e n t i n S c i e n c e . M i n n e a p o l i s , M N : M i n n e s o t a R e s e a r c h a n d E v a l u a t i o n C e n t e r , U n i v e r s i t y o f M i n n e s o t a . H u r d , P . ( 1 9 8 2 ) . S t a t e o e r e c o l l e g e e d u c a t i o n i n m a t h e m a t i c s a n d s c i e n c e . P a p e r p r e s e n t e d t o t h e N a t i o n a l C o n v o c a t i o n o n P r e c o l l e g e E d u c a t i o n i n M a t h e m a t i c s a n d S c i e n c e , N a t i o n a l A c a d e m y o f S c i e n c e s a n d N a t i o n a l A c a d e m y o f E n g i n e e r i n g , W a s h i n g t o n , D C . J o n e s , L . V . ( 1 9 8 1 ) . A c h i e v e m e n t t e s t s c o r e s i n m a t h e m a t i c s a n d s c i e n c e . S c i e n c e , 2 1 3 , 4 1 2 - 4 1 6 . J u d d , C . H . ( 1 9 1 5 ) . P s y c h o l o g y p f h i g h s c h o o l s u b j e c t s . B o s t o n : G i n n . K i n t s c h , W . ( 1 9 7 4 ) . T h e r e p r e s e n t a t i o n o f m e a n i g i n m e m o r y . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . K i n t s c h , W . ( 1 9 7 5 ) . M e m o r y r e p r e s e n t a t i o n s o f t e x t . I n R . L . S o l s o ( E d . ) , I n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g a n d c o g n i t i o n : T h e L o y o l a s y m p o s i u m . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . 2 9 1 K i n t s c h , W . , K o z m i n s k y , E . , S t r e b y , W . J . , M c K o o n , G . , a n d K e e n a n , J . M . ( 1 9 7 5 ) . C o m p r e h e n s i o n a n d r e c a l l o f t e x t a s a f u n c t i o n o f c o n t e n t v a r i a b l e s . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i n g a n d B e h a v i o r , 1 _ 4 , 1 9 6 - 2 1 4 . K i n t s c h , W . , a n d v a n D i j k , T . ( 1 9 7 8 ) . T o w a r d a m o d e l o f t e x t c o m p r e h e n s i o n a n d p r o d u c t i o n . P s y c h o l g y R e v i g , _ 8 _ 5 , 3 6 3 - 3 9 4 . K n o t t , R . , L a w s o n , C . , K a r p l u s , R . , T h e i r , H . , a n d M o n t g o m e r y , M . ( 1 9 7 8 ) . S C I I S c o m m i m i t i e s t e a c h e r ' s g u i d e . C h i c a g o : R a n d M c N a l l y . K u h n , T . S . ( 1 9 7 0 ) . T h e s t r u c t u r e o f s c i e n t i f i c r e v o l u t i o n e , 2 n d e d i t i o n . C h i c a g o : U n i v e r s i t y o f C h i c a g o P r e s s . L a n g f o r d , J . M . , a n d Z o l l m a n , D . ( 1 9 8 2 ) . C o n c e p t i o n s o f d y n a m i c s h e l d b y e l e m e n t a r y a n d h i g h s c h o o l s t u d e n t s . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n A s s o c i a t i o n o f P h y s i c s T e a c h e r s , S a n F r a n c i s c o . L a n t a f f , R . ( 1 9 7 8 ) . T w o f a c t o r s a f f e c t i n g t e x t r e c a l l . I n P . D . P e a r s o n a n d J . H a n s e n ( E d s . ) , R e a d i g : D i s c i p l i n e d i n q u i r y . 2 7 t h Y e a r b o o k o f t h e N a t i o n a l R e a d i n g C o n f e r e n c e . C l e m s o n , S C : N R C , I n c . L a r k i n , J . H . , a n d R e i f , F . ( 1 9 7 9 ) . U n d e r s t a n d i n g a n d t e a c h i n g p r o b l e m s o l v i n g i n p h y s i c s . E u r o p e a n J o u r n a l o f S c i e n c e E d u c a t i o n , 1 ( 2 ) , 1 9 1 - 2 0 3 . L a r k i n , J . , M c D e r m o t t , J . , S i m o n , D . P . , S i m o n , H . A . ( 1 9 8 0 ) . E x p e r t a n d n o v i c e p e r f o r m a n c e i n s o l v i n g p r o b l e m s . S c i e n c e , 2 0 8 . L a r k i n , J . H . , M c D e r m o t t , J . , S i m o n , D . P . , a n d S i m o n , H . A . ( 1 9 8 1 ) . M o d e l s o f c o m p e t e n c e i n s o l v i n g p h y s i c s p r o b l e m s . g p g p i t i v e S c i e n c e , 4 , 3 1 7 - 3 4 5 . L e b o u t e t - B a r r e l l , L . ( 1 9 7 6 ) . C o n c e p t s o f m e c h a n i c s i n y o u n g p e o p l e . P h y s i c s E d u c a t i o n , E U ) , 4 6 2 - 4 6 6 . L i p s o n , M . Y . ( 1 9 8 2 ) . L e a r n i n g n e w i n f o r m a t i o n f r o m t e x t : T h e r o l e o f p r i o r k n o w l e d g e a n d r e a d i n g a b i l i t y . J o u r n a l o f R e a d i n g B e h a v i o r , 1 4 ( 3 ) , 2 4 3 - 2 6 2 . L i p s o n , M . Y . ( 1 9 8 3 ) . T h e i n f l u e n c e o f r e l i g i o u s a f f i l i a t i o n i n c h i l d r e n ' s m e m o r y f o r t e x t i n f o r m a t i o n . R e a d i n g R e s e a r c h Q u a r t e i j y , _ l _ 8 _ ( 4 ) , 4 4 8 - 4 5 7 . L u k e , C . , D e C a s t e l l , S . , a n d L u k e , A . ( 1 9 8 3 ) . B e y o n d c r i t i c i s m : T h e a u t h o r i t y o f t h e s c h o o l t e x t . C u r r i c u l u m I n q u i r y , 1 1 ( 2 ) , 1 1 1 - 1 2 7 . M a c G i n i t i e , W . H . ( 1 9 7 9 ) . W h a t d o p u b l i s h e d c o m p r e h e n s i o n l e s s o n s t e a c h ? I n P r o c e e d i n g s , R e a d y ' 7 9 . T o r o n t o : Y o r k U n i v e r s i t y . M c C l o s k e y , M . ( 1 9 8 3 ) . I n t u i t i v e p h y s i c s . S c i e n t i f i c A m e r i c a p , 2 4 8 ( 4 ) , 1 2 2 - 1 3 0 . M c L a u g h l i n , G . H . ( 1 9 6 9 ) . S M O G — g r a d i n g - a n e w r e a d a b i l i t y f o r m u l a . J o u r n a l o f R e a d i n g , 1 2 , 6 3 9 - 6 4 6 . M a l i , G . H . , a n d H o w e , A . ( 1 9 7 9 ) . D e v e l o p m e n t o f e a r t h a n d g r a v i t y c o n c e p t s a m o n g N e p a l i c h i l d r e n . S c i e n c e E d u c a t i o n , £ 3 1 5 ) , 6 8 5 - 6 9 1 . 2 9 2 M a l l i n s o n , G . ( 1 9 5 0 ) . T h e r e a d i n g d i f f i c u l t y o f t e x t b o o k s i n e l e m e n t a r y s c i e n c e . T h e E l e m e n t a r y S c h o o l J o u r n a l , 5 9 , 4 6 0 - 4 6 3 . M a r i a , K . , a n d M a c G i n i t i e , W . H . ( 1 9 8 0 ) . P r i o r k n o w l e d g e a s a h a n d i c a p p i n g c o n d i t i o n . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e F o u r t h I n t e r n a t i o n a l C o l l o q u i u m i n S c h o o l P s y c h o l o g y , J e r u s a l e m . M a r i a , K . , a n d M a c G i n i t i e , W . H . ( 1 9 8 2 a ) . R e a d i n g c o m p r e h e n s i o n d i s a b i l i t i e s : K n o w l e d g e s t r u c t u r e s a n d n o n - a c c o m m o d a t i n g t e x t p r o c e s s i n g s t r a t e g i e s . A n n a l s o f D y s l e x i a , _ 3 _ 2 _ , 3 3 - 5 9 . M a r i a , K . , a n d M a c G i n i t i e , W . ( 1 9 8 2 b ) . T h e e f f e c t o f r e f u t a t i o n s t r u c t u r e t e x t s o n t h e r e a d i n g c o m p h r e h e n s i o n o f m i d d l e g r a d e c h i l d r e n . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e N a t i o n a l R e a d i n g C o n f e r e n c e , C l e a r w a t e r B e a c h , F L . M a r i a , K . , a n d M a c G i n i t i e , W . ( 1 9 8 3 ) . T h e e f f e c t o f p r e - q u e s t i o n s o n t h e c o m p r e h e n s o i n o f r e f u t a t i o n t e x t s . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g s o f t h e N a t i o n a l R e a d i n g C o n f e r e n c e , A u s t i n , T X . M a y e r , R . E . ( 1 9 8 3 ) . W h a t h a v e w e l e a r n e d a b o u t i n c r e a s i n g t h e m e a n i n g f u l n e s s o f s c i e n c e p r o s e ? S c i e n c e E d u c a t i o n , _ 6 _ 7 _ ( 2 ) : 2 2 3 - 2 3 7 . M e y e r , B . J . F . ( 1 9 7 5 ) . T h e o r g a n i z a t i o n o f p r o s e a n d i t s e f f e c t s o n m e m o r y . A m s t e r d a m : N o r t h - H o l l a n d P u b l i s h i n g C o m p a n y . M e y e r , B . J . F . ( 1 9 7 7 ) . T h e s t r u c t u r e o f p r o s e : E f f e c t s o n l e a r n i n g a n d m e m o r y a n d i m p l i c a t i o n s f o r e d u c a t i o n a l p r a c t i c e . I n R . C . A n d e r s o n , R . S p i r o , a n d W . M o n t a g u e ( E d s . ) , S c h o o l i n g a n d t h e a c q u i s i t i o n o f k n o w l e d g e . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . M e y e r , B . J . F . ( 1 9 8 4 ) . T e x t d i m e n s i o n s a n d c o g n i t i v e p r o c e s s i n g . h H . M a n d l , N . L . S t e i n , a n d T . T r a b a s s o ( E d s . ) , L e a r n i p g a n d c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m A s s o c i a t e s . M e y e r , J . , a n d Z i n a r , S . ( 1 9 7 9 ) . C o g n i t i v e s t y l e s i n r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n a n d p i c t u r e i n t e r p r e t a t i o n . U n p u b l i s h e d m a n u s c r i p t . M i n s t r e l l , J . ( 1 9 8 2 ) . C o n c e p t u a l d e v e l o p m e n t r e s e a r c h i n t h e n a t u r a l s e t t i n g o f t h e c l a s s r o o m . I n M . R o w e ( E d . ) , E d u c a t i o n f o r t h e 8 0 ' s : S c i e n c e . N a t i o n a l E d u c a t i o n a l A s s o c i a t i o n . M i n s t r e l l , J . ( 1 9 8 4 ) . T e a c h i n g f o r t h e u n d e r s t a n d i n g o f i d e a s : F o r c e s o n m o v i n g o b j e c t s . I n C . W . A n d e r s o n ( E d . ) , O b s e r v i n g s c i e n c e c l a s s r o o m s : P e r s p e c - t i v e s f r o m r e s e a r c h a n d p r a c t i c e . 1 9 8 4 Y e a r b o o k o f t h e A s s o c i a t i o n f o r t h e E d u c a t i o n o f T e a c h e r s i n S c i e n c e . C o l u m b u s , O H : E R I C C e n t e r f o r S c i e n c e , M a t h e m a t i c s , a n d E n v i r o n m e n t a l E d u c a t i o n . N a t i o n a l A c a d e m y o f S c i e n c e s . ( 1 9 8 2 ) . S c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s i n t h e s c h o o l s : R e p o r t o f a c o n v o c a t i o n . W a s h i n g t o n , D C . N a t i o n a l A s s e s s m e n t o f E d u c a t i o n a l P r o g r e s s . ( 1 9 7 8 ) . S c i e n c e a c h i e v e m e n t i n t h e s c h o o l s : A s u m m a r y o f r e s u l t s f r o m t h e 1 9 7 6 - 7 7 N a t i o n a l A s s e s s m e n t o f S c i e n c e . D e n v e r : E d u c a t i o n C o m m i s s i o n o f t h e S t a t e s . 2 9 3 N a t i o n a l A s s e s s m e n t o f E d u c a t i o n a l P r 0 g r e s s . ( 1 9 7 9 ) . T h r e e a s s e s s m e n t s o f s c i e n c e 1 9 6 9 - 7 7 : T e c h n i c a l s u m m a r y . W a s h i n g t o n , D C : N a t i o n a l C e n t e r f o r E d u c a t i o n a l S t a t i s t i c s , p p . l l - l 4 . N a t i o n a l R e s e a r c h C o m c i l ( 1 9 7 9 ) . T h e s t a t e o f s c h o o l s c i e n c e . W a s h i n g t o n , D C : N a t i o n a l R e s e a r c h C o u n c i l . N o v i c k , S . , a n d N u s s b a u m , J . ( 1 9 7 8 ) . J i m i o r h i g h s c h o o l p u p i l s ' i m d e r s t a n d i n g o f t h e p a r t i c u l a t e n a t u r e o f m a t t e r : A n i n t e r v i e w s t u d y . S c i e n c e E d u c a t i o p , 6 _ 2 _ , 2 7 3 - 2 8 2 . N o v i c k , S . , a n d N u s s b a u m , J . ( 1 9 8 1 ) . P u p i l s ' i m d e r s t a n d i n g o f t h e p a r t i c u l a t e n a t u r e o f m a t t e r : A c r o s s a g e s u d y . S c i e n c e E d u c a t i o n , 1 5 ( 2 ) : 1 8 7 - 1 9 6 . N u s s b a u m , J . ( 1 9 7 9 ) . C h i l d r e n ' s c o n c e p t i o n s o f e a r t h a s a c o s m i c b o d y : A c r o s s a g e s t u d y . S c i e n c e E d u c a t i o n , _ 6 _ 3 _ ( 1 ) , 8 3 - 9 3 . N u s s b a u m , J . , a n d N o v a k , J . ( 1 9 7 6 ) . A n a s s e s s m e n t o f c h i l d r e n ' s c o n c e p t s o f t h e e a r t h u s i n g s t r u c t u r e d i n t e r v i e w s . S c i e n c e E d u c a t i o n , _ 6 _ 0 ( 4 ) , 5 3 5 - 5 5 0 . N u s s b a u m , J . , a n d N o v i c k , S . ( 1 9 8 2 a ) . A l t e r n a t i v e f r a m e w o r k s , c o n c e p t u a l c o n f l i c t a n d a c c o m m o d a t i o n : T o w a r d a p r i n c i p l e d t e a c h i n g s t r a t e g y . I n s t r u c t i o n a l S c i e n c e , 1 1 ( 3 ) , 1 8 3 - 2 0 0 . N u s s b a u m , J . , a n d N o v i c k , S . ( 1 9 8 2 b ) . A s t u d y o f c o n c e p t u a l c h a n g e i n t h e c l a s s r o o m . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e N a t i o n a l A s s o c i a - t i o n f o r R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , L a k e G e n e v a n e a r C h i c a g o . N u s s b a u m , J . , a n d S h a r o n i - D a g a n , N . ( 1 9 8 3 ) . C h a n g e s i n s e c o n d g r a d e c h i l d r e n ' s p r e c o n c e p t i o n s a b o u t t h e E a r t h a s a c o s m i c b o d y r e s u l t i n g f r o m a s h o r t s e r i e s o f a u d i o - t u t o r i a l l e s s o n s . S c i e n c e E d u c a t i o n , fi n ) , 9 9 - 1 1 4 . O s b o r n e , R . J . , a n d W i t t r o c k , M . C . ( i m d a t e d ) . L e a r n i y n g p fi e n c e : A g e n e r a t i v e a c c e s s . A n u n p u b l i s h e d p a p e r f r o m G r a d u a t e S c h o o l o f E d u c a t i o n , U . C . L . A . , L o s A n g e l e s . P a l m e r , S . E . ( 1 9 7 5 ) . V i s u a l p e r c e p t i o n a n d w o r l d k n o w l e d g e : N o t e s o n a m o d e l o f s e n s o r y - c o g n i t i v e i n t e r a c t i o n . I n D . A . N o r m a n , D . E . R u m e l h a r t , a n d t h e L N R R e s e a r c h G r o u p , E x p l o r a t i o n s i n m i t i o n . S a n F r a n c i s c o : F r e e m a n . P a r i s , S . G . , a n d C r o s s , D . R . ( 1 9 8 3 ) . O r d i n a r y l e a r n i n g : P r a g m a t i c c o n n e c t i o n s a m o n g c h i l d r e n ' s b e l i e f s , m o t i v e s , a n d a c t i o n s . I n J . B i s a n z , G . B i s a n z , a n d R . K a i l ( E d s . ) , L e a r n i n g i n c h i l d r e n . N e w Y o r k : S p r i n g e r - V e r l a g . P e a r s o n , P . D . , H a n s e n , J . , a n d G o r d o n , C . ( 1 9 7 9 ) . T h e e f f e c t o f b a c k g r o u n d k n o w l e d g e o n y o u n g c h i l d r e n ' s c o m p r e h e n s i o n o f e x p l i c i t a n d i m p l i c i t i n f o r m a t i o n . J o u r n a l o f R e a d i n g B e h a v i g 1 1 , 2 0 1 - 2 0 9 . P e e c k , J . , v a n d e n B o s c h , A . B . , a n d K r e u p e l i n g , W . J . ( 1 9 8 2 ) . E f f e c t o f m o b i l i z i n g p r i o r k n o w l e d g e o n l e a r n i n g f r o m t e x t . J o u r n a l o f E d u c a t i o n a l P s y c h o l o g y , 2 3 ( 5 ) , 7 7 1 - 7 7 7 . 2 9 4 P e t e r s o n , P . L . , a n d S w i n g , J . R . ( 1 9 8 2 ) . B e y o n d t i m e o n t a s k : S t u d e n t s ' r e p o r t s o f t h e i r t h o u g h t p r o c e s s e s d u r i n g c l a s s r o o m i n s t r u c t i o n . T h e E l e m e n t a r y S c h o o l J o u r n a l , _ 8 _ 2 ( 5 ) , 4 8 1 - 4 9 1 . P i a g e t , J . ( 1 9 2 9 ) . T h e c h i l d ' s c o n c e p t i o n o f t h e w o r l d . L o n d o n : R o u t l e d g e a n d K e g a n P a u l . ( R e p r i n t e d : T o t o w a , N J : L i t t l e f i e l d , A d a m s a n d C o . , 1 9 6 9 ) . P i c k e r t , J . W . , a n d A n d e r s o n , R . C . ( 1 9 7 7 ) . T a k i n g d i f f e r e n t p e r s p e c t i v e s o n a s t o r y . J o u r n a l o f E d u c a t i o n a l P s y c o l o g y , 9 9 ( 4 ) , 3 0 9 - 3 1 5 . P i n e s , A . L . , N o v a k , J . D . , P o s n e r , G . J . , a n d V a n K i r k , J . ( 1 9 7 8 ) . T h e c l i n i c a l i n t e r v i e w : A m e t h o d f o r e v a l u a t i n g c o g p i t i v e s t r u c t u r e . ( R e s e a r c h R e p o r t N o . 6 ) . C u r r i c u l u m S e r i e s , D e p a r t m e n t o f E d u c a t i o n . I t h a c a : C o r n e l l U n i v e r s i t y . P i n e s , A . L . , a n d W e s t , L . ( 1 9 8 3 ) . A f r a m e w o r k f o r c o n c e p t u a l c h a n g e w i t h s p e c i a l r e f e r e n c e t o m i s c o n c e p t i o n s . I n H . H e l m a n d J . D . N o v a k ( E d s . ) , P r o c e e d i n g s o f t h e i n t e r n a t i o n a l s e m i n a r o n m i s c o n c e p t i o n s i n s c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s . I t h a c a , N Y : C o r n e l l U n i v e r s i t y . P o s n e r , G . , a n d G e r t z o g , W . ( 1 9 7 9 ) . T h e c l i n i c a l i n t e r v i e w a n d t h e m e a s u r m e n t o f c o n c e p t u a l c h a n g e . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e A n n u a l M e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , S a n F r a n c i s c o . P o s n e r , G . J . ( 1 9 8 1 a ) . N e w d e v e l o p m e n t s i n c u r r i c u l a r r e s e a r c h : I t ' s t h e t h o u g h t t h a t c o u n t s . T h e R e s e a r c h e r ( N E R A N e w s l e t t e r ) , 1 _ 9 ( 1 ) , 2 5 - 5 5 . P o s n e r , G . J . ( 1 9 8 1 b ) . A c p g n i t i v e s c i e n c e c o n c e p t i o n o f c u r r i c u l u m a n d i n s t r u c t i o n . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f A m e r i c a n E d u c a - t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , L o s A n g e l e s . P o s n e r , G . J . , S t r i k e , K . A . , H e w s o n , P . W . , a n d G e r t z o g , W . A . ( 1 9 8 2 ) . A c c o m m o - d a t i o n o f a s c i e n t i f i c c o n c e p t i o n : T o w a r d a t h e o r y o f c o n c e p t u a l c h a n g e . S c i e n c e E d u c a t i o n , _ 6 _ 6 ( 2 ) , 2 1 1 - 2 2 7 . R a y g o r , A . ( 1 9 7 7 ) . T h e R a y g o r r e a d a b i l i t y e s t i m a t e : A q u i c k a n d e a s y w a y t o d e t e r m i n e d i f f i c u l t y . I n P . D . P e a r s o n ( E d . ) , R e a d i n g : T h e o r y , r e s e a r c h , a n d p r a c t i c e . C l e m s o n , S C : N a t i o n a l R e a d i n g C o n f e r e n c e . R e d e r , L . M . ( 1 9 7 9 ) . T h e r o l e o f e l a b o r a t i o n s i n m e m o r y f o r p r o s e . C o g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 _ 1 _ , 2 2 1 - 2 3 4 . R e d e r , L . M . ( 1 9 8 0 ) . T h e r o l e o f e l a b o r a t i o n i n t h e c o m p r e h e n s i o n a n d r e t e n t i o n o f p r o s e : A c r i t i c a l r e v i e w . R e v i e w o f E d u c a t i o n a l R e s e a r c h , 5 0 , 5 - 5 3 . R e s n i c k , L . B . ( 1 9 8 1 ) . I n s t r u c t i o n a l p s y c h o l o g y . A n n u a l R e v i e w o f P s y c h o l o g y , 3 _ 2 , 6 5 9 - 7 0 4 . R e s n i c k , L . B . ( 1 9 8 3 ) . M a t h e m a t i c s a n d s c i e n c e l e a r n i n g : A n e w c o n c e p t i o n . S c i e n c e , 2 2 0 , 4 7 7 - 4 7 8 . R e y n o l d s , R . E . , T a y l o r , M . A . , S t e f f e n s o n , M . S . , S h i r e y , L . L . , a n d A n d e r s o n , R . C . ( 1 9 8 2 ) . C u l t u r a l s c h e m a t a a n d r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n . R e a d i n L R e s e a r c h s a g e s » 1 7 . . 3 5 3 - 3 6 6 . 2 9 5 R o t h , K . J . ( 1 9 8 3 ) . L e a r n i n g t o l e a r n f r o m t e a c h i n g . U n p u b l i s h e d m a n u s c r i p t , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y . R o t h , K . J . ( 1 9 8 4 a ) . C o n c e p t i o n s o f h e a t a n d t e m p e r a t u r e : A c r o s s - a g e c o m p a r i s o n . U n p u b l i s h e d m a n u s c r i p t . R o t h , K . J . ( 1 9 8 4 b ) . U s i n g c l a s s r o o m o b s e r v a t i o n s t o i m p r o v e s c i e n c e t e a c h i n g a n d c u r r i c u l u m m a t e r i a l s . I n C . W . A n d e r s o n ( E d . ) , O b s e r v i n g s c i e n c e c l a s s r o o m s : P e r s p e c t i v e s f r o m r e s e a r c h a n d p r a c t i c e . 1 9 8 4 Y e a r b o o k o f t h e A s s o c i a t i o n f o r t h e E d u c a t i o n o f T e a c h e r s i n S c i e n c e . C o l u m b u s , O H : E R I C C e n t e r f o r S c i e n c e , M a t h e m a t i c s , a n d E n v i r o n m e n t a l E d u c a t i o n . R o t h , K . J . ( 1 9 8 5 ) . F o o d f o r p l a n t s t e a c h e r ' s g u i d e ( R e s e a r c h S e r i e s N o . 1 5 3 ) . E a s t L a n s i n g , M I : h i s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y . R o t h , K . J . , A n d e r s o n , C . W . , a n d S m i t h , E . L . ( 1 9 8 3 ) . T e a c h e r e x p l a n a t o r y t a l k d u r i n g c o n t e n t a r e a r e a d i n g . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e N a t i o n a l R e a d i n g C o n f e r e n c e , A u s t i n , T X . R o t h , K . J . , S m i t h , E . L . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 3 ) . S t u d e n t s ' c o n c e p t i o n s o f p h o t o s y n t h e s i s a n d f o o d f o r p l a n t s . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e a n n u a l m e e t i n g o f t h e A m e r i c a n E d u c a t i o n a l R e s e a r c h A s s o c i a t i o n , M o n t r e a l , C a n a d a . R o t h , K . J . , S m i t h , E . L . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 4 ) . V e r b a l p a t t e r n s o f t e a c h e r s : C o m p r e h e n s i o n i n s t r u c t i o n i n t h e c o n t e n t a r e a s . I n G . D u f f y , L . R o e h l e r , a n d J . M a s o n ( E d s . ) , C o m p r e h e n s i o n i n s t r u c t i o n : P e r e p e c t i v e s a n d s p g g e s - t i o n s . N e w Y o r k : L o n g m a n , I n c . R o w e l l , J . A . , a n d D a w s o n , C . J . ( 1 9 7 7 ) . T e a c h i n g a b o u t f l o a t i n g a n d s i n k i n g : A n a t t e m p t t o l i n k c o g n i t i v e p s y c h o l o g y w i t h c l a s s r o o m p r a c t i c e . S c i e n c e E d u c a t i o n , e 1 0 ) , 2 4 5 - 2 5 3 . R o w e l l , J . A . , a n d D a w s o n , C . J . ( 1 9 8 0 ) . M o u n t a i n o r m o l e h i l l : C a n c o g n i t i v e p s y c h o l o g y r e d u c e t h e d i m e n s i o n s o f c o n c e p t u a l p r o b l e m s i n c l a s s r o o m p r a c t i c e ? S c i e n c e E d u c a t i o n , _ 6 _ 4 _ ( 5 ) , 6 9 3 - 7 0 8 . R u m e l h a r t , D . E . ( 1 9 8 0 ) . S c h e m a t a : B u i l d i n g b l o c k s o f c o g n i t i o n . I n R . J . S p i r o , B . C . B r u c e , a n d W . F . B r e w e r ( E d s . ) , T h e o r e t i c a l i s s u e s i n r e a d i n g c o m p r e - h e n s i o n . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m A s s o c i a t e s . R u m e l h a r t , D . W . , a n d O r t o n y , A . ( 1 9 7 7 ) . T h e r e p r e s e n t a t i o n o f k n o w l e d g e i n m e m o r y . I n R . C . A n d e r s o n , R . J . S p i r o , a n d W . E . M o n t a g u e ( E d s . ) , S c h o o l i n g a n d t h e a c q u i s i t i o n o f k n o w l e d g e . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . S c h a n k , R . C . , a n d A b e l s o n , R . P . ( 1 9 7 5 ) . S c r i p t s , p l a n s a n d k n o w l e d g e . I n A d v a n c e P a p e r s o f t h e F o u r t h I n t e r n a t i o n a l J o i n t C o n f e r e n c e o n A r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e . T b i l i s i , G e o r g i a , U S S R . S c h a n k , R . C . , a n d A b e l s o n , R . P . ( 1 9 7 7 ) . S c r i p t s , p l a n _ s , g o a l s L a n d i m d e r s t a n d i p g . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . 2 9 6 S c h n o t z , W . ( 1 9 8 4 ) . C o m p a r a t i v e i n s t r u c t i o n a l t e x t o r g a n i z a t i o n . I n H . M a n d l , N . L . S t e i n , a n d T . T r a b a s s o ( E d s . ) , L e a r n i n L a n d c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . S h a y e r , M . , a n d W y l a m , H . ( 1 9 8 1 ) . T h e d e v e l o p m e n t o f t h e c o n c e p t s o f h e a t a n d t e m p e r a t u r e i n 1 0 - 1 3 y e a r - o l d s . J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , 1 8 ( 5 ) , 4 1 9 - 4 3 4 . S h u e l l , T . J . ( 1 9 8 0 ) . L e a r n i n g t h e o r y , i n s t r u c t i o n a l t h e o r y , a n d a d a p t a t i o n . I n R . E . S n o w , P . A . F e d e r i c o , a n d W . B . M o n t a g u e ( E d s . ) , A p t i t u d e , l e a r n i n g , a n d i n s t r u c t i c p i , V o l u m e t w o . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . S h u l m a n , L . S . ( 1 9 7 4 ) . T h e p s y c h o l o g y o f s c h o o l s u b j e c t s : A p r e m a t u r e o b i t u a r y ? J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , 1 _ 1 _ ( 4 ) , 3 1 9 - 3 3 9 . S h u l m a n , L . S . ( 1 9 8 1 ) . E d u c a t i o n a l p s y c h o l o g y y r e t u r n s t o s c h o o l . I n v i t e d a d d r e s s , G . S t a n l e y H a l l L e c t u r e S e r i e s , A m e r i c a n P s y c h o l o g i c a l A s s o c i a t i o n , L o s A n g e l e s , C A . S i r o t n i k , K . A . ( 1 9 8 3 ) . W h a t y o u s e e i s w h a t y o u g e t - c o n s i s t e n c y , p e r s i s t e n c y a n d m e d i o c r i t y i n c l a s s r o o m s . H a r v a r d E d u c a t i o n a l R e v i e w , 5 1 ( 1 ) , 1 6 - 3 1 . S j g i b e r g , S . , a n d L i e , S . ( 1 9 8 1 ) . I d e a s a b o u t f o r c e a n d m o v e m e n t a m o n g N o r w e g i a n p u p i l s a n d s t u d e n t s . U n i v e r s i t y o f O s l o : R e p o r t 8 1 - 1 1 , I n s t i t u t e o f P h y s i c s R e p o r t S e r i e s . S m i t h , E . L . ( 1 9 8 1 ) . E l e m e n t a r y s c i e n c e i n t h e U . S . : S t a t u s r e p o r t . C h i l d r e n a n d T e c h n o l o g y , N a t i o n a l S c h o o l B o a r d o f S w e d e n . S m i t h , E . L . a n d S e n d e l b a c h , N . B . ( 1 9 8 2 ) . T h e p r o g r a m , t h e p l a n s , a n d t h e a c t i v i t i e s o f t h e c l a s s r o o m : T h e d e m a n d s o f a c t i v i t y b a s e d s c i e n c e . I n J . K . O l s o n ( E d . ) , I n n o v a t i o n i n t h e s c i e n c e c u r r i c u l u m : C l a s s r o o m k n o w l e d g e a n d c u r r i c u l u m c h a n g e . L o n d o n : C r o o m - H e l m . S m i t h , E . L . ( 1 9 8 3 ) . T e a c h i n g f o r c o n c e p t u a l c h a p g e : S o m e w g s o f g o i n g w r o n g . I n H . H e l m a n d J . N o v a k ( E d s . ) , P r o c e e d i n g s o f t h e i n t e r n a t i o n a l s e m i n a r o n m i s c o n c e p t i o n s i n s c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s . I t h a c a , N Y : C o r n e l l U n i v e r - s i t y . S m i t h , E . L . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 4 a ) . P l a n t s a s p r o d u c e r s : A c a s e s t u d y o f e l e m e n t a r y s c i e n c e t e a c h i n g . J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , £ 1 1 7 ) , 6 8 5 - 6 9 8 0 S m i t h , E . L . , a n d A n d e r s o n , C . W . ( 1 9 8 4 b ) . T h e p l a n n g g a n d t e a c h i n g i n t e r m e d i a t e s c i e n c e s t u d y : F i n a l r e p o r t ( R e s e a r c h S e r i e s N o . 1 4 7 ) . E a s t L a n s i n g , M I : I n s t i t u t e f o r R e s e a r c h o n T e a c h i n g , M i c h i g a n S t a t e U n i v e r s i t y . S m i t h , F . ( 1 9 7 5 ) . C o m p r e h e n s i o n a n d l e a r n ' y i p g : A c o n c e p t u a l f r a m e w o r k f o r t e a c h e r s . N Y : H o l t , R i n e h a r t a n d W i n s t o n . S m i t h , H . A . , B l e c h a , M . K . , a n d P l e s s , H . ( 1 9 7 4 ) . M o d e r n s c i e n c e p L e v e l s i x . R i v e r F o r e s t , I L : L a i d l a w B r o t h e r s . 2 9 7 S o l o m o n , J . ( 1 9 8 3 ) . T h i n k i n g i n t w o w o r l d s o f k n o w l e d g e . I n H . H e l m a n d J . N o v a k ( E d s . ) , P r o c e e d i n g s o f t h e i n t e r n a t i o n a l s e m i n a r o n m i s c o n c e p t i o n s i n s c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s . I t h a c a , N Y : C o r n e l l U n i v e r s i t y . S p i l i c h , G . J . , V e s o n d e r , G . T . , C h i e s i , H . L . , a n d V o s s , J . F . ( 1 9 7 9 ) . T e x t p r o c e s s i n g o f d o m a i n - r e l a t e d i n f o r m a t i o n f o r i n d i v i d u a l s w i t h h i g h - a n d l o w - d o m a i n k n o w l e d g e . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i p L a n d V e r b a l B e h a v i o r ; _ l _ 8 _ , 2 7 5 - 2 9 0 . S p i r o , R . J . ( 1 9 7 9 ) . E t i o l c g y o f r e a d i n g c o m p r e h e n s i o n s t y l e ( T e c h n i c a l r e p o r t N o . 1 2 4 ) . U r b a n a , I L : U n i v e r s i t y o f I l l i n o i s , C e n t e r f o r t h e S t u d y o f R e a d i n g . S p i r o , R . J . , a n d S m i t h , D . ( i n p r e s s ) . P a t t e r n s o f o v e r r e l i a n c e o n b o t t o m - u p a n d t o p - d o w n p r o c e s s e s i n c h i l d r e n . S p i r o , R . J . , a n d T i r r e , W . C . ( 1 9 8 0 ) . I n d i v i d u a l d i f f e r e n c e s i n s c h e m a u t i l i z a t i o n d u r i n g d i s c o u r s e p r o c e s s i n g . J o u r n a l o f E d u c a t i o n a l P s y c h o l o g y , z _ 2 _ . , 2 0 4 — 2 0 8 . S t a k e , R . , a n d E a s l e y , J . ( 1 9 7 8 ) . C a s e s t u d i e s i n s c i e n c e e d u c a t i o n . W a s h i n g t o n , D C : U . S . G o v e r n m e n t P r i n t i n g O f f i c e . S t e a d , B . F . , a n d O s b o r n e , R . J . ( 1 9 8 0 ) . E x p l o r i n g s t u d e n t s ' c o n c e p t s o f l i g h t . A u s t r a l i a n S c i e n c e T e a c h e r s J o u r n a l , 1 6 ( 3 ) , 8 4 - 9 0 . S t r a u s s , S . ( 1 9 8 1 ) . C o g n i t i v e d e v e l o p m e n t i n s c h o o l a n d o u t . C o g p i t i o n , 1 ( 1 , 2 9 5 - 3 0 0 . S t r a u s s , S . ( E d . ) w i t h R . S t a v y . ( 1 9 8 2 ) . U - s h a p e d b e h a fi o r fl g o w t h . N Y : A c a d e m i c P r e s s . S t r a u s s , S . , a n d S t a v y , R . ( 1 9 8 3 ) . E d u c a t i o n a l - d e v e l o p m e n t a l p s y c h o l o g y o f c u r r i c u l u m d e v e l o p m e n t : T h e c a s e o f h e a t a n d t e m p e r a t u r e . I n H . H e l m a n d J . N o v a k ( E d s . ) , P r o c e e d i n g s o f t h e i n t e r n a t i o n a l s e m i n a r o n m i s c o n c e p - t i o n s i n s c i e n c e a n d m a t h e m a t i c s . I t h a c a , N Y : C o r n e l l U n i v e r s i t y . T a s k e r , R . ( 1 9 8 1 ) . C h i l d r e n ' s v i e w s a n d c l a s s r o o m e x p e r i e n c e s . A u s t r a l i a n S c i e n c e T e a c h e r s J o u r n a l , 1 1 ( 3 ) , 3 3 - 3 7 . T h o r n d y k e , P . W . ( 1 9 7 6 ) . T h e r o l e o f i n f e r e n c e s i n d i s c o u r s e c o m p r e h e n s i o n . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i n g a n d V e r b a l B e h a v i o r , 1 _ 5 _ ( 4 ) , 4 3 7 - 4 4 6 . T h o r n d y k e , P . W . , H a y e s - R o t h , B . ( 1 9 7 9 ) . T h e u s e o f s c h e m a t a i n t h e a c q u i s i t i o n a n d t r a n s f e r o f k n o w l e d g e . Q e g n i t i v e P s y c h o l o g y , 1 1 ( 1 ) , 8 2 - 1 0 6 . T h o r n d y k e , P . W . , a n d Y e k o v i c h , F . R . ( 1 9 7 9 ) . A c r i t i q u e o f s c h e m a t a a s a t h e o r y o f h u m a n s t o r y m e m o r y . P o e t i c s . T i b e r g h i e n , A . ( 1 9 7 9 ) . M o d e s a n d c o n d i t i o n s o f l e a r n i n g - a n e x a m p l e : ' S o m e a s p e c t s o f t h e c o n c e p t h e a t ' . P a p e r p r e s e n t e d a t t h e C o g n i t i v e D e v e l o p - m e n t R e s e a r c h i n S c i e n c e a n d M a t h e m a t i c s C o n f e r e n c e , U n i v e r s i t y o f L e e d s . T o u l m i n , S . ( 1 9 7 2 ) . H u m a n u n d e r s t a n d i n g . P r i n c e t o n , N J : P r i n c e t o n U n i v e r s i t y P r e s s . 2 9 8 T ‘ r o w b r i d g e , D . , a n d M c D e r m o t t , L . ( 1 9 8 0 ) . I n v e s t i g a t i o n o f s t u d e n t u n d e r s t a n d - i n g o f t h e c o n c e p t o f v e l o c i t y i n o n e d i r e c t i o n . A m e r i c a n J o u r n a l o f P h y s i c s , E , 1 0 2 0 . V i e n n o t , L . ( 1 9 7 9 ) . S p o n t a n e o u s r e a s o n i n g i n e l e m e n t a r y d y n a m i c s . E u r o p e a n J o u r n a l o f S c i e n c e E d u c a t i o n , 1 , 2 0 5 - 2 2 2 . V o s s , J . F . ( 1 9 8 4 ) . O n l e a r n i n g a n d l e a r n i n g f r o m t e x t . I n H . M a n d l , N . L . S t e i n , a n d T . T r a b a s s o ( E d s . ) , L e a r n i n g a n d c o m p r e h e n s i o n o f t e x t . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . V o s s , J . F . , V e s o n d e r , G . T . , a n d S p i l i c h , G . J . ( 1 9 8 0 ) . T e x t g e n e r a t i o n a n d r e c a l l b y h i g h - k n o w l e d g e a n d l o w - k n o w l e d g e i n d i v i d u a l s . J o u r n a l o f V e r b a l L e a r n i n g a n d V e r b a l B e h a v i o r , E ) , 6 5 1 - 6 6 7 . W a e r n , Y . ( 1 9 7 7 ) . O n t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n k n o w l e d g e o f t h e w o r l d a n d c o m p r e h e n s i o n o f t e x t s . S c a n d i n a v i a n J o u r n a l o f P s y c h o l o g y , 1 _ 8 , 1 3 0 - 1 3 9 . W a l k e r , C . H . , a n d M e y e r , B . J . F . ( 1 9 8 0 ) . I n t e g r a t i n g i n f o r m a t i o n f r o m t e x t : A n e v a l u a t i o n o f c u r r e n t t h e o r i e s . R e v i e w o f E d u c a t i o n a l R e s e a r c l p 5 2 ( 3 ) , 4 2 1 - 4 3 7 . W e i s s , L R . ( 1 9 7 8 ) . R e p o r t o f t h e 1 9 7 7 N a t i o n a l S u r v e y o f S c i e n c e , M a t h e m a t i c s a n d S o c i a l S t u d i e s E d u c a t i o n . N a t i o n a l S c i e n c e F o u n d a t i o n C o n t r a c t N o . C 7 6 1 9 8 4 8 . W a s h i n g t o n , D C : U . S . G o v e r n m e n t P r i n t i n g O f f i c e . W h i t e , B . Y . ( 1 9 8 4 ) . D e s i g n i n g c o m p u t e r g a m e s t o h e l p p h y s i c s s t u d e n t s u n d e r s t a n d N e w t o n ' s l a w s o f m o t i o n . a n i t i o n a n d I n s t r u c t i o n , 1 ( 1 ) , 6 9 - 1 0 8 . W i n n e , P . H . , a n d M a r x , R . W . ( 1 9 8 2 ) . S t u d e n t s ' a n d t e a c h e r s ' v i e w s o f t h i n k i n g p r o c e s s e s f o r c l a s s r o o m l e a r n i n g . E l e m e n t a r y S c h o o l J o u r n a l , _ 8 _ 2 _ ( 5 ) , 4 9 3 - 5 1 8 . W i s e r , M . , a n d C a r e y , S . ( 1 9 8 3 ) . W h e n h e a t a n d t e m p e r a t u r e w e r e o n e . I n G e n t n e r , D . , a n d S t e v e n s , A . L . ( E d s . ) , M e n t a l M o d e l s . H i l l s d a l e , N J : L a w r e n c e E r l b a u m . W o o d w o r t h , R . S . ( 1 9 3 0 ) . E x p e r i m e n t a l p s y c h o l o g y . N Y : H o l t a n d C o m p a n y . Z a ' R o u r , G . I . ( 1 9 7 5 ) . S c i e n c e m i s c o n c e p t i o n s a m o n g c e r t a i n g r o u p s o f s t u d e n t s i n L e b a n o n . J o u r n a l o f R e s e a r c h i n S c i e n c e T e a c h i n g , 1 _ 2 _ ( 4 ) , 3 8 5 - 3 9 1 . A P P E N D I C E S A P P E N D I X A E X P E R I M E N T A L T E X T A P P E N D I X A E X P E R D I E N T A L T E X T F W D F O R P L A N T S C l a i r e : O n e - I n t r o d u c t i o n I n s a n e v a y s . f o o d f o r p l a n t s i s l i k e f o o d f o r h m . B u t i n o t h e r v e r y i n p o r t a n t h a y s , f o o d f o r p l a n t s i s q u i t e d i f f e r e n t f r a n f o o d f o r h u m u s . I n t h i s c h a p t e r i n w i l l . i n v e s t i g a t e i n » p l a n t s g e t t h e i r f o o d . W h a t i s f o o d ? I n o r d e r t o u n d e r s t a n d h o w p l a n t s g e t t h e i r f o o d , y o u n e e d t o u n d e r s t a n d t h e s c i e n t i f i c r u n n i n g o f t h e w o r d “ f o o d . “ T h i s d e f i n i t i o n s a y h e v e r y d i f f e r e n t f r a i l w h a t y o u u s u a l l y t h i n k o f a s f o o d . W r i t e t h a n h o w y o u w o u l d k f i n e f o o d . I n y o u r k f i n i t i o n , i s j u i c e a f o o d ? I s v a t e r a f o o d ? I s s u g a r a f o o d ? 2 9 9 3 0 0 I n e v e r y d a y l i f e , p e o p l e h a v e l o t s o f w a y s o f t h i n k i n g a b o u t w h a t f o o d i s . S a m w o u l d s a y j u i c e i s n o t a f o o d , b e c a u s e y o u d o n o t c h e w i t . O t h e r s w o u l d s a y t h a t a l l t h r e e o f t r e a t a r e f o o d s b e c a u s e t h e y a r e a l l t a k e n i n t o o u r b o d i e s . B u t s c i e n t i s t s a l l a g r e e o n o n e s p e c i a l d e f i n i t i o n o f f o o d . W h e n w e t h i n k a b o u t f o o d i n t h i s c h a p t e r , w e w i l l a l w a y s u s e t h e s c i e n t i s t s ' d e f i n i t i o n o f f o o d . S c i e n t i s t s d e f i n e f o o d a s a n y t h i n g t h a t . g i v e s l i v i n g t h i n g s t h e e n e r g y t h e y n e e d t o g r o w a n d t o k e e p a l l t h e i r i n s i d e p a r t s w o r k i n g p r o p e r l y . T h e m a t i n p o r t a n t w o r d i n t h i s d e f i n i t i o n i s m . E n e r g y i s t h e a b i l i t y t o d o w o r k . E n e r g y i s n o t s o m e t h i n g y o u c a n s e e , b u t i t i s s o m e t h i n g t h a t e v e r y l i v i n g t h i n g m t h a v e i n o r d e r t o l i v e . L i v i n g t h i n g s g e t t h e i r e n e r g y f r e e f o o d . F o o d J m u s t s u p p l y e n e r g y . T h e e n e r g y i n p l a n t s ' a n d a n i m a l s ' f o o d e n a b l e s t l m t o d o w o r k : t o g r o w . t o r e p r o d u c e . t o m . e t c . B e c a m e j u i c e a n d s u g a r s u p p l y m e r g y t o l i v i n g t h i n g s , s c i e n t i s t s w o u l d c o n s i d e r t h e m b o t h f o o d . S c i e n t i s t s w o u l d n o t c o n s i d e r w a t e r a f o o d . b e c a u s e i t d o e s n o t g i v e l i v i n g t h i n g s a n y e n e r g y . V i t a m i n p i l l s a l s o a r e n o t f o o d b y t h i s a f i n i t i o n . T h e y m n o t s u m l y m e r g y . U s i g g Q ; s c i g t g g i g g f i p i t i o n o f f o o d , e x p l a i n w h y y o u c o u l d n o t l i v e a : w a t e r a n d v i t a - i n p i l l s a l o n e . 3 0 1 H o w F o o d f o r P l a n t s i s L i k e F o o d f o r H u m e B o t h h m a n s a n d p l a n t s n e e d f o o d f o r t h e s a n ' e r e a s c n . T h e y n e e d f o o d b e c a u s e f o o d g i v e e t l a e l n t i a e e x i e r g y t h a t t h e y m u s t h a v e t o g r c w a n d t o k e e p a l l t h e i r p a r t s w o r k i n g p m p e x i y . C a r s u s e g a s o l i n e f o r m e r g y t o r a k e a l l t h e p a r t s i n s i ¢ t h e m g i n e w o r k p r o p e r l y . L i v i n g t h i n g s g e t a l l t h e i r e n e r g y t r o n f o o d . B o t h p l a n t s a n d h u m a n s m t h a v e t h i s m a n y - s u p p l y i n g s u n t a n o e . H a v P b o d e r P l a n t s i s D i f f e r e n t h u n l ' b o d f o r fl m e n s G R O C E R Y P l a n t s c a n n o t g e t f o o d t h e u e y w e m . M b n o t h a v e m u t h s . u s l t h e y c a n n o t g o o u t a n d b u y f o o d f r a n t h e s t o r e l S o i m ® t h e y g e t f o o d ? H u t k i n d o t f o o d d o t h e y u s e ? 3 0 2 W r i t e d o w n y o u r i d e a s a b o u t h o w p l a n t s g e t f o o d . W r i t e d o w n y o u r i d e a s a b o u t w h a t k i n d o f f o o d p l a n t s u s e . I n t h i s u n i t . w e w i l l f i n d o u t w h a t f c o d i s f o r - p l a n t s “ i m p l a n t s g e t t h e i r f o o d . A s w e g o a l o n g , c a l p a r e H u t y o u t i n d w t w i t h m t p u l n v e j m t w r i t t e n . S e e i f y o u r i d e a s c h a n g e i n s a l e u y s . 3 0 3 C h a p t e r ' m o D o S e e d s P r o v i d e F o o d F o r P l a n t s ? O n e w a y t o g e t i n f o r m a t i o n a b o u t p l a n t s ' f o o d i s b y d o i n g e x p e r i n e n t s w i t h p l a n t s . R e a d t h e f o l l o w i n g d e s c r i p t i o n o f a n e x p e r i n m t w i t h s e e d s . A s y o u r e a d t h i s d e s c r i p t i o n . t h i n k a b o u t w h a t c l u e s t h i s e x p e r i x r e n t g i v e s a b o u t f o o d f o r p l a n t s . E b c p e r i n e n t : D o s e e d s p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ; ” m y o u s p l i t a b e a n s e e d i n h a l f , y o u w i l l f i n d t l ' n t a b e a n s e e d h a s t h r e e p a r t s . ' m e r e i s a l i t t l e p a r t t h a t l o d c s l i k e a m i n i a m m m t . I t i s o a l l e d a n e r b r y o ( a n ’ b r i a ) a n d w i l l g r w i n t o t l ' a a d u l t p l a n t . ' I h e t w o l a r g e o v a l p a r t s o f t h e s e e d a r e t h e m t y l e d m o m t ’ a i e ’ d a n z ) : c a s u d n ' w b m ‘ ‘ O t 5 ‘ “ . " 3 0 4 I n t h i s e x p e r i m e n t , s o m e s e e d s w e r e t a k e n a p a r t a n d p l a c e d o n m i s t p a p e r t o w e l s i n a r o u n d d i s h . F i r s t . a w h o l e b e a n s e e d ( ) w a s p l a c e d i n t h e d i s h . N e x t . a c n t y l e t b n w i t l n u t a n a u b r y o a t t a c h e d ( Q ) w a s p l a c e d o n t h e W e l s . T h i r d , a p l a n t - l i k e e m b r y o ( fl ) w a s s e p a r a t e d f r o m i t s m t y l e d o n a n d p l a c e d a l l b y i t s e l f . L a s t , a s e e d h a l f t h a t h a d a c o t y l e d a n w i t h a n a r b r y o a t t a d i e d t o i t ( 6 ) w a s p l a c e d i n t h e d i s h . T h e f o l l o w i n g p i c t u r e s h o w s h o w t h e e x p e r i h m t w a s s e t u p . F i l l i n t h e n a m e s o f t h e p l a n t p a r t s . # 1 s l o w t h e w h a l e b e a n s e e d . # 2 i s o n e m t y l e d o n h a l f . I t h a s n o a b r y o a t t a c h e d t n i t . # 3 i s a n a t b r y o . I t i s n o t a t t a d i e d t o a m t y l e d o n . # 4 i s a n e r b r y o a t t a c h e d t o o n e m t y l e d m h a l f . . s t ( 3 H » : 2 1 3 . , _ , # W 3 . — ’ - O n t h e l i n e s t h a t s a y " i b u r p r e d i c t i o n , ” f i l l i n m t i ' a r y o u fi i i n k t h e p l a n t p a r t w i l l g r o w ( Y E S ) o r w i l l n o t g r o w ( I D ) . B t p h i n y o u r r e a s o m f o r y o u r p r e d i c t i o n s . W h o l e s e e d C o t a y l l o \ J / \ L N 0 e n ’ G o n d e R O W T H E N m a O b l r o y n o e C o t y e l m e b d r o y n o w i t h J V G R O H T H { I 3 0 5 A f t e r a b o u t t w o w e e k s , s o n e e o f t h e s e e d p a r t s h a d g r o w n a n d o t h e r s h a d n o t . H e r e i s w h a t h a p p e n e d t o e a c h o f t h e f o u r p a r t s : W h i c h p l a n t p a r t s g r e w ? W h i c h p l a n t p a r t s d i d n o t g r o w ? b c p l a i n w h y y o u t h i n k t h e w t o l e s e e d m d t h e o o t y l e d m w i t h u u e t b r y o m r e t h e e o n l y o n e s t h a t g r e w ; 3 0 6 I l o w w o u l d a s c i e n t i s t e x p l a i n t h e s e o b s e r v a t i o n s ? A g o o d e x p l a n a t i o n f o r a s c i e n c e e x p e r i m e n t d o e s n o t j u s t t e l l w h a t y o u s a w . A q u d e x p l a n a t i o n g i v e s a r e a s o n { ' 2 1 s o m e t h i n g h a p p e n e d . S o m e t i m e s y o u h a v e t o t r u n k a b o u t t h i n g s y o u o a x m t s e e t o a z r e u p w i t h a g o o d e x p l a n a t i o n o f w h a t y o u g s e e . Y o u r o b s e r v a t i m s o f t h e b e a n s e e d s c a n b e u s e d a s c m k i n d o f e v i d e n c e a b o u t h o w p l a n t s g e t f o o d . B e l o w a r e t h r e e p o s s i b l e e x p l a n a t i o n s o f w h a t h a p p e n e d i n t h e e x p e r i m e n t . D e c i d e w h i c h o n e y o u t h i n k i s t i e E g e x p l a m t i o n o f t h e r e s u l t s - W : l . m e s s e d s w i t h a n e r b r y o a t t a d a e d m a c o t y l e m n g r e w . ' m e a n b r y o a l o n e d i d n o t g r o w . ' n ' x e m t y l e d o n a l o n e d i d m t g r m . _ _ _ _ 2 . ' I h e e n b r y o w i l l g r o w w h a i a t t a c h e d t o a m t y l e d ' a n , b e c a u s e t h e c o t y l e d o n p r o v i d e s t h e e m b r y o w i t h f o o d . _ _ _ 3 . m e a r b r y o w i l l g r o w m e n a t t a d i a i m a m t y l e d a i , m i t n e e d s t h e c o t y l e d m . H a w a S c i m t g i t s t M i g h t T h i n k A b o u t M W A s c i m t i s t m u l d s a y t h a t m m e r l i s m t a g o c d e x p l a m t i c n o f fl a r m l t s . I t j u s t t e l l s y o u w x a t y o u s a w h a p p m i n t h e e x p e r i n m t . I t c b s n o t t e l l m t h i s h a p p e n e d . I t d o a n o t g i v e a n y r e a s o n s . I t d o e s m t t e l l e t m i g h t b e b a g u e d n g i g g i g e fl a p l m t u u t m u l d e x p l a i n m y fl a m m fl y m m a t t a c h e d t n t i e m t y l e c b n . N u r b e r 3 g i v e s a r e a s o n . I t s a y s t h a t fi x e e r b r y o g m o n l y d m a t t a d l e d t o t h e c n t y l e d n , b e c a u s e i t n e e d s t h e m t y l e c h i . m t t h i s m c p l a n a t i m c b e s m t t e l l fl t h e e n b r y o n e e d s t h e c o t y l e b n . I t i e n o t a v e r y c x s t p l e t e e x p l a n a t i c n . N u n b e r Z i s t h e n o ' s t c m p l e t e e x p l a n a t i m . I t g i v e s a r e a s m m t h e e r b r y o g r o w s w i a i a t t a d i e d t o a m t y l e m i . W e c a x m t g g t h e u b r y o w t t i n g f o o d f r u n t m c o t y l e d m . b u t w e g _ r _ n s e e u u t i t g m a u y m m m a c o t y l e c b i . A l l o g i c a l e x p l a n a t i m t o r m i s h d n t fl n m t y l e b i h fi v i n g f o o d t o t h e e r b r y o . S m n m t n r s l a n d B a r e m t a s c m p l e t e e s p l a n a d m s a s n m b e r Z . ‘ ‘ I h e y 3 0 7 o n l y d e s c r i b e w h a t w e c a n s e e . T h e y d o n o t t a l k a b o u t w h a t m i g h t b e h a p p e n i n g i g _ s _ i d _ e t h e s e e d t h a t m u l d e x p l a i n w h y t h e s e e d g r e w o n l y w h a i i t h a d a c o t y l e d o n . S c i e n t i s t s t r y t o e x p l a i n t h e i r o b s e r v a t i o n s o f p l a n t s b y t h i n k i n g a b o u t w h a t i s c p i n g o n _ i n _ s i d _ g t h e p l a n t . ‘ I h u s , w e c a n e x p l a i n o u r e x p e r i m e n t w i t h t h e i d e a t h a t p l a n t s g e t f o o d E r a n t h e c o t y l e d o n . B u t t h i s i s o n l y p a r t o f t h e s t o r y . w h e r e d a e s t h e f o o d i n t h e c o t y l e d o n c n n e f r u n ? t h a t i s a q u e s t i o n w e w i l l c o n e b a c k t o l a t e r . F i r s t , l e t ' s e x p l o r e o t h e r p o s s i b l e s o u r c e s o f f o o d fi o r p l a n t s . 3 0 8 C h a p t e r ' m r e e A n B y e r i m e n t w i t h G r a s s P l a n t s L e t ' s l o o k a t a n o t h e r e x p e r i m e n t a n d s e e w h a t w e c a n f i n d o u t a b o u t f o o d f o r p l a n t s . I n t h i s e x p e r i n ‘ e n t s a n e g r a s s s e e d s w e r e p l a n t e d i n s a n e s o i l , g i v e n w a t e r , a n d p u t i n t h e d a r k . [ b y o u t h i n k t h e s e e d s w o u l d b e g i n t o g r o w i n t h e d a r k ? _ _ _ ' m e p l a n t s d _ i i l _ g r o w i n t h e d a r k . I n f e c t . t h e y g r e w v e r y t a l l , b i t t h e y w e r e y e l l o w i s h a n d l o o k e d s t r i n g y a n d m h e a l t h y . O t h e r g r a s s s e e d s w e r e p l a n t e d i n t h e s m e k i n d o f s o i l m d g i v e n t h e s a n e a n o u n t o f w a t e r . B u t t h e y w e r e p l a c e d i n t h e l i g h t . m y o u t h i n k t h e s e e d s g r e w ? _ ' I h e y d i d g r o w , m t t h e y d i d m t g r w a s q u i d t l y a s t h e p l a n t s i n t l ' e d a r k . f b w e v e r , t r e y w e r e g r e e i a n d v e r y l n a l t h y l o o k i n g . - “ ' 1 ' - @ - M R K F l 0 " I ' ‘ [ 1 ‘ 1 9 “ s f / ; ? ' 1 { A u t o c o c n a n . . . - 1 - . . - . . - * - . . — m a t c b y o u t h i n k w i n h a m e n m t i n g r a s s p l a n t s p l m t d i n t h e d a d t i f t h e y a r e l e f t i n t h e d a r k f o r a l o n g t i n e ? D c p l a i n w h y y o u t h i n k t h i s w i l l h a p p m . m a t d a y o u t h i n k w i u h a p p m t o t h e g r a s s p l m t s i n t l a d a d t i t t h e y a r e n o v e d t o t i n s u n s h i n e ? m p l a i n w h y y o u t h i r u c t l fi s w i l l h a t p m . 3 0 9 t h a t a c t u a l l y h a p p e n e d i n t h i s : e x p e r i m e n t i s t h a t t h e p l a n t s l e f t i n t h e d a r k d i g , b u t t h e p l a n t s t h a t w e r e n o v e d f r o m t h e d a r k t o t h e s u n s h i n e t u r n e d g r e e n a n d g o t h e a l t h y a n d c o n t i n u e d t o l i v e . E b c p l a i n w h y y o u t h i n k t h e g r a s s b e g a n t O g r o w i n t h e l i g h t a n d t h e d a x - k , b u t t h e n d i e d i n t h e d a r k ( t h i n k a b o u t t h e p l a n t s ' f o o d ) . N e w r e a d o n t o f i n d o u t a b o u t h o w s c i e n t i s t s e x p l a i n t h e s e r e s u l t s . D o s o i l a n d w a t e r p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ? S o i l i s n o t f o o d . m t i t d o e s o m t a i n t h i n g s i n i t M a s u u n e r a l s . w a t e r . i n s e c t s , e t c . A r e t h e s e f o o d f o r p l a n t s ? D o p l a n t s t a k e i n f o o d t r o n t i n s o i l t h r o u g h t h e i r r o o t s ? I n t h e e x p e r i m e n t t h e g r a s s p l a n t s i n t h e l i g h t a n d t h e g r a s s p l a t s i n t h e d a r k h a d t l ' e s a n e s o i l a n d t h e s a r e a n o m t o f w a t e r . m t h h a d s o i l a n d w a t e r . b u t t h e p l a n t s i n t h e l i g h t l i v e d a n d t i e p l a n t s i n t h e d a r k d i e d . ' I h e r e a m n t h e p l a n t s i n t h e d a r k d i e d i s t h a t t i a y d i d m t h a v e h o d m s u p p l y t h e e n e r g y t r e y n e e d e d m m t i n u e l i v i n g a n d g r o w i n g . ' m e s o i l a n d w a t e r w e r e n o t fi o o d . m e y d i d n o t m l y t h e c m r g y m e d e d t o r l i t e m d g r o w d i . ' m e p l a n t s h a d w a t e r a r x i s o i l . b u t t h e y h a d m £ o o d . P l a n t s c a m n t g t t l ' n i r f o o d f r u n s o i l o r w a t e r , s o t h e p l a m s i n t m d a r k d i e d f r a n l a d c o t fi c o d . 3 1 0 D o e s s u n l i g h t p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ? Y o u r e x p e r i m e n t d a m n s t r a t e d t h a t p l a n t s n e e d l i g h t t o c o n t i n u e l i v i n g a n d g r o w i n g . D o e s t h i s m a n t h a t s u n l i g h t i s f o o d f o r p l a n t s ? I n o r d e r t o f i n d o u t i f s u n l i g h t i s f o o d f o r p l a n t s . y o u n e e d t o k n o w s o r e a b o u t p l a n t s t h a n w e c a n o b s e r v e i n t h i s e x p e r i n e n t . A g o o d e x p l a n a t i o n o f w h y t h e p l a n t s i n t h e l i g h t l i v e a n d w h y t h e p l a n t s i n t h e d a r k d i e m i n t t e l l u s n o r e t h a n w h a t h a p p e n e d . I t m u s t t e l l u s n o t e t h a n “ p l a n t s n e e d l i g h t . ” W e w e n t t o m y t h e p l a n t s n e e d t h e e u r o S c i e n t i s t s h a v e d e v e l o p e d g o o d e x p l a n a t i o n s f o r t h e s e o b s e r v a t i o n s . ' I h e y h a v e c o n d u c t e d u e n y e x p e r i x m t s a n d b m l o t s o f t h i n k i n g a b o u t m a t i s g o i n g o n i n s i d e t h e p l a n t s . W h a t h a p p e n s t o t h e s m l i g h t w h e n i t e a t e r s t h e l e a v e s o f p l a n t s ? S c i e n t i s t s h a v e f o u n d t h a t t h e s u n i s n o t “ e a t e n " o r d i g e s t e d b y t h e p l a n t . I t i s n o t f o o d f o r p l a n t s . B u t s u n l i g h t d o e s h a v e s a l e t h i n g t o a w i t h f o o d f o r p l a n t s . S c i m t i s t s h a v e f o u n d t h a t p l a n t s a r e a b l e t o d o s c a t h i n g w i t h t h e s u n t h a t n o h u m u s o r a n i m a l s a r e a b l e t o d o . N e i t h e r w o r m . f i s h , b i r d s . u o n k q s , o r p e m l e c a n d o w h a t p l a n t s c a n d o w i t h t h e s u n . P l a n t s c a n u s e t h e s u n l i g h t t o n u k e t h e i r c a n f o o d i n t h e i r l e a v u . R e a d t h e n e x t s e c t i o n t o f i n d o u t r o w p l a n t s s a k e f o o d i n s i h t h e i r l e a v u . W h i l e y o u r e a d t h e p a r a g r a p h , w r i t e e a c h m d e r l i n e d w o r d i n t h e c o r r e c t p l a c e o n D i a g r a m # 1 . - . . . _ ' " - ‘ 3 1 1 H o w P l a n t s U s e t h e S u n T o M a k e T h e i r O w n F o o d \ \ / / / . . . / . . . Z ~ 5 2 , / / \ \ \ E i / x J o : 0 — - ‘ W * “ * * ~ - . _ - 0 ' 4 D i a g r a m # 1 L T h e s u n l i g h t i s a b s o r b e d i n t o t h e l e a v e s . A g r e e n p i g s - i t i n t h e l e a v e s . m l l e d c h l o r o p h y l l . i s a b l e t o t r a p t h e s u n ' s m e r g y i n t h e l e a f . P l a n t s t a k e i n g g g g r f r a n t h e s o i l . T h e w a t e r t r a v e l s f r a t t h e r o o t s i p v . 2 9 i n s i d e t h e p l a n t . W e n t u a l l y t h e e s t e r r e a c t a s t h e l a m . g C a t e r s t h e l e a v e s t h r o u g h t i n y h o l e s i n t h e l e a v e s . W i n n a l l t h r e e a t t i r e i n g r e d i e n t s ( s u n . w a t e r , a i r ) a r e i n t h e l e a f . t h e p l a n t c a n n a h f o o d . I t u s e s e n e r g y f r a n t h e s u n t c m i x u t e r a n d a i r t o g e t h e r a n d m k e a t o t a l l y m s u b s t a n c e o u t o f t h e n - f o o d ! ' i h i s f o o d i s n o t w a s t e r . I t i s n o t a i r . I t i s n o t j u s t a m i x t u r e o f w a t e r a n d a i r . I t i s a n e w s u b s t a n c e . ' m i s f o c d - a e k i n g p r o c e s s i s c a l l e d W . ” P i n t o “ m a n s l i g h t , a n d ” s y n t h e s i s " . . . . . . p u t t i n g t o g e t h e r . P i o t o s y n t h - i s i s u s i n g l i g h t t o p u t t o g e t h e r a i r a n d u e t e r t o u e k e f c o d . ' l h s e n e r g y f r c s s t h e s u n i s m e d t o s p l i t a p a r t t h e w a t e r a n d a i r m l e c u l e s . M t h e p i e o e s o t m i n i m a r e r e a r r a n g e d t o n u k e a t o t a l l y n e w s u b s t a n c e . 3 1 2 O n l y p l a n t s a r e a b l e t o u s e s u n t o n a k e t h e i r o w n f o o d i n s i d e t h e i r b o d i e s . I m a g i n e i f p e o p l e c o u l d m a k e f o o d i n t h i s w a y . A l l w e w o u l d h a v e t o d o w h e n w e w e r e h m g r y i s t o g e t p l e n t y o f a i r a n d w e t e r a n d t o s t a n d i n t h e s u n . N o s o r e t r i p s t o t h e g r o c e r y s t o r e o r ' m o m a l d ' s ! P l a n t s d o n o t g e t f o o d f r a n t h e s o i l , o r t h e w a t e r , o r t h e g r o c e r y s t o r e . T h e y g e t a l l t h e f o o d t h e y n e e d b y w a k i n g i t t h e u e l v e e . B u t y o u a n y r e m e m b e r a n o t h e r s o u r c e o f f o o d f o r p l a n t s w e t a l k e d a b o u t e a r l i e r . W e s a i d y o m g p l a n t s ( u n b r y c s ) g e t f o o d . t r o n t h e i r m t y l d a i s . I s n ' t t h a t a d i f f e r e n t s o u r c e o f f o o d f o r p l a n t s ? N o . n o t r e a l l y . n o f o o d i n t h e c o t y l e d o n w a s n o t t a k e n i n f r c m t h e s o i l . t h e e n t e r , o r t h e a i r . T h e f o c d i n t h e c o t y l e d m n e s l e g e b y t h e p e r e n t p l a n t b y c o n t a i n i n g s u n . u e t e r . a n d a i r . ' I h e p a r e n t p l a n t c a n s e k e u o r e f o o d t h a n i t n e e d s . S a b o t t h e e x t r a f o o d i s s t o r d i n t h e o o t y l e d m s o f e a c h s e e d . I n t h i s u y d m t b s e e d s f a l l o f f t h e p a r e n t p l a n t , t h e y w i l l h a v e a r e a d y s o u r o e o f f o o d f o r t h e n e w e n b r y o . I n w h a t k e y s i s t h i s c a r t o o n a c c u r a t e ? i n a c c u r a t e ? 3 1 3 E x p l a i n w h y t h e s e e d n e e d s f o o d i n t h e c o t y l e d o n t o s t a r t g r o w i n g . ( W h y c a n ' t t h e s e e d j u s t m a k e i t s o m f o o d ? ) D i d t h a t q u e s t i c m s t u n p y o u ? I f s o , t h i n k a b o u t t h e t h r e e t h i n g s a p l a n t u s e s t o n a k e f o o d ( S e e p . l 3 ) . m e s t h e s e e d i n t l ' i e s o i l h a v e a l l t h r e e o f t h e s e t h i n g s ? m e s " p l a n t fl o o d " f r m t h e s t o r e p r o v i d e f o o d f o r p l a n t s ? " P l a n t f o o d " o r f e r t i l i z e r t h a t y o u b u y i n t h e s t o r e « : 3 a n m i n e r a l s t h a t h e l p t h e p l a n t s g r o w b e t t e r , b u t i t d o e s n o t s u p p l y p l a t s w i t h m y e n e r g y . T h i n k b a c k a b o u t o u r d e f i n i t i o n o f f o o d ( l o o k o n p . 2 ) . I s ” p l m t f o o d " r e a l l y f o o d b y t h e s c i e n t i s t s ' d e f i n i t i o n ? B c p l a i n . 3 1 4 A D i f f e r e n t W a y o f L o o k i n g a t H o w P l a n t s M a k e T h e i r O w n F o o d I t i s i m p o s s i b l e t o a c t u a l l y § e _ _ e _ p h o t o s y n t h e s i s t a k i n g p l a c e i n a l e a f . E v e n t h r o u g h a m i c r o s c o p e y o u c a n n o t s e e t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s . B u t t o u n d e r s t a n d p l ' o t o s y n t h e s i s , i t w i l l h e l p y o u . i f y o u c a n i m a g i n e t h e k i n d s o f t h i n g s t h a t a r e h a p p e n i n g i n s i d e t h e l e a f . I f y o u c a n m a k e a p i c t u r e i n y o u r m i n d a b o u t p h o t o s y n t h e s i s , t h e n y o u w i l l h a v e a g o o d w a y o f w i d e r s t a n d i n g a n d r e r e r b e r i n g t h i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s . ( h e k i n d o f m e n t a l p i c t u r e t h a t m i g h t h e l p y o u m d e r s t a n d p k n t o s y n t h e s i s b e t t e r i s a p i c t u r e o f a f a c t o r y . T h e l e a f o f a p l a n t i s l i k e a f a c t o r y i n m a n y w a y s . A P l a s t i c s - M a l d n g F a c t o r y W f i r s t a b o u t a f a c t o r y t l u t n a k e s p l a s t i c s . A s y o u r e a d t h e s t e p s i n t h e p r o c e s s o f n ' a k i n g p l a s t i c , l o o k a t t h e d i a g m o f t h e p l a s t i c e f a c t o r y t h a t i s o n p a g e ' 1 7 . P u t a n u n b e r i n e a c h a r p t y c i r c l e t o s l ' m v h a t h a p p e m f i r s t , s e o o n d . t h i r d , a n d f o u r t h a s p l a s t i c s a r o m d e i n t h e f a c m r y . S t e p s i n m a k i g p l a s t i c . F i r s t , c e r t a i n r a w m a t e r i a l s a r e t a k e n i n t o t h e f a c t o r y . fl i e s e a r e t h e t l ' m i g s t h a t w i l l b e u s e d t o m a k e t h e p l a s t i c . F o r e x a m l e , m e k i n d o f p l a s t i c i s n a d e f z u n u \ o d m u u l s n m o d e fl l y l m m c h l o r i n e . S e o o n d , t h e s e r m m a t e r i a . l s a r o n fi x d t o g e t h e r . m m u m m . u s i n g a n e n e r g y s o u r c e s u c h a s c o a l . A f t e r t h e r w m a t e r i a l s a r e h e a t d , fi a e y c h a n g e i n t o a o a r p l e t e l y m s i b s t a n c s - a p l a s t i c c a l l e d p o l y v i n y l d i l o r i d e ! F i n a l l y , t h i s p l a s t i c i s t a k m o f f t o a n o t h e r p a r t o f t m f a c t o r y u m i t w i l l b e u s e d t o u a k e t h e l a t e s t p l ' o m g r a m r e m r d s . 0 E s J A E b o d - M a k i n g F a c m r y : ' I h e l ’ a a f N o w l o o k a t t r a d i a g r a m o f t h e l e a f " f a c t o r y " ( a t t h e b o t t n n o f t h e p a g e ) . A s y o u r e a d t h e s m p e i n v o l v e d i n m l d n g f o o d , n u r b e r t h e s t e p e i n t t e s r p t y c i r c l e s i n t l a d i a g r a m . S t e p s i n m a k i n g f o o d . F i r s t . c a r t a i n r a v m a t a r i a l s a r e t d m i n t o t h e l e a f f a c t o r y . ' m e s e a r e t h e t h i n g s t h a t w i l l b e u s e d m m k e m e f o o d . m e o n r a w m a t e r i a l s i n t h e f o o d - m a k i n g p r o c e s s o f p r o t o s y n t h e e i s a r e a i r ( c a r b o n d i o x i c h ) a r d w a t e r . ' n i e a i r a i t e r s t h e l e a f t l u o u g h t i n y t o l e l i n t l n l e a f ' s s u r f a c e . m e w a t s r m t e r s t m o u g h t h e r o o t s a n d t r a v e l s u p t h e s t e n m t h e l e a f . W i t h m e r g y f r o n t h e s m , t h e o . o r a v m t e r i a l s a r e d l a n g e d i n m a a p l e t e l y n e d s u b s t a n m - f c o d l F i n a l l y , fi : i s f o o d c a n b e t a k e n & f e e d o t h e r p a r t s o f t h e p l a n t , o r i t n a y b e u s e d a s fi o o d f o r m i m a l s m d p e o p l e . ( A r w n d S O I ' u d c ‘ W a t e r 3 1 6 ( h e s p e c i a l t h i n g a b o u t t h e l e a f f a c t o r y i s t h a t i t i s s o t r a m p l e ) : t h a t i t i s t h e 9 9 2 . 2 " f a c t o r y " o n e a r t h t h a t c a n m a k e f o o d o u t o f a i r a n d w a t e r . P e o p l e h a v e m t b e e n a b l e t o s t e a l t h e l e a f f a c t o r y ' s s e c r e t t o b u i l d t h e i r o w n f o o d - m a k i n g f a c t o r i e s . P e o p l e h a v e b u i l t - b a k e r i e s t h a t c a n t a k e f o o d t r a d e b y t h e p l a n t a n d c h a n g e i t s f o r m t o m a k e b r e a d , d o u g t m u t s , c o o k i e s , e t c . B u t n o m a n - m a d e f a c t o r y c a n m a k e f o o d o u t o f a i r a n d w a t e r ! N i t r o u t t h e p l a n t a n d i t s l e a f f a c t o r y , w e m u l d h a v e n o f o o d . 3 1 7 P u t t i n g I t A l l T o g e t h e r - F o o d f o r P l a n t s W e h a v e s e e n t h a t f o o d f o r p l a n t s d o e s n o t c a r e f r o m t h e s o i l o r f r o m t h e w a t e r o r f r o n f e r t i l i z e r . P l a n t s d o n o t t a k e i n f o o d f r o m t h e i r e n v i r - o n m e n t . I n s t e a d , p l a n t s h a v e a n u n u s u a l a b i l i t y t o t a k e s u n , w a t e r , a n d a i r a n d t o p u t t h a n t o g e t h e r i n a d u p l i c a t e d p r o c e s s ( c a l l e d p h o t o s y n t h e s i s ) t o m a k e f o o d . A s l o n g a s t h e y h a v e l i g h t , a i r , a n d w a t e r t h e y c a n m a k e t h e i r o w n f o o d . I f t h e y d o n o t h a v e l i g h t , t h e y w i l l d i e . T h e y c a n n o t m a k e f o o d i n t h e d a r k . T h e y c a n o n l y g e t f o o d b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s m u n s u n l i g h t . N o w l e t ' s t r y u s i n g t h e s e i d e a s t o e x p l a i n t h e e x p e r i m e n t w i t h t h e g r a s s s e e d . A n s w e r t h e f o l l o w i n g q u e s t i o n s : 1 . E v e n u m g h g g a s s s e e d s a r e m a l l , t m y h a v e o o t y l e d n s l i k e t r n b a n s e e d s . T e l l w h a t t h e c o t y l e d o n s d o f o r t l ' l e y u m g g r a s s p l a n t s . ( S e e p . 9 i f ) 2 . G i v e a r e a s o n w h y a l _ l o f t h e g r a s s p l a n t s - e v m t h e a a e s i n t h e d a r k - w e r e a b l e t o b _ e _ g ' £ g r o w i n g . 3 . E x p l a i n w h y t h e g r a s s p l a n t s i n t l n d a r k e v m t m l l y d i e d , “ z i l e t h e a u t h e l i g h t k e p t l i v i n g . ( a m b e r : A g o o d e x p l a n a t i m t a l k s a b o u t m a t g o e s i n s i d e t h e p l a n t s . ) i n o n 3 1 8 C h a p t e r F o u r E x p e r i m e n t : B e a n P l a n t s W i t h a n d W i t h o u t C o t y l e d o n s S e e i f y o u c a n u s e w h a t y o u h a v e l e a r n e d a b o u t f o o d f o r p l a n t s t o e x p l a i n t h e e x p e r i m e n t d e s c r i b e d i n t h e n e x t s e c t i o n . " R u m b a “ t h a t a g o o d e x p l a n a t i o n o f o b s e r v a t i o n s s h o u l d t e l l w h a t i s r a m m i n g i n s i d e t h e p l a n t s a s w e l l a s w h a t c a n b e o b s e r v e d . B e a n P l a n t E m i n e n t P b u r b e a n s e e d s w e r e p l a n t e d i n t h e d a r k . m m m e y h a d e a c h g o t t m a b o u t 2 i n d i e s h i g h a n d h a d s p r o u t e d t h e i r f i r s t t i n y l e a v e s , t h e c o t y l e d o n s w e r e r i p p e d o f f o n o f t h e p l a n t s . t h e o f t r u e p l a n t s w i t l u u t a w t y l a h i m m t i n t h e d a r k , a n d m e m p u t i n t t n l i g h t . fl I p l a n t s w i t h c o t y l e d o n s w e r e a l s o p l a c e d i n l i g h t a n d d a r k t r a d i t i o n s : - c d c n L I G H T L I G H T ‘ . v ’ c h h i W I T H C O T Y L E D O N N O c o m m ' D A I ‘ D A ‘ K L l o n e s ‘ c fl ‘ l d r ’ n L I O N ? l t e v ‘ fl w o t a n n n l e e w ‘ ( S e e p p . l 3 o r 1 9 i f s t u c k 3 1 9 T h i n k a b o u t t h e p o s s i b l e s o u r c e s o f f o o d f o r e a c h p l a n t a n d f i l l i n t h e f o l l o w i n g c h a r t : C a n i t m a k e i t s o w n f o o d ? m m u m » ' ' C a n i t g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n ? ( S e e p l 9 i f s t u c k ) C a n i t u s e w a t e r a s f o o d ? ( S e e p p . 1 1 o r 1 9 i f s t u c ) C a n i t g e t f o o d f r o m t h e 8 0 1 1 ? ( S e e p p . l l o r 1 9 i f s t u c k ) l . P r e d i c t w h i c h p l a n t w i l l d i e f i r s t . 2 . G i v e a r e a s o n f o r y o u r p r e d i c t i o n . 3 . w o u l d i t h e l p t h e p l a n t s i n t h e d a r k s t a y a l i v e i f y o u p u t f e r t i l i s e r o n t h e m ? W h y o r w h y n o t ? ( S e e p p . 1 5 o r 1 9 i f s t u c k ) E x p l a i n t h e s e r e s u l t s u s i _ n g m l m o w l g g a b o u t I m p l a n t s fl f o o d . 3 2 0 N o w h e r e a r e t h e r e s u l t s o f t h e e x p e r i m t : ' 1 . ‘ N . 1 " . 2 3 9 “ W I T H C O T Y L E D O N L I G H T I N I T H c a n o n 3 2 1 C a r p a r i n g Y o u r E - p l a n a t i m t o a S c i e n t i s t ' s E t - z p l a n a t i o n H e r e ' s h o w a s c i e n t i s t w o u l d h a v e e x p l a i n e d t h e e x p e r i m e n t . S e e h o w c l o s e l y E u r e x p l a n a t i o n m a t c h e s t h e s c i e n t i s t ' s e x p l a n a t i o n : Y o u n g p l a n t s c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n . W h e n t h e c o t y l e d o n i s u s e d u p , t h e o n l y w a y p l a n t s c a n g e t f o o d i s b y m a k i n g i t i n t h e i r l e a v e s . ' I h e y n e e d s u n , w a t e r , a n d a i r t o r e k e t h e i r f o o d i n t h e i r l e a v e s . T h e p l a n t s i n t h e d a r k w i t h t h e c o t y l e d o n c o u l d g e t f o o d f o r a w h i l e f r c m t h e c o t y l e d o n . B u t w h e n t h e f o o d i n t h e m t y l e d o n w a s u s e d i n ) , t h e p l a n t d i e d b e c a u s e i t s 9 & 1 } ; o t h e r w a y o f g e t t i n g f o o d i s t o m a k e i t . A n d i t h a d n o s m t o n e k e i t s o o m f o o d . » ' I h e p l a n t i n t h e d a r k w i t h n _ o _ c o t y l e d o n d i e d b e c a u s e i t h a d n o w a y t o g e t f o o d . ' I t h a d m c o t y l e d o n a n d i t h a d n o s m t o n e k e i t s o m f o o d . P l a n t s h a v e n o o t h e r k i n d o f f o o d . B o t h p l a n t s i n t h e l i g h t c o u l d l i v e , b e c a u s e t h e y h a d t h e t h r e e t h i n g s ' m e y n e e a e a b o n e k e t h e i r c m ‘ . f o o d - s u n , w a t e r , a n d a i r . 3 2 2 U s i n g Y o u r K n o w l e d g e A b o u t F o o d f o r P l a n t s N o w y o u u n d e r s t a n d t h e s e k e y c o n c e p t s a b o u t w h a t f o o d i s f o r p l a n t s a n d a b o u t w h e r e p l a n t s g e t t h e i r f o o d : - P l a n t s d o n o t t a k e i n f o o d f r a n t h e i r e n v i r o n m e n t . S o i l , w a t e r , f e r t i l i z e r , s u n , a n d I i i - a r e { L . E . f o o d f o r p l a n t s . - Y o u n g p l a n t s ( e m b r y o s ) c a n g e t f o o d f r c m t h e c o t y l e d o n i n t h e s e e d . - A f t e r t h e f o o d i n t h e c o t y l e d o n i s u s e d u p , p l a n t s c a n o n l g e t f o o d b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s i n t h e i r l e a v e s . T h i s i s c a l l a - fi o t o s y n t h e s i s . - P l a n t s u s e a i r , w a t e r , a n d s u n l i g h t t o m a k e t h e i r f o o d . N o w u s e t h e s e c o n c e p t s t o e x p l a i n t h e f o l l o w i n g s i t u a t i o n s . U s e e x p l a n a t i o n s t h a t t e l l w h a t i s h a p p e n i n g i n s i d e t h e p l a n t a n d t h a t t a l k a b o u t p l a n t s ' s o u r c e o f f o o d . 1 . S a r e l a r g e a n d s a r e s n a l l s e e d s w e r e c a u g h t i n a n a r u m l ' s f u r . ' m e a n i m a l w e n t i n t o a d a r k a b a n d o n e d m i n e . ' m e n t h e e e e d s f e l l w t . P l a n t s b e g a n t o g r o w i n t h e n o i s t m i n e . D o m m p l a n t s w i l l s u r v i v e ? m y ? 3 2 3 l e u s e a n e q u a t i o n ( l i k e 1 + l - 2 ) t o d e s c r i b e p h o t o s y n t h e s i s . S a n e P 8 0 9 E x p l a i n w h a t t h i s e q u a t i o n n e a n s : W a t e r + a i r + l i g h t e n e r g y — L ° “ _ ) f o o d 5 . W h e n p l a n t s n e k e n o r e f o o d t h a n t h e y n e e d , t h e e x t r a f o o d i s s t o r e d i n a p a r t o f t h e p l a n t c a l l e d a f r u i t o r a v e g e t a b l e . ‘ W h e n y o u e a t a c a r r o t , w h e r e d i d t h a t f o o d o r i g i n a l l y c a t s f r o m ? 6 . u p l a i n w h y M r . G r a n t i s s o s u r p r i s e d b y w h a t h i s s t u d e n t i s s a y i n g i n t h e f o l l o w i n g c a r t o o n . t t h fl N “ J V “ 2 : “ 1 ' d 9 F . N ' 5 n ? ’ " W W W H u o c w e s m y a o n f s a . d ? f o o w t h h a e t i r i s f o o d ? h W t e t r h e e i g e i ‘ . C h a d r r o t t o h o e d y ? f w H e o t g d h o e t t r i h e f y o o d i w g h e e t n / - t t h h e e y i r : n s c a o a k o v . - - - - . . 0 1 H U M A N S P L A N T S 3 2 4 S u m n a r y : b i a s F o o d f o r P l a n t s i s D i f f e r e n t f r c m F o o d f o r H m 0 1 p . 3 w e s a i d t h a t b o t h p l a n t s a n d h m a n s n e e d f o o d b e c a m e i t g i v e g t h e m c l e r g y t o g r o w a n d t o k e g ) a l l t h e i r p a r t s f u n c t i o n i n g l i d l i v i n g . N a y t h a t w e h a v e i n v e s t i g a t e d f o o d f o r p l a n t s , i t i s c l e a r t h a t i n s a l e w a y s f o o d f o r p l a n t s i s v e r y d i f f e r m t f r o m f o o d f o r h m a n s . ' n o n e x t p a r a g r a p h w i l l d e s c r i b e s a l e o f t h e d i f f e r e n c e s . A f t e r y o u r e a d t h e p a r a g r a p h , r e - r e a d i t i n o r d e r t o f i l l i n C h a r t O l . W h a m m y s w r c e s o f f o o d a n d e a t a w i d e v a r i e t y o f f o o d s . P u : s a m p l e , t h e y g r o w p l a n t s , r a i s e c a t t l e , c a t c h f i s h , h m t h e r . M y g e t t h e i r f o o d t r o n t h e i r e n v i r o n m n t , m d t h e y c a n g e t i t a t a n y t i m e ! t b d a y o r n i g h t . P l a n t s , m t h e o t h s r h m d , h a v e m l y g e o m e t fi o o d . M g e t t h s i r f o o d b y a s k i n g i t i n s i d e t h e i r b o d i e s , n o t t r o n t h e i r o u t s i d e w i r e s - m t . ' l h i s p r o c e s s o f u e k i n g f o o d i n s i d e t r e p l a n t r e q u i r - s u n l i g h t e o p l a n t s a o n l y n e k e f o o d i n t h e s u n l i g h t . M t h s f c o d i n t r a m u r a l - n a t t y p l a n t s ( t h e p a m t p l a n t s ) . 3 2 5 S W Y : C o r r e c t i n g Y o u r D e f i n i t i o n o f F o o d f o r P l a n t s L o o k b a c k a t w h a t y o u s a i d a b o u t f o o d f o r p l a n t s a t t h e b e g i n n i n g o f t h i s c h a p t e r ( p . 4 ) . 1 . H o w w o u l d y o u c h a n g e y o u r s t a t u t e t o r a k e t h a n s o r e a c c u r a t e ? 2 . w h a t d i d y o u l e a v e o u t o f y o u r a n s w e r t h a t y o u a n n o w a c fl t o t e l l t h e w h o l e s t o r y a b o u t f a o d f o r p l a n t s ? A P P E N D I X B ( S C H W C E H V T S I I I S C H E b H S E E x c e r p t s f r o m C O N C E P T S I N S C I E N C E , B r o w n , C u r i e E d i t i o n b y P a u l F . B r a n d w e i n , e t a l . , c o p y r i g h t € 9 1 9 8 0 b y H a r c o u r t B r a c e J o v a n o v i c h , I n c . R e p r i n t e d b y p e r m i s s i o n o f t h e p u b l i s h e r . 3 2 6 A P P E N D I X B C O N C E P T S I N S C I E N C E Q I R M A I N M ’ R C E H e r e a r e b o o b j e c t s - t h e S u n , a n d a b r a m h o f t h e w a t e r p l a n t E l o d e a . T h e S u n i s w a r m a n d b r i g h t , s o w e l m c w i t i s g i v i n g o f f e n e r g y . ' I h e l e a v e s o f E l o d e a a r e g r e e n . ' I l ' l e l e a v e s o f a l o d e a , a n d o f o t h e r g r e e n p l a n t s , < : m t a i n a g r e e n s u b s t a n o e w e a l l d e p e n d m . ' I h i s g r e e n s u b s t a n c e i s i n s i d e m a n y s m a l l b o d i e s i n p l a n t s c e l l s . I ' m e s u n i s a r e s o u r c e . S o i s t h e g r e e n s u b s t a n c e . . m a t i s o u r m a i n ' r e s q z r c e - w i t l ' o u t w l i c h w e c a m n t s u r v i v e ? I s i t t h e S u n ? O r i s i t t h e g r e m s u b s t a n c e ? P l e a s e t u r n t h e p a g e . Y o u m a y b e s u r p r i s e d . P e r h a p s n o t . 3 2 7 1 . J o a n B e g i n s H e r I n v e s t i g a t i o n J o a n i s a l i v e l y g i r l i n t e r e s t e d i n m a n y t h i n g s . J o a n d o e s w e l l i n h e r s c h o o l w o r k . S h e e n j o y s p l a y i n g t e n n i s a n d p l a y i n g t h e p i a n o . J o a n ' s h o b b y i s k e e p i n g t r o p i c a l f i s h . S h e h a s a n a q u a r i u n a t h a r e w i t h d i f f e r e n t k i n d s o f f i s h a n d w a t e r p l a n t s i n i t . J o a n o f t e n w a t c h e s t h e m o v e m e n t s o f t h e g r a c e f u l a n d c o l o r f u l f i s h . O n e d a y , w h i l e w a t c h i n g h e r f i s h , J o a n n o t i c e d s a l e t h i n g t h a t m a d e h e r w o n d e r . B u b b l e s w e r e r i s i n g f r o m s a l e o f t h e w a t e r p l a n t s . J o a n m m b e r e d s m e t h i n g s h e h a d r e a d a b o u t w a t e r p l a n t s - t l - l a t t h e y g a v e o f f o x y g e n . S h e b e g a n t o w o l ' d e r - a n d w o n d e r i s t l ' e b e g i r m i n g o f i n v e s t i g a t i o n . W e r e t h e s e b u b b l e s f i l l e d w i t h o x y g e n g a s ? W h y w e r e t h e b a t t l e s c r m i n g m a i n l y f r c m o n e p l a n t ? J o a n w a n t e d t o p r o b e f u r t h e r . W e r e t h o s e b u b b l e s r e a l l y o x y g e n ? S h e t t o u g h t o f o t h e r q u e s t i o n s , t o o . l b w n u c h o f t h i s g a s d i d a g r e e n p l a n t r e a l l y m a k e ? D i d t h e p l a n t m a k e g a s a l l t h e t i n e ? m a t g u e s t i o n s c a n y c u a d d t o J o a n ' s ? l - l a d a n y u ' l e t r i e d t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s : J o a n w e n t t o t l e l i h r a r y t o f i r d o u t . S h e w a s d o i n r w h a t s c i e n t i s t s u s u a l l y d o w h e n t h e y s t a r t a n i n v e s t i g a t i o n . S c i e n t i s t s r e a d w h a t o t h e r E l i g i b l e ; _ s g § a _ r _ . S u r e e n o u g h , i n a b o o k o n t h e s t u d y o f p l a n t s , J o a n f o u n d w h a t s h e w a n t e d t o l m o w . J o a n ' s I n v e s t i g a t i o n W i t h h e r t e a c h e r ' s h e l p , J o a n s e t u p a n a q u a r i u m . S h e p u t s a n e w a t e r p l a n t s a n d p m d w a t e r i n t h e a q u a r i u n . ' I h e n s h e p l a o e d a f u r m e l o v e r s e v e r a l o f t h e p l a n t s . T h e f m n e l w o u l d c o l l e c t a n y b a t t l e s o f g a s t h a t r o s e f r o m t h e p l a n t s . N e x t , J o a n f i l l e d a t e s t t u b e t o i t s t o p w i t h p o n d w a t e r . S h e a l i g n e d 3 2 8 t h e t e s t t u b e o v e r t h e f u n n e l v e r y c a r e f u l l y , s o t h a t n o w a t e r w o u l d r u n o u t . J o a n p l a c e d t h e a q u a r i u m i n s u n l i g h t . S o o n t h e p l a n t s b e g a n t o g i v e o f f g a s . B u b b l e s r o s e i n t o t h e t e s t t u b e . A t t h e e n d o f t h e d a y , ' a b o u t l c e n t i n e t e r o f g a s h a d m l l e c t e d a t t h e t o p o f t h e t u b e . J o a n w a n t e d t o t e s t t h e g a s . S h e u n u g h t i t m i g h t b e o x y g e n . I b w e v e r , t o n a k e t h e t e s t , s h e n e e d e d n o r e g a s . J o a n k e p t t h e i n v e s t i g a t i o n g o i n g f o r a w e e k a m i a h a l f . A t t l e e n d o f t h a t t i n e t h e t e s t t u b e v a s f u l l o f g a s . N o t e v e r y d a y h a ' d b e e n a s m n y c n e . J o a n n c t i c e d t h a t n o r e g a s c o l l e c t e d o n a s u m x y d a y t h a n o n a d u l l d a y . C a r e f u l l y J o a n t b o k t h e t e s t t u b e f u l l c f g a s o u t o f t l ' e v a t e r . S h e k e p t h e r t l u r b o v e r t h e n o u t h o f t h e t u b e s o m g a s m u l d e s c a p e . W h i l e h e r t e a c h e r w a t c h e d , J o a n l i t a s p l i n t o f w o o d . ' I h e n s h e b l e w o u t t h e f l m - A q l w w a s l e f t o n t h e w c c d . J o a n q u i c k l y s l i d t h e s p l i n t i n t o t h e g a s i n t h e t u b e . ' m e w c o d b u r s t i n t o f l a m e . I r m e d i a t e l y J o a n k n e w t h e g a s w a s n o s t l y o x y g e n . F o r s h e h a d r e a d t h a t c x y g e x c a u s e s a g l m i n g s p l i n t t o h i r s t i n t c f l a m e . A S e c c r r i T r y J o a n m s p e c t e d t h a t t h e t e s t m b e w u i l d f i l l w i t h o x y g e n m r e q u i d d y c n s u n n y d a y s . S h e t r i e d t h e i n v e s t i g a t i m a g a i n . ' m i s t i n e t h e r e w a s a w h o l e w e e k o f s m n y d a y s . A t t h e a a d c f a a e w e e k t h e t e s t t u b e w a s f u l l o f g a s . J o a n a g a i n t e s t e d t h e g a s i n t h e t e s t t u b e . m t t h i s t i n e t h e w c c d d i d n ' t b u r s t i n t o f l u t e . V h a t w a s w r c n g ? A t o h y r e d f h o y y t e d o I e e d x t n W r f s i y t i t e g d i w m i r h n e s a n t l c r e w y a s c n t k e d . a e t r o r l t e e s S r a a p r w e u o n c l a c l J t n i a e s s t a l e l o w t t n s n y a o h s w w e r t n , a a i b t g r . f u t f g e J n u l k i o e r m a v t e r a t s e s l e W a n h e r f r n e t w o w l p o l i t m s a g f h a t d o a t l e f e t o l e a n i t s g a f h n a l e w h e g w r g s a r a e i i m n t a v n t e e g e t o u r g n y s t h r s . r u d o r t e e p e f e a e h e a t m B A a a w h a u n l l a e i r l y n t g e w l w g . a e T n l a f s c h t a l o t o i h w n x n l t s f i l s y a t o r g s e e e c r h w g o g e n t d o a i x i w e p w v y ? s e d l a e g c d a , e o n a t v t y t h o n P f r n h e s f 3 u d a r e t g y a . 3 n l . s a f ' v g t t i e e a a h r r W e h t o e e g f n d a f r s t g s r e i s y s c a , s o s o h h v c x ? t e e o y i h r e a d i n g , r l g n e l e W r t h a e n h o J e r e w g c y x o a t g y i a i e a i g s n n s d n , . d e n . w e a e s d ? s s ? 3 2 9 Y o u r g u e s s m i g h t b e a n “ e d u c a t e d g u e s s " , o r h y p o t h e s i s . A r e y o u a s c u r i o u s a s J o a n ? S l e w a n t e d t o f i x fl o u t w h a t m s i n t h e f i r s t b i t o f g a s . M y d i d s t e g e t " p u r e r " c x y g e n h d m s r e t h r e w a w a y t l e f i r s t b i t o f g a s ? S t e d e v e l o p e d a h y p o t l ' e s i s : t h e f i r s t b i t o f g a s m s o f t e n m t o x y g e n . L e t ' s s e e w h a t J o a n d i d - a x x i y o u c a n d o - t o t e s t l ' e r h y p o u e s i s . I n T h e D a r k J o a n ' s h y p o t t e s i s w a s fl e t a g r e a a p l a n t d c e s m t p r o d u c e c o q g m w i t r m t l i g h t . S h e t e s t e d t h i s h y p o t h e s i s w i t h a m t h e r i n v e s t i g a t i c n . S h e t o o k a s e c o n d a q u a r i u n a n d p u t w a t e r p l a n t s i n i t . S l e w t t l ' e p l a n t s m d e r a f m n e l a n d t e s t t u b e . S t e p u t t r e f i r s t a q u a r i u n i n s x m l i g h t , a s b e f c r e . ' I T e n s h e q u i d t l y p l a c e d t h e o t h e r a i e i n t r e d a r k . S t e a m n i r e d t l e t e s t m b e i n e a c h a q u a r i u n e v e r y d a y . B o t h t e s t t u b e s c o l l e c t e d a b o u t o n e c e n t i n e t e r o f g a s t h e f i r s t d a y . S h e t h r e w t h i s g a s a w a y . ' m e n s t e p u t t t e t e s t t u b e s b a c k i n p l a c e . I n a w e e k ' s t i r r e t l e p l a n t s i n fl e l i g h t f i l l e d t l ' e i r t e s t t u b e w i t h o x y g e n . m r i n g t l e s a r r e t i n e t l e p l a n t s i n t r e d a r k h a d " m a d e " c n l y a b o u t l s c e n t i n e t e r o f g a s . J o a n t e s t e d t l e g a s n e d e i n t l e d a r k w i t h t e r l i g h t a i w o o d s p l i n t . 3 3 0 T h e W O O d s p l i n t w e n t o u t . J o a n r e p e a t e d t h e i n v e s t i g a t i o n s e v e r a l m o r e t i m e s . S h e g a t h e s a m e r e s u l t s e a c h t i n e . M e t d o J o a n ' s r e s u l t s t e l l y o u a b o u t t h e g a s i n t r e t e s t t u b e ? W e t d o y o u t h i n k i t w a s ? M a k e y c u r o m h y p o t h e s i s . I n t i r r e , y o u w i l l h a v e a c h a n c e t o t e s t y o u r h y p o t h e s i s . J o a n r e p e a t e d t r e i n v e s t i g a t i o n a f e w m o r e t i m e s . S t e c a m e t o a c m c l u s i o n : h e r g r e e n p l a n t s g a v e o f f o x y g e n w h e n t h e y r e c e i v e d l i g h t . J o a n f e e l s g o o d a b o u t h e r r e s u l t s . S I e o u g h t t o - t l ' e y ' r e c o r r e c t . M a n y i n v e s t i g a t i o n s , b y m a n y s c i e n t i s t s , h a v e s l u m t h a t t h i s i s t r u e o f £ 1 ; g r e e n p l a n t s . G r e e n p l a n t s t h a t r e c e i v e l i g h t p r o d u c e o x y g e n . I n t h e e n v i r m — m e n t i n w h i c h p l a n t s l i v e , t h e S u n i s t h e m o f l i g h t . I t d o e s n ' t m a k e a n y d i f f e r e n c e w l ' e t l ' e r t l ' e p l a n t i s o n l a n d , i n w a t e r , o r u n d e r w a t e r . T h e p l a n t t m s t b e g r e e n , h o w e v e r . Y o u s h a l l s o o n s e e w h y . U Z D K B A C K 3 3 1 C h e c k y o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t s o f t h i s s e c t i o n . W n i c h e n d i n g w o u l d y o u c h o o s e f o r e a c h s t a t e ' t e n t b e l o w ? J o a n l e a r n e d a b o u t a g a s t h a t g r e e i p l a n t s g i v e o f f . S h e l e a r n e d b y a . i n v e s t i g a t i n g a n d r e a d i n g b . i n v e s t i g a t i n g o n l y c . r e a d i n g o n l y T h e g a s g r e e n p l a n t s g i v e o f f i s a . n i t r o g e n b . o x y g e n T o g i v e o f f t h i s g a s , t i e g r e e n p l a n t s n e e d e d a . s u n l i g h t b . d a r k n e s s ' m e s t a t e r e ' l t t h a t f i t s t h e m a i n e m c e p t o f t h i s s e c t i o n i s a . P l a n t s a n d a n i m a l s g i v e o f f o x y g e n . b . I n s u n l i g h t g r e e t p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . 3 3 2 w i t h o u t g r e e n p l a n t s , t h e r e w o u l d n ' t b e a n y o t h e r l i v i n g t h i n g s . Y o u n e e d o x y g e n t o l i v e . G r e e n p l a n t s m a k e o x y g e n . T h e y a l s o m a k e o t h e r s u b s t a n c e s t h a t a r e i r p o r t a n t f o r y o u r l i f e . L i g h t s t a r t s t h i s i m p o r t a n t p r o c e s s g o i n g . W e r e d o e s t h e l i g h t c a m e f r u n ? 3 3 3 2 . ” . ‘ n e I m p o r t a n c e o f L : 3 ; } ; G r e e n p l a n t s m a k e o x y g e i w h e n t h e r e i s l i g h t . A p l a n t m u s t b e 9 E 3 “ . t o m a k e o x y g e a . T h a t i s , i t m u s t h a v e i n i t s l e a v e s a g r e e n s u b s t a n c e c a l l e d c h o l o r o p h y l l ( c l o ‘ r ’ a f i l ) . A p l a n t t h a t i s n o t g r e e n , s u c h a s a m u s h r o c x n , c a n ' t m a k e o x y g e n . I t h a s n o c h l o r o p h y l l . A p l a n t w i t h c h l o r o p h y l l m a k e s f o o d i n a d d i t i o n t o o x y g e n . T h i s m a y s u r p r i s e y o u , b u t t h e f i r s t f o o d i s a s p e c i a l k i n d o f s u g a r . O f c o u r s e , t h e e n e r g y t h a t s t a r t s t h i s " f o o d m a k i n g “ i s l i g h t . T h e F o o d M a k e r S c i m t i s t s h a v e d o n e m a n y e q u i n e - i t s w i t h g r e e t p l a n t s . ' I h e i r e x p e r i m e n t s s h o w t h a t g r e e n p l a n t s m a k e f o o d a f t e r l i g h t r e a c h e s t h e n . T h i s p r o c e s s o f m a k i n g f o o d i s c a l l e d p l o t o s y n t h e s i s ( £ 5 ’ t o s i n ’ t h e s i s ) . H a v e y o u e v e r t a s t e d g r a p e j u i c e ? I f s o , t h e n y o u h a v e t a s t e d t h e s u g a r c a l l e d m . T h e l e a v e s o f g r a p e p l a n t s fl a k e t h i s s u g a r d u r i n g p l o t o s y n t h e s i s . I n f a c t , a l l g r e e n p l a n t s m a k e g l m o s e . G r e e n p l a n t s m a k e o t h e r f o o d s , s u c h a s s t a r c h , t o o . G l u c o s e , h o w e v e r , i s t h e m a i n f o o d t h e y p r o d u c e . A l l l i v i n g t h i n g s d e p e n d o n t h e f o o d a n d o x y g e n g r e e n p l a n t s s u p p l y . A n i m a l s a n d p e o p l e e a t g r e e n p l a n t s . Y o u e a t s t e m s , l e a v e s , s e e d s , r o o t s . a n d f r u i t s o f p l a n t s . Y o u e a t c e l e r y , s p i n a c h , p e a s , p o t a t o e s , a n d s t r a w - b e r r i e s . Y o u e a t a r u n a l s t h a t e a t p l a n t s . T h e r e f o r e , l i v i n g t h i n g s d e p e n d o n t h e p r o c e s s o f g l o t o s y n t h e s i s g g i n g o n i n g r e e n p l a n t s . l e t ' s s u n u p t h e s e i m p o r t a n t f a c t s : 1 . L i g h t e n e r g y s t a r t s t h e p r o c e s s o f p t o t o w n t l e s i s . 2 . I n t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s , g r e e n p l a n t s m a k e o x y g e n . 3 . I n t h e p r o c e s s o f p h o t o s y n t h e s i s , g r e e n p l a n t s m a k e s u g a r a n d o t h e r f o o d s . a e o f t h e s e f o o d s i s s t a r d ' l . M a n y t h i r l g s y m l e a t - s u c h a s b r e a d a l l d p o t a t o e s - h a v e s t a r c h i n t h e n . A n d t h i s s t a r c h i s n e d e i n t r e g r e e n l e a v e s o f p l a n t s . 3 3 4 I m K B A C K C h e c k y o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t s i n t h i s s e c t i o n . W h i c h e n d i n g w o u l d y o u c h o o s e f o r e a c h s t a t e m t ? 1 . I n p h o t o s y n t h e s i s , a g r e e n p l a n t m a k e s a . n i t r o g e n b . o x y g e n 2 . A g r e e n p l a n t n e k e s f c o d s u b s t a n c e s b y t l e p r o c e s s o f a . c h l o r o p h y l l b . p l n t o s y n t h e s i s 3 . M e n t r e y r e c e i v e l i g h t , g r e e n p l a n t s c a n p r o d u c e a . o x y g e n b . n i t r o g e n 4 . T o c a r r y o n p h o t o s y n t h e s i s , a p l a n t m u s t h a v e a . r o o t s b . c h l o r o p h y l l 5 . ' n ' e s t a t e r e n t t h a t f i t s t l ‘ e fl ' c e n c e p t o f t h i s s e c t i m i s a . G r e e n p l a n t s c a p t u r e t h e e e r g y o f s m l i g h t t o p r o d u c e o x y g e n a n d m a k e f o o d . b . A l l p l a n t s c a r r y o n p l o t o s y n t h e s i s . 1 0 0 x A K I J N D F a m e r s s p n y fl e i r f i e l d s w i t h p e s t i c i d e s m p m t e c t fl e i r c r o p s f m n i n s e c t s a r e o t h e r p e s t s . T h u s , p e s t i c i d e s c a n i n c r e a s e o u r f o o d s u m l y . B u t w h e n p e s t i c i d e s d r a i n i n t o r i v e r s a n d l a k e s , t h e y c a n h a r m f i s h a n d o t h e r l i v i n g t h i n g s . S h o u l d w e u s e p e s t i c i d e s t o s a v e o u r c m p s ? H a w t w i l l w e d e c i d e ? 3 3 5 A I m K A H E A D G r e e n p l a n t s c a n n e k e o x y g e n . ' I h e y c a n m a k e f o o d . ' I o d o t h i s t h e y m s t t a k e i n c a r b m d i o x i d e a r d w a t e r . G i v e a p l a n t e n m c a r b e n d i o x i d e , u e t e r , a n d m i n e r a l s , e n d i t s l ' o u l d b e a b l e t o b e i n i e p e n d e n t . I t s l ' o u l d b e a b l e t o l i v e w i t h o u t a n i m a l s . C a n i t ? Y o u c a n t e s t y o u r h y p o t l e s i s a s y o u s t u i y t l e n e x t s e c t i a n . h a d a a y i r n i d d o r e o x i r o x a c g y d G r a e o r r g e n , a n e b n e g e a n a r n . s n n p . a d l d a a ' o l x a n n A n d o t n p y x g s n e l e t d r a n a n e p . a l k t r a e c y g e n a m b n t i e n e o w a r t a n e t c e h h d i r y a n t d a t n a t n a e k i e n i t h r n t n h r c a r c e o g g e a g u r w a e r g e n b a s h e a o t c n t t e n a p h a r d r l e n a b i a i s e r o n t r n o a n r m d n d o d e d i g o a g o o e t w a x x s y t a s . g a t t e s h e n i d e . W a u r r a t p p c t p l u a e l n a g y s n h o i f s r t h m a d w a t e e e s r e u . e l e p o g e n n n h e y t a r n b d h t s r e c T h e ? o n r e f I c . i t i n , t t s h l e e r a e v i e s s 3 3 6 3 . T h e M y s t e r i o u s G r e e n P l a n t T h e r e m u s t b e s c i e n t i s t s w h o w o u l d l i k e t o h a v e a b l a d e o f g r a s s t a l k t o t h e n . F o r a g r e e n b l a d e d o e s s a n e t h n ' n g t h a t s c i e n t i s t s c a n o b s e r v e , b u t c a n n o t f u l l y e x p l a i n . T h e g r e e n b l a d e m a k e s s u g a r a n d o t h e r f o o d s . O v e r t h r e e h u n d r e d y e a r s a g o s c i e n t i s t s b e g a n i n v e s t i g a t i n g t l e w a y a g r e e n p l a n t m a k e s f o o d . T o d a y b i o d n e n i s t s ( t i ’ o k e n ’ i s t s ) , s c i e n t i s t s w h o s t u d y t h e c h e m i s t r y o f l i v i n g t h i n g s , a r e s t i l l i n v e s t i g a t i n g p l o t o s y n t h e s i s . M n a t d o g r e e n p l a n t s m a k e s u g a r f r o m ? P l a n t s c a n ' t m a k e s a r e t h i n g f r t m n o t h i n g , c a n t h e y ? T o m a k e s u g a r , a g r e e n p l a n t m s t h a v e c e r t a i n e l e r e n t s . A n W i s a s u b s t a n c e m a d e u p o f o n e k i n d o f a u n . W e t a r e t l e e e e l e n e n t s e n d w h e r e d o e s a p l a n t g e t t h e n n ? W n a t d o y o u l c n o w t h a t w i l l h e l p y o u r e a s c n o u t a n a n s w e r ? R e a s o n i n g f r c n n E v i d e n c e W e k n o w t h e s e t h i n g s a b o u t g r e e n p l a n t s . - G r e e n p l a n t s n e e d l i g h t e n e r g y . - G r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . - G r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e , a k i n d o f s u g a r . I n o t h e r w o r d s , g r e e n p l a n t s , u s i n g t h e e n e r g y o f l i g h t , p r o d u c e g l u c o s e a n d o x y g e n . W e a l s o l c n o w t h a t s u g a r a n d s t a r c h a r e m a d e u p o f t t e e l e r e n t s c a r b a n , ! “ i n F r a n ” fl ’ o c h s k e a a n n n t e . a ' n I ' e t e d i u r c h W a f e s p ' g s m H r u h e a I r t 1 0 a e e r e t h o g ‘ e v e o K B r a m s l i o e n W e a y t e r o n i y e p n n d c t r ' o a y p n l t g s u t h e t r n s e t n n a i r s c h r t n r i g t i r l e i n n e s a p t v i i n a l d e s n o a n e e o a q n t e e e y r n e h f n s a s s o c i n a a l : h q e n o l p n f t s s s i ? t t a n h e t i n n p p a t a t e d y s i l p s b h t r t s n ‘ o i t e g o s t a i y r s f h t m d o i e k m e e . g e e e p r t s d s o C l e i g d e . r a s e e o r s d s r h i B r n g s s s g t t n y n . a e o o s u a f t r u e g r r t r . ' e d e y e i n f a o d a c o A p e f g t r s s d l p o e n o i l n o g t n _ r l h p e s i e o i t d l t o r h s a a v g e h x a t i r p n e n s a t p a i t n s w l o w t d a g i l i t a t b e n t o s a r h u i n e a e a b t h o a e n m t s a n c u d w l d o g a l a k d t e p a n c e h I n t e t r p o . a g t r h o n l i h i r r a o n y b s e e n _ . s ( s u p p l i e d n s u o w i n o a s e a o o d t e s r e t h . k n i m o n r . e a . e l . s ? n y i s d e e n n o o h e n t i t n f v n c o u e r g s t e t r , i w u l o ' a v e s i v d o ' e u m t G e w u I s e o s t e a r h l s l t w g ' o d i e h r e n y r e n k k e i r _ m . £ s p s e i t i l f i t t n m h h _ a o a p r i B p t l n ; n s r l o v e y t t a t e s n r w e t h 3 3 7 I C h e n ' s , $ r c m S h . . . , O l g g c n g n u - n C “ « t o ( D r - - | u C 0 - ’ » € m a d e . n l c ’ O V ' s t O c h n ( h o u n d : T a k e n n n f r c m ( l l ? n g w i t h l i g h t e n e r g y ) . c a r b o n d i o x i d e + w a t e r ‘ 3 5 “ ? ! 4 ' o x y g e n 3 3 8 T h e " I n d e p e n d e n t " G r e e n P l a n t A n i m a l s d e p e n d o n g r e e n p l a n t s . D o g r e e n p l a n t s d e p e n d o n a n i m a l s ? T h e g r e e n p l a n t s h a m s e a l e d i n a b o t t l e o n t h e o p p o s i t e p a g e i s i n d e p e fl e n t o f a n y a n i m a l s a s f a r a s y o u c a n s e e . C a n i t g o o n l i v i n g ? S a n e s t n r i e n t s i n v e s t i g a t e d t h e w a t e r o f t h e i r s e a l e d - i n p l a n t s . T h e y t o o k w a t e r f r a n t h e j a r a n d m a d e s l i d e s o f t h e n . M n e n t h e y e x a m i n e d t l e s l i d e s m n d e r a m i c r o s c o p e , t h e i r e y e s o p e e d w i d e i n s u r p r i s e . T h e y f o u n d s i n g l e - c e l l e d a n i m a l s s w r i l m n i n g i n t h e w a t e r . T h e s e a n i m a l s a r e c a l l a t o m s ( p r a ’ t a a o ’ o s ) . G r e e n p l a n t s a n d p r o t o z o a n s m a k e g o o d n e i g h b o r s . G r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . P r o t o z o a n s u s e o x y g e n . P r o t o z o a n s g i v e o f f c a r b o n d i o x i d e . G r e e n p l a n t s u s e c a r b o n d i o x i d e . T h e s t u d e n t s f o u n d t i n y w a t e r m o l d s a s w e l l . h o l d s a r e p l a n t s w i t l ' o u t a n y c h l o r o p h y l l i n t l e n n . h o l d s u s e t h e o x y g e n t h a t g r e e n p l a n t s g i v e o f f . F o l d s g i v e o f f c a r b o n d i o x i d e - w h i c h g r e e n p l a n t s c a n u s e . ' I h e s e s t u i e n t s f o u n d t h a t t h e g r e e n p l a n t s s e a l e d i n a j a r w e r e n n o t l i v i n g a l o n e . ' n e y w e r e l i v i n g w i t h o t t e r p l a n t s a n d a n i m a l s t o o s n a l l t o b e s e e n w i t h o u t a m i c r o s w p e . C a n a g r e e n p l a n t a c t u a l l y l i v e b y i t s e l f i n a s e a l e d j a r ? Y e s , b u t i t i s v e r y d i f f i c u l t t o s e t u p a n i m l e s t i g a t i o n t o p r o v e t h i s . F o r e x a m p l e , y o u m u s t t r e a t t r e s e e d f m n n w h i c h t h e p l a n t w i l l g r o w . Y o u m u s t b e s u r e n o m o l d s a n d b a c t e r i a c a n g r c w e n t h e s e e d . A n d y o u m u s t p l a n t t h e s e e d i n s o i l a n d w a t e r t h a t h a v e n o l i v i n g t h i n g s i n t h e n . ' n n e j a r i s , i n a w a y , t l e h o u s e o r r n n e o f t l e p l a n t . ' n e G r e e k w c r d f o r h c m e i s g i n g g ( e k ’ s s ) . ' I h e p l a n t l i v e s i n a l u n e t h a t i s a k i n d o f s y s t e n . I n t h i s s y s t e n n i n t h e j a r , t l e p l a n t d e p e n d s o n w a t e r , s o i l , t e n p e r a t u r e , a n d s u n l i g h t . ' m e p l a n t , s o i l , a n d w a t e r m a k e u p a s y s t e n t h a t s c i e n t i s t s c a l l a n W ( e k ’ a s i s ’ t a m ) . 3 3 9 T h e W o r l d ' s E c o g ' s t e n L y e r y l i v i n g t h i n g i s , i n a w a y , s e a l e d i n t o a n e c o s y s t e m T h a t i n c l u d e s y o u , t o o ! Y o u r e c o s y s t e n i s n ' t a j a r , o f c o u r s e . I t ' s m u c h b i g g e r . I t ' s p l a n e t E a r t h . t h e w o r l d ' s e m s y s t e n i s a l a y e r o f w a t e r , a i r , a n d l a n d a b o u t 2 0 k i l a n e t e r s t h i c k . F e w o r g a n i s m s c a n l i v e i n t l ' e v e r y b o t t o m o f t h e w a t e r , o r i n t h e v e r y t o p o f t h e a i r . P e o p l e c a n g o d o w n i n t o t h e w a t e r a n d u p i n t o t t e t o p p a r t o f t h e a i r - a n d b e y o n d . B u t t l e y m o s t t a k e t h e i r e w i r r r r r e n t w i t h t h e n . I b w c b t h e s e a d v e n t u r e r s t a k e t l ' e i r e n v i m e n t w i t h t h e n ? W e a r e s e a l e d i n o n t h e E a r t h . W e a n d o u r e n v i m e n t a r e e n e . W i t t ' o u t a r e a l t h y e c o s y s t e m , p l a n t s , a n i m a l s , a n d p e o p l e c a n n o t l i v e . A r e w e u s i n g o u r e n v i m e n t w i s e l y ? 1 1 1 3 K B P C K 3 4 0 C h e c k y o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t s i n t h i s s e c t i o n . W h i c h e n d i n g w o u l d y o u c l o o s e f o r e a c h s t a t e m e n t ? 1 . 3 . A g r e e n p l a n t c a n m a k e s u g a r f r o n c a r b e n d i o x i d e a n d a . o x y g e n b . w a t e r G l u c o s e i s m a d e u p o f h y d r c g e n , o x y g e n , a r n d a . w a t e r b . c a r b o n A g r e e n p l a n t c a n l i v e w i t h o u t a . p r o t o z o a n s b . c a r b o n d i o x i d e A n i m a l s d e p e n d u p o n p l a n t s t h a t a . h a v e n o c h l o r o p h y l l b . c a r r y o n p h o t o s y n t l e s i s ' n e w o r l d ' s e c o s y s t e n i n c l n r i e s t h e E a r t h , t h e w a t e r , a n d a . t h e a i r b . o u t e r s p a c e I n t l ' e w o r l d ' s e c o s y s t a n , t r e r e i s r o l i v i n g t h i n g t h a t i s a . d e p e n d e n t b . i n d e p e n d e n t ' I h e s t a t e n e n t t h a t f i t s fl e fl ' c c n c e p t o f t h i s s e c t i o n i s a . A g r e e n p l a n t c a n l i v e c r n l y i n a n e n v i r o m e n t i n w h i c h i t c a n m a k e f o o d . b . A g r e e n p l a n t i s d e p e n d e n t a n a n i m a l s . 3 4 1 A w o r m T h e g r e e n p l a n t c a n l i v e w i t h o u t a n i m a l s . A n i m a l s c a n n o t l i v e ‘ w i t h o u t t h e g r e e n p l a n t - o r c a n t h e y ? D o n o t a l l a n i n a l s d e p e n d o n g r e e n p l a n t s f o r e n e r g y ? 3 4 2 4 . A r e Y o u S e a l e d I n A S y s t e m ? M i l k i s a r e m a r k a b l e f o o d . I t c o n t a i n s m a n y i m p o r t a n t f o o d s u b s t a n c e s . I t h a s p r o t e i n s t h a t b u i l d m u s c l e , a n d s u g a r t o g i v e y o u e n e r g y . M i l k a l s o h a s m i n e r a l s i n i t . C a l c i u n a n d p h o s p h o r u s a r e e s p e c i a l l y i m p o r t a n t m i n e r a l s . Y o u r c e l l s u s e t h e s e m i n e r a l s t o m a k e s t r o n g b o n e s . M i l k a l s o c o n t a i n s v i t a m i n s . V i t e n i n s a r e v e r y i n p o r t a n t t o y o u r l e a l t h . W i t h a l l t h e s e t h i n g s i n i t , m i l k i s a r e n a r k a b l e f o o d . Y o u r b o d y u s e s t h i s f o o d f o r g r o w t h a n d e n e r g y . F r o c h o s y s t e n i n t o B o d y f b w d o a l l t l e s e s u b s w n c e s - v i t a m i n s , p r o t e i n s , s u g a r , m i n e r a l s - g e t i n t o m i l k ? ' I h i s c o w ' s p l a c e i n o u r e n v i r o n m e n t i s v e r y i m p o r t a n t . I t p r o d u c e s m i l k t h a t w e d r i n k . W e d e p e n d o n c o w s f o r m i l k . C o w s , i n t u r n , d e p e n d o n g r e e n p l a n t s . R e r e n b e r : t l ' e l e a v e s o f g r e e n p l a n t s t a k e i n c a r b o n d i o x i d e f r r m t h e a i r . ' n ' e r o o t s t a k e i n w a t e r f r c m t h e s o i l . ' I ' h e g r e e n p l a n t d e p e r i s o n a i r a n d s o i l . A n d t h e c o w - i n i t s e c o s y s t e n n - d e p e n d s o n t l ' e g r e e n p l a n t . Y o u a l r e a d y k r m t h a t g r e e n p l a n t s m a k e f c o d s u b s t a n c e s . S a n e o f t h e s e b u i l d t h e c o w ' s b c d y , s a r e g o i n t o t h e c o w ' s m i l k . T h e c o w a l s o d e p e n d s o n t h e m i r e r a l s i n g r e e n p l a n t s . S a r e o f t h e m i r e r a l s i n t t e p l a n t s m t o t l e w v ' s b o d y c e l l s . S m e g o i n t o t l e c o w ' s m i l k . ' n e v i t e n i n s f o m d i n t h e c o w ' s m i l k s t a r t t o f o r n n i n t l ' e g r e e n p l a n t s t h e c o w e a t s . ' n e c o w l i v e s i n a n e c o s y s t e m . ' I h i s e c o s y s t e n h a s i n i t t h e l i v i n g p l a n t s t h a t t h e c o w n e e d s . I t a l s o h a s i n i t t h e a i r a n d w o t e r t l e c o w n e e d s . I s l i g h t Y b a H o e n n a t n i n d e o f c c y V a n Y o Y b o f t t t t b n A t o o x o h r h u i h o u d y i m a t l u e o e r y g t l t e i h e a o o l x e h r o i t o o e a l s o r y o s g r r d n a e b p u d s W y e u e n m t c u d l h o e n l e c b e b a n ' ' n i a e o b a t i t a a s u n o l s e o l d n n n n i e d s e n s l t r b u . , s e t t d o b s t ' l e y o d h o e n n d s t e o w d e e i t W c d y . o f d o s . r e o t m b e a r c d y r i a c s i n t e e r h e h e n t e w a I d d o y s s o n l l e e a l r i e p a f r c t l e o s u W . b n s a y c d e l l t m r e . l o h a o a a l t h h w d i n e , o s t b e s f t t n h e t f f l a e a e n l e . h e n a n g s h s A i l t , r a ? e t ? e n r r e u o d s , i I o a y n b i e o n r u a L n g n t l s a r s d i a o c w a s n y e i d t g o t l v u i ' t - k o t h l e r e g t g . m r t i d s g a o r a l e b r t e c o w ' c o s y s o n i n t n u i c e i b n o e n s t ? t y l t l r g m e r r a o t c m a a n t t ' B l t E x p c a e l i t u o r n l e e s f n d r n l i d r s . p e e t l s w f s o a e n o u e t ' l . e e u s I e s l e , l a a h W a i a n i d y o u . a n r - f r a n n i i e g t y w C e c e n b n r t n y i o t r m l d G s a h e d d c - a m n o o s h u i d k n e a o v o l i n , l n e y r t . d y e t n e o u t l t o p h n e r d m p e e r s d p e a i F l e l n o l h s i n i . - e e u f o t d o e l h d a c u ‘ n i d o o o o e d f e r n t a o u i t t a n a p i h e d n r h r p s t r t l m e e s e d e o n t f e h r d l , l n a s a a n s a t n p e c p n m ? i l . s s r a o t u I e f e d n h o o x s a W e l s g e n , l r l s . p e ' a n t e r e n . b o « o t n d a t c s h a g i o l m n r n a n . e d o r . a g p e f t r t f c d i n i n a r i , A n m e e e w r i e y m l . n i t t t d x l l o e d n s n n e a n o p i o o ' a s p l u k r s e l o l f p l e a c n l e . l a n l t t o e a W a r i p s o , o ? s r f m a l l n W k s o k i o n r y h - b e s 3 4 3 D o y o u t h i n k g r e e n p l a n t s a r e b a s i c t o t h e w o r l d ' s e c o s y s t e m ? 3 4 4 Y o u , l i k e o t h e r l i v i n g t h i n g s , d e p e n d o n g r e e n p l a n t s . Y o u d e p e n d o n t h e c h o l o r o p h y l l i n c e l l s o f t h e g r e e n p l a n t . A n d g r e e n p l a n t s c a n n o t b u i l d f o o d w i t h o u t l i g h t . A l l l i g h t e n e r g y c a r e s o r i g i n a l l y f r o m t h e S u n . S o y o u d e p e n d o n t h e S i m f o r e v e r y b i t e o f f o o d t h a t y o u e a t . S u n l i g h t i s , t h e n , t h e m a j o r r e s o u r c e i n o u r e c o s y s t e m . L i k e t h e p l a n t i n t h e j a r , y o u t o o a r e s e a l e d i n . h h e r e v e r y o u g o , y o u h a v e t o h a v e a i r . Y o u m u s t h a v e f o o d - f o o d t h a t g r o w s i n a i r , s o i l , o r w a t e r . Y o u m u s t h a v e w a t e r a n d w a r m t h . Y o u m u s t h a v e a n e n v i r o n m e n t t h a t p r o v i d e s t h e s e t h i n g s , a n d m o r e . Y o u d e p e n d o n y o u r e n v i r o n m e n t f o r t h e m a t e r i a l s o f l i f e . ' I ' r e j a r y o u a r e s e a l e d i n i s t h e w o r l d o f p l a n e t E a r t h . W e r e v e r p e o p l e g o i n s p a c e , h e m u s t t a k e t h e i r e n v i r o m e n t w i t h t h e m . I n t h e i r s p a c e c r a f t , t h e s e a s t r o n a u t s c a r r y f o o d , o x y g e n , a n d w a t e r . ‘ I h e y a r e s e a l e d i n t i e s p a c e c r a f t . ' n ' e y h a v e m a d e a k i n d o f e c o s y s t e m i n t l n e s p a c e c r a f t . A n o t h e r V i e w o f t h e E c o s y s t e m l e t u s v i s i t a f o r e s t . I t i s c o o l a n d v e r y q u i e t u n d e r t r e t a l l t r e e s . O v e r t h e r e i s a s m a l l p o n d - s u d d e n l y w e h e a r a s o f t " p l o p . " W e l o o k . ' I t e r e i s a f r o g s t a r i n g a t u s - i t s h e a d j u s t a b o v e w a t e r . ' I h e f r o g f e e d s o n i n - s e c t s i t f i n d s i n i t s f o r e s t - p o n d e c o s y s t e m . T h e i n s e c t s f e e d o n g r e e n p l a n t s . I f t h e f r o g i s u n l u c k y , i t m a y s e r v e a s f o o d f o r a s n a k e . A n e c o s y s t e m i s m a d e u p o f t w o p a r t s , a l i v i n g e n v i r o n m e n t a n d a n o n l i v i n g e n v i r o n m e n t . T h e f r o g , f o r e x a n p l e , d e p e n d s a n t h e l i v i n g t h i n g s i n i t s e c o s y s t e m . I t a l s o d e p e n d s o n s u c h n o n l i v i n g p a r t s o f i t s e n v i r o n m e n t a s a i r , w a t e r , a n d w a r m t h . D e s c r i b e t h e w a y s t h e f r o g d e p e n d s o n a i r , w a t e r , a n d w a n m t h . 3 , 4 5 T h e f r o g ' s e c o s y s t e m - a p o n d - m a y b e p a r t o f a f o r e s t . T h e r e a r e o t h e r e c o a l s t e n s i n a f o r e s t . T a k e a l o o k a t a t a l l t r e e . O b s e r v e i t c a r e - f u l l y a n d y o u m a y d i s c o v e r t h a t i t ' s p a r t o f a w o o d p e c k e r ' s e c o s y s t e m . T h e w o o d p e c k e r ' s e c o s y s t e m i s n o t e x a c t l y t l e s a m e a s t i e f r o g ' s . A l t h o u g h i t s f o o d i s a l s o m a d e u p o f i n s e c t s , t h e w o o d p e c k e r d o e s n ' t f i n d i t s i n s e c t s i n t h e p o n d . I t f i n d s i n s e c t s t h a t a r e b u r i e d i n t h e t r e e . P e r h a p s y o u h a v e h e a r d o t h e r w o o d p a c k e r s s e a r c h i n g f o r f o o d i n t h e i r e c o s y s t e m s . t h a t d o e s i t s o u n d l i k e ? ' n e w o o k p e c k e r d o e s n ' t d e p e x i c n a p e n d e n v i r a n o n t t l e w a y t l e f m g d o e s . ' I Y e e c o s y s t e m o f t h e f r o g i s p a r t o f t l ' e f o r e s t . ‘ I h e e c o s y s t e m o f t h e w o o d p e c k e r i s a l s o p a r t o f t h e f o r e s t . T h e r e a r e m a n y o t h e r e c o s y s t e m i n t h e f o r e s t . D e s c r i b e t h e e c o s y s t e m o f a d e e r . I n t u r n , a l l t h e a n i m a l s a n d p l a n t s o f t h e f o r e s t m a k e n m o n e g r e a t e c o - s y s t e m . Y o u c a n s e e t h a t t l e f o r e s t s , l a k e s , w o o d s , f i e l d s m a k e u p e v e n a l a r g e r e c o s y s t e m . F a n s y s t e n s a r e s t u d i e d b y e c o l g g i s t s ( i k o l ’ a j i s t s ) . M a n y e c o l o g i s t s h a v e c a n e t o t h i n k o f t i e w h o l e w o r l d a s a w o r l d e c o s y s t e m . M n y ? T l ‘ e r e i s c r e l i v i n g t h i r q t h a t c a n l i v e a l n o s t a n y w l e r e i n t h e w o r l d e c o s y s t e m . ' l h i s l i v i n g t h i n g i s d e p e n d e n t o n t h e a i r a n d w a t e r o f t h i s w o r l d . ‘ I h i s l i v i n g t h i n g u s e s t h e a n i m a l s a n d p l a n t s o f t i e w o r l d f o r f o o d , f o r c l o t h i n g . f o r m e l t e r , f o r p e t s , f o r w o r k . T h i s l i v i n g t h i n g d e p e n d s o n t h e w o r l d e c o - s y s t e m . Y o u l c w t h e n a m e o f t h i s s p e c i a l l i v i n g t h i n g . R o i s i t ? 3 4 6 - Y o u r l i f e a n d t h e l i f e o f m a n y O t h e r p e o p l e d e p e n d s o n t h e w o r l d e c o s y s t e m . Y o u m u s t l e a r n h o w t o m a n a g e i t w i s e l y . L L X D K B A C K C h e c k y o u r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t s i n t h i s s e c t i o n . M n i c h e n d i n g w o u l d y o u c h o o s e f o r e a c h s t a t e m e n t ? T i e a . b . a . b . m i n e r a l s i n m i l k c a r e f r o m t h e a i r s o i l s u g a r t h a t i s f o u n d i n c o w ' s m n i l k c r a n e s f r o m g r e e n p l a n t s t h e s o i l i r o n w e n e e d f o r t h e r e d b l o o d c e l l s i n o u r b o d i e s c o r e s f r o m t h e a i r s o i l w e n e e d c a n e s t o u s f r o m o u r e n v i r o n m e n t c e l l s e n e r g y u s e d b y g r e e n p l a n t s c a n e s f r o m t h e S u n s o i l t h e f o o d s w e e a t c a n b e t r a c e d f i n a l l y t o t h e g r e e n p l a n t s c o w s t a t e n e n t t h a t f i t s t t e m _ a _ i n _ c e n o e p t o f t h i s s e c t i o n i s P e o p l e a l o n e a r e i n t e r d e p e n d e n t w i t h t h e i r e n v i r o n m e n t . A l l l i v i n g t h i n g s a r e i n t e r d e p e n d e n t w i t h t h e i r e n v i r u n e n t . 3 4 7 P l a n e t E a r t h r e a l l y i s a n e c o s y s t e m . A l l o v e r t h e w o r l d , p e o p l e a r e t r u l y i n t e r - d e p e n d e n t . I f s o , s h o u l d p e o p l e w l n o h a v e f o o d s h a r e w i t h t h e p e o p l e i n o t h e r c o u n t r i e s w h o h a v e l i t t l e o r n o f o o d ? W h y ? W h y n o t ? 3 . 4 8 T H E M A I N C O b C E P T D T h e S u n ' s E n e r g y C a p t u r e d : A M a j o r R e s o u r c e F C X Z J S O N ' I H E W I m a g i n e . I t ' s a b r i g h t , c l e a r d a y . T h e r e ' s n o t a c l o u d i n t h e s k y . S u n - l i g h t s t r e a m s o n t o t h e E a r t h . S a t e o f i t h e a t s t h e E a r t h . Y o u f e e l w a r m . A t t h e s a m e t i n e , c h l o r o p h y l l i n t h e c e l l s o f g r e e n p l a n t s c a p t u r e s s a r e o f t h i s l i g h t e n e r g y . G r e e n p l a n t c e l l s c a p t u r e a n d s t o r e l i g h t e n e r g y f r o m t h e S u n . S c i e n t i s t s c a l l t h i s p r o c e s s p h o t o s y n t h e s i s . I n p h o t o s y n t h e s i s , c a r b o n d i o x i d e + w a t e r m m fl fi h h l 7 ‘ s u g a r + o x y g e n C h l o r o p h y l l i s a n a m a z i n g s u b s t a n c e . I t c a p t u r e s t h e S u n ' s e n e r g y a n d m a k e s p h o t o s y n t h e s i s p o s s i b l e . ' l h i n k a b o u t t h a t . N o o t h e r s u b s t a n c e i n t h e w o r l d c a n d o t h i s ! ' I h e g r e e n p l a n t c e l l u s e s l i g h t e n e r g y t o b u i l d f c o d . I t a l s o u s e s l i g l n t e n e r g y t o b u i l d m a n y o f t l e s u b s t a n c e s w e u s e f o r l i v i n g , s u d n a s f n e l a n d c l o t h i n g . A l l o f u s d e p e n d o n t h e g r e e n p l a n t c e l l . G r e e n p l a n t s , o f c o u r s e , d e n e n d o n l i g h t e n e r g y a n d c h l o r o p h y l l . B u t l i g h t e e r g y a n d c h l o r o p h y l l a r e r o t e n o u g h . A s e e d b y i t s e l f w i l l n o t g r o w . S o g r o w , a s e e d - l i k e a n y l i v i n g t h i n g - m u s t h a v e t l e r i g h t e n v i r o m e n t . R a t t l e s n a k e s , r a b b i t s , p e l i c a n s , f e r n s , m e a d o w l a r k s , p e o p l e - e a c h m u s t h a v e t h e e n v i r o n m e n t t h a t a n g i v e i t t h e s u b s t a n c e s n e e d e d f o r i t s g r o w t h a n d a c t i v i t y . ' I ' h e e n v i m e n t i s m a d e u p r o t c n l y o f l i v i n g t h i n y s . I t a l s o i s m u p o f t h e M l i v i n g t h i n g s m d . G r e e n p l a n t s n e e d a i r , w a t e r , m i n e r a l s , a n d e n o u g h t e a t t o l i v e a n d r e p r o d u c e . G i v e n t h e s e t h i n g s , g r e e n p l a n t s m a k e . M e n a g r e e n p l a n t h a s a l l t h e s e t h i n g s 3 4 9 i n i t s e n v i r o n m e n t , s c r e n t i s t s c a l l t h a t e n v i r o n m e n t a n e c o s y s t e m . A n i m a l s l i v e i n e c o s y s t e m s . T h e y c a n n o t l i v e w i t h o u t g r e e n p l a n t s . W h e r e v e r y o u f i n d a n e c o s y s t a n t h a t h a s a n i m a l s a l i v e a n d r e p r o d u c i n g , y o u f i n d f o o d . A n d y o u c a n a l w a y s t r a c e t h i s f o o d t o g r e e n p l a n t s . Y o u f e e d o n p l a n t s a n d o n a n i m a l s t h a t e a t p l a n t s . T h e l i o n f e e d s o n t h e z e b r a . W h a t d o e s t h e z e b r a f e e d o n i n i t s e c o s y s t e m ? E x e r y l i v i n g t h i n g d e p e n d s o n i t s e n v i r o n m e n t f o r l i f e . T h i s i s a s i m p l e i d e a . Y e t i s i t o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t c o n c e p t s i n s c i e n c e . Y o u m a y t h i n k o f t h e e n t i r e w o r l d a s a n e c o s y s t e m » A n d p e o p l e - t h a t i n v o l v e s y o u - d e p e n d o n t h i s e c o s y s t e n . W e r m u s t b e w i s e m a n a g e r s o f o u r e n v i r o n m e n t . v w a m u s t c o n s e r v e o u r e n v i r o n m e n t . D e s t r o y t h e g r e e n p l a n t s a n d a l l l i v i n g t h i n g s w i l l d i e . I t i s o n l y t h r o u g h g r e e n p l a n t s t h a t a l l l i v i n g t h i n g s c a n u s e t h e S u n ' s e n e r g y . Y o u h a v e c o m e t h e n t o a d e e p e r u n d e r s t a n d i n g o f t h e c o n c e p t o f e n v i r o n - n _ e _ n _ t ' ; : ' I h e c a p t u r e o f t h e S u n ' s e n e r g y b y g r e e n p l a n t s i s b a s i c t o t l n e E r o w t h o f a l l l i v i n g t h i n i . “ ? ) h u h O - O I U G “ 3 5 0 F o c u s i n g o n t h e M a i n C o n c e p t s T E S T I I C Y O U R S E L F m e t y o u r m n d e r s t a r r i i n g o f t h e c o n c e p t s i n t h i s u n i t w i t h t h i s p r o b l e m . A m a i n c o r c e a t o f t h i s u n i t , p h o t o s y n t h e s i s , c a n b e w r i t t e n a s c a r b o n d i o x i d e + w a t e r ) s u g a r ( a n d o t h e r f o o d ) + o x y g e n H o w e v e r , p h o t o s y n t h e s i s c a n n o t g o o n u n l e s s c e r t a i n c o n d i t i o n s a r e p r e s e n t . W h i c h o f t h e f o l l o w i n g c o n d i t i o n s m u s t b e p r e s e n t ? M n y ? t h e p l a n t s h o u l d b e u n d e r w a t e r . t h e p l a n t s h o u l d h a v e c h l o r o p h y l l . T h e p l a n t s h o u l d h a v e l i g h t . 1 1 2 p l a n t s h o u l d h a v e n i t r o g e n . ' n n e p l a n t s h o u l d h a v e c a r b o n d i o x i d e . T h e p l a n t s h o u l d b e i n c c m p l e t e d a r k n e s s . ' n n e p l a n t s t o u l d b e c o l o r l e s s . 3 5 1 Q J I C } : T E S T ' I l e s t y o u r u n d e r s t a n d i n g o f i m p o r t a n t c o n c e p t s i n t h i s u n i t c h i n g t h e s e p r o b l e n s . C i r c l e t h e b e s t a n s w e r . 1 . A m u s h r o o m i s a p l a n t . T h e c e l l s o f m u s h r o o m s h a v e n o c h l o r o p h y l l i n t h e m . T h i s m m n s t m e a n t h a t t h e m u s h r o a m c a n n o t c a r r y o n a . g r o w t h c . m o t i o n b . p h o t o s y n t h e s i s d . b r e a t h i n g 2 . L i g h t e n e r g y b e g i n s f o o d — m a k i n g i n p l a n t s . I n a w a y , t h e n , f o o d m n t a i n s c a p t u r e d l i g h t e n e r g y . M u n i c h o f t h e s e f o o d s u b s t a n c e s d o e s n o t a r e f r o m c a p t u r e d l i g h t e n e r g y ? a . s u g a r c . m i l k b . s t a r c h d . i r o n 3 . A g r o w i m g r e e n p l a n t , i n i t s p o t o f s o i l , w a s p u t i n t o a j a r f i l l e d w i t h a i r . ' I ' h e a m o n m t o f c a r b o n d i o x i d e i n t h e a i r i n t h e j a r w a s l c o m . A f t e r 2 4 h o u r s , t h e r e w a s a l i t t l e m o r e c a r b o n d i o x i d e i n t h e j a r t h a n h a d b e e n t h e r e a t f i r s t . S o t h e p l a n t a n d j a r m u s t h a v e b e e n p l a c e d i n a . d a r k n e s s c . h e a t b . l i g h t d . m l d 4 . W h e n p h o t o s y n t h e s i s i s c a r r i e d o n , a g a s i s g i v e n o f f . T h e g a s i s a . n i t r o g e n c . c a r b o n d i o x i d e b . ~ o x y g e n d . w a t e r v a p o r S . T h e s t a t e m e n t t h a t f i t s t h e m n a i n c n n c e p t o f t h i s u n i t i s a . G r e e n p l a n t s ‘ a r e _ a m a j o r r e s o u r c e o f t h e w o r l d e c o s y s t e m . b . P e o p l e d o n o t d e p e n d o n p l a n t s . J N P P E m U I D K C I I M C H I E R J J S C H E N K Z E E x c e r p t s f r o m M O D E R N S C I E N C E , L e v e l S i x , b y H . A . S m i t h e t a l . , c o p y r i g h t 9 1 9 7 4 b y L a i d l a w B r o t h e r s , I n c . R e p r i n t e d b y p e r m i s s i o n o f t h e p u b l i s h e r . A P P E N D I X C M O D E R N S C I E N C E F L O V E R I I G P L A I H ‘ S O r g a n i s m s l i k e f i r t r e e s , o a k t r e e s , t u l i p s , a n d r o s e s a r e a l l g r e e n p l a n t s . W h a t d o a l l o f t h e s e p l a n t s h a v e i n c a n n o n ? W h a t d o t h e y h a v e t h a t m a k e s t h e m d i f f e r e n t f r o m a l l o t h e r k i n d s o f g r e e n p l a n t s ? A l l o f t h e s e p l a n t s b e a r f l o w e r s a n d a r e t h e r e f o r e c a l l e d f l o w e r i n g w e : T h e y a r e t h e m o s t c a r p l e x o f a l l p l a n t s . E a c h i s c o m p o s e d o f m a n y t i s s u e s , o r g a n s , a n d s y s t e m s . E a c h r e p r o d u c e s i n a v e r y c a r p l i c a t e d w a y . Y e t e a c h o f t h e s e p l a n t s b e g i n s l i f e a s a s i n g l e c e l l . H o w d o t h e s e c a n p l e x o r g a n i s m s d e v e l o p f r o m s i n g l e c e l l s ? i b w d o t h e i r v a r i o u s t i s s u e s , o r g a n s , a n d s y s t e m s w o r k t o g e t h e r i n t h e l i f e o f a s i n g l e p l a n t ? W h a t f u n c t i o n d o t h e f l o w e r s p e r f o r m ? H o w a r e f l o w e r i n g p l a n t s r e l a t e d t o t h e p h y s i c a l a n d b i o l o g i c a l f a c t o r s i n t h e i r e n v i r o n m e n t s ? ' I ‘ r n e s e a r e s u r e o f t h e q u e s t i o n s y o u w i l l i n v e s t i g a t e i n y o u r s a n d y o f f l o w e r i n g p l a n t s . Y o u w i l l s e e h o w t h e a n s w e r s t o t h e s e q u e s t i o n s a r e r e l a t e d t o t h e b a s i c f a c t s y o u h a v e a l r e a d y d i s c o v e r e d a b o u t l i v i n g t h i n g s . 1 . H o w A r e P l a n t s a n d T h e i r E n v i r o n m e n t s R e l a t e d ? v 3 3 ; g r _ e _ f l o w e r y L l E E E ? T h e r e a r e m a n y k i n d s o f g r e e n p l a n t s i n t h e w o r l d . S a t e o f t h e m , l i k e m o s t o f t h e a l g a e , l i v e i n t h e w a t e r . O t h e r s , l i k e f e r n s , e v e r g r e e n s , a n d h e r b s l i v e o n t h e l a n d . T h e g r e e n p l a n t s t h a t y o u s e e m o s t o f t e n a r e t h o s e t h a t b e a r f l o w e r s . T h e s e a r e t h e f l o w e r i n g p l a n t s . M o s t k i n d s o f f l o u e r i n g p l a n t s g r w o n t h e l a n d , b u t s a m e g r o w i n t h e w a t e r . Y o u k n o w , o f c o u r s e , t h a t p l a n t s l i k e t h e r o s e , t h e t u l i p , t h e d a i s y , a n d t h e l i l y a r e a l l f l o w e r i n g p l a n t s . T h e i r f l o w e r s a r e r a t h e r l a r g e a n d b r i g h t a n d e a s y t o s e e . B u t t h e r e a r e m a n y o t h e r f l o w e r i n g p l a n t s w h o s e f l o w e r s a r e s m a l l a n d h a r d t o f i n d . F o r e x a m p l e , h a v e y o u e v e r n o t i c e d t h e f l o w e r s t h a t a p p e a r 3 5 2 3 5 3 i n t h e s p r i n g t i m e o n t h e b r a n c h e s o f t h e e l m , t h e o a k , t h e b i r c h , o r t h e m a p l e ? T h e s e t r e e s , a n d m a n y l i k e t h e m , a r e r e a l l y f l o w e r i n g p l a n t s . H a v e y o u e v e r n o t i c e d t h e f l o w e r s o n c o r n , b e a n , o r t a r a t o p l a n t s ? H a v e y o u e v e r s e e n t h e t i n y f l o w e r s o f t h e g r a s s e s ? F l o w e r i n g p l a n t s a r e c o m p l e x o r g a n i s m s W h i c h b e g i n l i f e a s s i n g l e c e l l s . A s t h e c e l l s g r o w a n d r e p r o d u c e , t h e y d i f f e r e n t i a t e i n t o v a r i o u s t i s s u e s , o r g a n s , a n d s y s t e m s . T h e t h r e e m a i n p a r t s o f f l o w e r i n g p l a n t s a r e t h e r o o t s , t h e s t e m s , a n d t h e l e a v e s . D o y o u r e m e n b e r w h a t t h e s e p a r t s a r e l i k e a n d l ’ u d t h e y m r k t o g e t h e r i n t h e l i f e o f t h e p l a n t ? F r o m w h i c h o f t h e s e t h r e e s y s t e m d o f l o w e r s g r a d ? l e t u s b e g i n t h e s t u d y o f f l o w e r i n g p l a n t s b y e x a m i n i n g t h e i r r o o t s . i n g o t — s . t h e r o o t s o f m o s t f l o w e r i n g p l a n t s g r o w d c u n i n t o t h e s o i l . ' m e s e r o o t s h a v e m a n y b r a n c h e s a n d h o l d f a s t t o t h e e a r t h . I f y o u h a v e e v e r t r i e d t o p u l l o n e o f t h e s e p l a n t s f r o m t h e g r o u n d , y o u w i l l h m h o w w e l l t h e r o o t s y s t e m h o l d s t h e p l a n t i n p l a c e . B e c a u s e o f t h e i r r o o t s , f e w f l o w e r i n g p l a n t s a r e b l o w n o v e r e v e n b y v e r y s t r o n g w i n d s . B u t r o o t s d o s u r e t h i n g m o r e t h a n a n c h o r t h e p l a n t i n p l a c e . T h e y a l s o M o r t a k e i n t h e w a t e r a n d t h e m u n e r a l s t h a t t h e p l a n t n e e d s i n o r d e r t o l i v e . ' I o m d e r s t a n d h o w t h e r o o t s d o t h i s , y o u m u s t l c w s a n e d n i n g a b c u t t h e i r e n v i r o n m e n t , t h e s o i l . E g g . H a v e y o u e v e r l o o k e d c l o s e l y a t t h e s c i l ? D o y o u t h i n k o f i t a s a s o l i d m a s s o f d i r t ? A c t u a l l y t h e s o i l i s m a d e o f v e r y t i n y p a r t i c l e s . T h e s e p a r t i c l e s h a v e r a g g e d e d g e s a n d C h n o t f i t t o g e t h e r t i g h t l y . I n s t e a d , s p a c e s a r e l e f t b e t w e e n t h e m a s s l a m i n t h e p i c t u r e o n t h i s p a g e . 3 5 4 , £ \ _ i r _ a g _ s o _ i l . A s s m a l l a s t h e y a r e , t h e s e s p a c e s t e n d t o b e f i l l e d w i t h a i r . A i r i s a m i x t u r e o f g a s e s . G a s e s m o v e e a s i l y i n a l l d i r e c t i o n s . T h e g a s e s o f t h e a i r f l o w i n t o t h e t i n y s p a c e s l e f t b e t w e e n t h e r a g g e d p a r t i c l e s o f t h e s o i l . A i r a l s o m o v e s i n t o t h e s o i l t h r o u g h t u n n e l s m a d e b y a n t s , e a r t h w r m s , a n d o t h e r o r g a n i s m s . W E E % fl . W h e n i t r a i n s , w a t e r a l s o w o r k s i t s w a y i n t o t h e s e t i n y s p a c e s . B u t a l m o s t a t o n c e t h i s w a t e r b e g i n s t o d r a i n a w a y t h r o u g h t h e s o i l . T h e f o r c e o f g r a v i t y d r a w s i t d e e p e r i n t o t h e e a r t h . ' I h e r e i t m a y m o v e v e r y s l o w l y a l o n g h u g e b e d s o f s o l i d r o c k t o w a r d r i v e r s , l a k e s , a r n d o c e a n s . B u t s o m e o f t h e w a t e r c l i n g s t o t h e s u r f a c e s o f t h e s o i l p a r t i c l e s . T h i s w a t e r f o r m a f i l m a r o n m d t h e s o i l p a r t i c l e s a n d r e r e i n s t h e r e l m g a f t e r t h e r e s t o f t h e w a t e r h a s d r a i r n e d m y . I t i s p a r t o f t h i s r e m a i n i n g w a t e r t h a t t h e r o o t s a b s o r b a s t h e y s p r e a d t h r o u g h t h e s o i l . S t u d y t h e p i c t u r e a b o v e . I n t h i s p i c t u r e a s m a l l s e c t i o n o f a r o o t t i p h a s b e e n m a g n i f i e d s o t h a t y o u c a n s e e i t s c e l l s . ' m e r o o t h a s a l s o b e e n s p l i t i n h a l f t o s h o . t h a t t h e c e l l s a r e a r r a n g e d i n l a v e r s . ' I ‘ h e w a t e r i n t h e s o i l i s s h o w n i n b l u e . N o t i c e t h a t t h e o u t e r l a y e r o f r o o t c e l l s m u c h e s s a n e o f t h e w a t e r i n t h e s o i l . T h i s w a t e r p a s s e s s l o w l y t h r o u g h t h e m e r b r a n e s o f t h e s e c e l l s . ' m e n i t p a s s e s f r u m c e l l t o c e l l t c w a r d t h e c e n t e r o f t h e r o o t . ' I h e r o o t , i n o t h e r w c r d s , 3 . 5 5 a b s o r b s t h e w a t e r f r o m t h e s o i l . N o t i c e a l s o t h a t m a n y o f t h e o u t e r c e l l s a b o v e t i e r o o t t i p d e v e l o p f i n g e r l i k e e x t e n s i o n s a s s h c m n i n t h e p i c t u r e . ' n e s e e x t e n s i o n s a r e c a l l e d a t h a i r s . T r e y g r o w o u t i n t o t h e s p a c e s b e t w e e n t l e p a r t i c l e s o f s o i l . T h e y r e a c h m o r e w a t e r t l ' e n t l e m a i n r o o t c a n r e a c h b y i t s e l f . M a r y - 1 3 % . A l m o s t a l l o r g a n i s m s r e e d o x y g e n a s w e l l a s w a t e r i n o r d e r t o l i v e . T h i s i s a l s o t r u e o f e a c h c e l l i n s u c h a n o r g a n i s m . H o w d o t l e c e l l s o f p l a n t r o o t s g e t t h i s o x y g e n ? A s y o u k n o w , o x y g e n i s o r e o f t r e g a s e s o f t h e a i r . ' n e r e i s o x y g e n , t i e r e f o r e , i n t l e p o c k e t s o f a i r i n t h e s o i l a r o u n d t r e p l a n t r o o t s . T h i s o x y g e n p a S s e s i n t o t l e r o o t c e l l s w i t h t l e w a t e r t h a t t l e p l a n t a b m r b s . I n t h i s w a y c e l l s t h a t a r e b u r i e d i n t h e e a r t h r e c e i v e o x y g e n f r a m t r e a i r . T h i n k f o r Y o u r s e l f C a n t o o m u c h w a t e r i n t h e s o ; l b e h a r m f u l t o f l o w e r i n g p l a n t s ? W r i t e A y o u r a n s w e r : M i n e r a l s : F l o w e r i n g p l a n t s r e e d w a t e r a n d a i r . B u t t h e y a l s o n e e d c e r t a i n m i n e r a l s . T h e s e m i r e r a l s a r e u s u a l l y f o u n d i n t i e s o i l _ w l ' e r e t h e p l a n t s a r e g r o w i n g . b e w a t e r t h a t t i e p l a n t s a b s o r b d i s s o l v e s s a m e o f t r e e s m n i r e r a l s f r o m t h e s o i l . T i e s e m i n e r a l s t h e n p a s s w i t h t h e w a t e r i n t o t l e r o o t c e l l s . W E E . A s y o u h a v e s e e n , t h e r o o t s o f f l o w e r i n g p l a n t s a r e a d a p t e d t o p e r f o r m c e r t a i n f u n c t i o n s f o r t h e p l a n t . T h e y a r e s p e c i a l l y a d a p t e d t o h o l d t l e p l a n t i n p l a c e a n d t o t a k e i n w a t e r a n d c e r t a i n o t l e r m a t e r i a l s w h i d n t h e p l a n t r e e d s . 3 5 6 B u t t h e m a t e r i a l s w h i c h t i e r o o t s t a k e i n f r o m t h e s o i l a r e n o t f o o d . N o r a r e t h e r o o t s a d a p t e d t o m a k e t h e i r o w n f o o d o u t o f t h e s e m a t e r i a l s . G r e e n p l a n t s m a k e f o o d b y u s i n g t i e e n e r g y i n s u n l i g h t . B u t s u n l i g h t c a n n o t r e a c h c e l l s t h a t a r e b u r i e d i n t h e g r o u n d . F o r t h e i r f o o d , t h e n , t h e c e l l s o f t h e p l a n t r o o t s m u s t d e p e n d u p o n t h e o t h e r p a r t s o f t i e p l a n t w h i c h a r e a b o v e t h e g r o u n d . ' n e s e o t t e r p a r t s , o f c o u r s e , a r e t h e s t e m s a n d t h e l e a v e s . m 2 9 . 1 2 x 5 2 . M o s t o f t h e f o o d p r o d u c e d b y f l o w e r i n g p l a n t s i s p r o - d u c e d i n t h e i r l e a v e s . ' I ' l e s e l e a v e s a r e o r g a n s t h a t a b s o r b m u c h s u n n l i g h t . T h e y a r e m a d e u p o f s p e c i a l i z e d c e l l s w h i c h e n a b l e t h e m t o p e r f o r m t h e i r f u n c t i o n i n t r e l i f e o f t h e p l a n t . B u t h o w a r e t l e l e a v e s o o n n e c t e i t o t l e r o o t s ? H o n v a r e t l e y r a i s e d a n d h e l d i n t l e s u n l i g h t ? T h i s , o f c o u r s e , i s a s p e c i a l f u n c t i m o f t t e s t e r s . W i t h i n t l e s t e m t h e r e a r e c e l l s t h a t h a v e t h i c k , s t r o n g c e l l w a l l s . B e c a u s e o f t i e s e s t r o n g c e l l w a l l s , t r e s t e r s c a n h o l d t n e l e a v e s u p a n d s p r e a d t h e m c u t i n t i e a i r a n d s u n l i g h t . I n t h i s p o s i t i o n , t h e l e a v e s c a n m a n u f a c t u r e f o o d . E v a s c u l a r s y s t e n . H o w d o e s f c o d m a n u f a c u n r e d i n t l e l e a v e s g e t t o t h e r o o t s ? n b w d o t r e m i n e r a l s a n d w a t e r a b s o r b e d b y t l e r o o t s g e t u p t o t l e l e a v e s ? D o t l e s e t h i n g s s i m p l y m o v e f r o m c e l l t o c e l l a s w a t e r d o e s w h e n i t e n t e r s t i e r o o t s ? W i t h i n e a c h p a r t o f a f l o w e r i n g p l a n t t l e r e a r e c e r t a i n c e l l s w h i c h s p e c i a l i z e i n t i e m o v e m e n t o f t h e s e m a t e r i a l s . ' I ‘ n e s e c e l l s f o r m b u n d l e s o f t u b e l i k e s t r u c t u r e s w h i c h s t r e t c h f r o m t i e r o o t s , t h r o u g h t h e s t e m s , a n d i n t o t h e l e a v e n . ' R e r e a r e t m t y p e s o f t k e s e s t r u c t u r e s . O n e t y p e , c a l l e d g l g ( 2 1 ‘ l a m ) , c a r r i e s w a t e r a n n d m i n e r a l s t h r o u g h o u t t i e p l a n t . m e o t t e r , c a l l e d 2 9 2 9 ( l e ' e m ) , c a r r i e s f o o d . ' R e p i c o n r e a n t l e n e x t p a g e s l m s c u t a w a y s e c t i o n s o f a r o o t , a s t e m , a n d a l e a f . T h e s e p i c t u r e s s h o w t h e x y l e m a n d p h l o e m t h a t a r e f o u n d t h r o u g h o u t t i e p l a n t . X y l e m a n d p h l o e m t o g e t t e r f o r m t n e v a s c u l a r s y s t e m o f t i e f l o w e r i n g 3 5 7 p l a n t . T h e f u n c t i o n o f t h e v a s c u l a r q ' s t e m i n a n y o r g a n i s m i s t o t r a n s p o r t n e e d e d m a t e r i a l s t h r o u g h o u t t h e o r g a n i s m . T h i n k F o r Y o u r s e l f w h a t k i n d o f v a s c u l a r s y s t e m d o y o u h a v e i n y o u r b o d y ? H o w i s i t d i f f e r e n t f r o m t h a t i n t h e f l o w e r i n g p l a n t ? F l o w e r s y ; E . C e r t a i n c e l l s o n t h e s t a r s o f f l o w e r i n g p l a n t s d e v e l o p i n t o t h e s p e c i a l o r g a n s t h a t m a k e t i e s e p l a n t s d i f f e r e n t f r o m a l l o t t e r s . T i e s e o r g a n s , o f c o u r s e , a r e t h e f l o w e r s . A f l o w e r i s a g r o u p o f s p e c i a l p l a n n t p a r t s t h a t v o r k t c g e t n e r t o p r o d u c e s e e d s . F r o m t i e s e s e e d s , a s y o u k n o w , n e w p l a n t s w i l l d e w - I q a - V A S C U L A R s v s n m o r W . A f l o w e r i n g ’ F L O W E R I N G P L A N T p l a n t , t h e r e f o r e , i s a c o m p l e x o r g a n i s m c u n p o s e d o f v a r i o u s p a r t s w h i c h m r k t o g e t l e r i n t h e l i f e o f t l e p l a n t . E a c h p a r t h a s a s p e c i a l f u n c t i o n , a n d e a c h p a r t d e p e n d s u p o n t h e o t h e r p a r t s t o 3 5 8 p e r f o n m o t h e r f u n c t i o n s . m a m W h a t c a u s e s t h e l e a v e s o f f l o w e r i n g p l a n t s t o d r o o p w h e n t h e s o i l i s v e r y d r y ? 3 5 9 2 . W h a t P a r t s o f a P l a n t W o r k T o g e t h e r t o P r o d u c e F o o d ? P r o d u c t i o n 9 _ f _ _ f _ c _ o § . 9 5 d o a l l o t h e r g r e e n p l a n t s , f l o w e r i n g p l a n t s p r o d u c e t h e i r o w n f o o d . H o w d o t h e y d o t h i s ? F l o w e r i n g p l a n t s , a s y o u k n o w , t a k e i n w a t e r a n d c e r t a i n m a t e r i a l s f r o m t h e s o i l . T h e y a l s o t a k e i n c a r b o n d i o x i d e f r o m t h e a i r . B u t t h e s e m a t e r i a l s a r e n o t f o o d . N o a n i m a l , f o r e x a n p l e , c a n g e t e n e r g y f r u n t h e m c r u s e t h e n t o n e k e t h e p r o t o p l a s n o f i t s b c d y . M u t d o f l o w e r i n g p l a n t s d o t o t l e e e t h i n g s t o o r a n g e t h a n i n t o f o o d ? F l o w e r i n g p l a n t s , a s d o a l l g r e e n p l a n t s , u s e t h e e n e r g y o f s u n l i g h t t o c h a n g e s i n p l e , n o n l i v i n g m a t e r i a l s i n t o f o o d . T h i s f o o d - m a k i n g p r o c e s s i s c a l l e d g o u g i n t h e S i s ( f o ’ t a s i n ' t h a s i s ) . O l l o r q h y l l . ' I h e c h i e f f o o d - p r o d u c i n g o r g a n s i n t h e f l o w e r i n g p l a n t a r e t h e l e a v e s . O b s e r v e t h e s i n g l e c e l l r e m o v e d f r a n t h e g r e e n l e a f i n t h e p i c t u r e b e l o w . N o t i c e t h a t w h e n t h e c e l l i s g r e a t l y m a g n i f i e d i t n o l o n g e r s e a t s t o b e a l l g r e e n l i k e t h e l e a f . m i c h p a r t o f t h e c e l l i s a c t u a l l y g r e e n ? N o t i c e t h a t t h e g r e w c o l o r i s l i m i t e d t o c e r t a i n m a l l p a r t i c l e s i n l t h e c e l l . T h e s e p a r t i c l e s a r e c a l l e d c h l o r o p l a s t s ( l e r ’ a p l a s t s ) . E a c h c h l o r o p l a s t c o n t a i n s a v e r y c a r p l e x m a t e r i a l c a l l e d r e n o w n ( l e r ’ a £ 1 1 ) . I t i s t h i s c h l o r o p h y l l t h a t g i v e s g r e e n p l a n t s t h e i r g r e e n c o l o r . I t i s t h i s c h l o r o p h y l l , t o o , t h a t e n a b l e s t h e c e l l s t o d l a n g e t h e e n e r g y o f a m l i g h t i n t o t h e e r e r g y s t o r e d i n f o o d . _ . v v 3 ‘ . w _ . 3 6 0 £ 5 3 3 3 3 w E . O b s e r v e t h e p i c t u r e s b e l o w . T h e s e p i c t u r e s 5 m g l e a v e s o f v a r i o u s f l o w e r i n g p l a n t s . N o t i c e t h e l i n e s t h a t r u n t h r o u g h o u t t h e b l a d e s o f t h e l e a v e s . m a t d o y o u s u p p o s e t h e s e l i n e s a r e ? T h e s e l i n e s a r e c a l l e d 1 3 1 1 5 ; V e i n s a r e v a s c u l a r b u n d l e s . L i k e a l l v a s c u l a r b u n d l e s i n f l o w e r i n g p l a n t s , t h e y a r e m a d e u p o f x y l e n a n d p h l o e n t u b e s . ’ I ‘ h e y a r e m n n e c t e d t o t h e x y l a n a n d m l o a n t u b e s i n t h e p l a n t s t a r s . ' I h e s e v e i n s c a r r y w a t e r a n d m i n e r a l s i n t o t h e l e a v e s . ' n e y c a r r y f c c d o u t o f t h e l e a v e s t o t h e r e s t o f t h e p l a n t . t h e l a r g e r v e i n s b r a n c h i n t o s m a l l e r a n d s m a l l e r v e i n s . I n t h i s w a y t h e v e i n n e t w o r k r e a c h e s i n t o e v e r y p a r t o f t h e l e a f . ' I ‘ h e s n a l l e s t o f t h e v e i n s c a n b e s e e n o n l y w i t h a m i c r o s c o p e . S u p p o s e t h a t y o u w e r e t o t e a r o f f a s r e l l p a r t o f t h e l e a f o f a f l o w e r i n g p l a n t . S u p p o s e t h a t y o a h e r e t o e x a m i n e t h e t o m e d g e o f t h e l e a f t h r o u g h a m i c r o s c o p e . m a t y o u s e e m u l d b e s a r e t h i n g l i k e t h e p i c t u r e b e l o w . A r e t h e c e l l s o f t h e l e a f g r o x p e d i n t o l a y e r s ? _ _ C a n y o u f i n d s e c t i o n s ‘ C R O S S S E C T I O N O F L E A F o f t h e s n a l l e s t v e i n s ? _ ' W h i c h c e l l s h a v e c h l o r o p l a s t s ? m i c h h a v e n o t ? W h e r e d o e s p h o t o s y n t h e s i s o c c u r ? w u d l o e l l s a r e s u r r o m d e d b y a i r s p a o e s ? 3 6 1 T h e r o w o f c e l l s a t t h e t o p o f p i c t u r e o n t h e l a s t p a g e f o r m s p a r t o f t h e u p p e r s u r f a c e o f t h e l e a f . T h e r o w o f c e l l s a t t h e b o t t o n f o r m s p a r t o f t h e l o w e r s u r f a c e . T h e s e t w o l a y e r s f o r m t h e e p i d e r m i s ( e p ’ a d é r ’ m i s ) o f t h e l e a f . ' I h e y a r e c o m r e d b y a w a x y m a t e r i a l m i c h s l o v s d o m t h e n o v e w e n t o f w a t e r v a p o r a n d o t h e r g a s e s f r t m t h e l e a f . G a s e s m a y e n t e r a n d l e a v e t h e l e a f , h o w e v e r , t h r o u g h s n a i l o p e n i n g s i n t h e e p i d e r m i s . T h e s e o p e n i n g s a r e c a l l e d s t o n a t a ( s t a ’ m a a ) . ' I h e p i c t u r e b e l o w s h o w s s e v e r a l s t o n a t a a s s e e n f r o m b e l o w . N o t i c e t h e o n c e l l s t h a t s u r r o m d e a c h s t a r e . T h e s e c e l l s a r e c a l l e d g fi c i l l s : M m t h e g u a r d c e l l s a b s o r b w a t e r , t h e y s w e l l a n d b e n d . ' I ' H i s c a u s e s s t m e t o o p e n . M t h e g u a r d c e l l s l o s e w a t e r , h o w e v e r , t h e y c o n t r a c t a n d c l o s e t h e s t a n a . I n fl l i s w a y t h e g u a r d c e l l s c m t r o l t r e m v e r e n t o f w a t e r v a p o r a n i o t l ' e r g a s e s i n a n d o u t o f t h e l e a f . T h i n k F o r Y o u r s e l f W h e n i t i s d a r k , t h e s t o m a t a a r e u s u a l l y c l o s e d . I s t h i s h e l p f u l t o t h e p l a n t ? E x p l a i n . 3 6 2 C a r b o n d i o x i d e . A s y o u 1 0 1 W , c a r b o n d i o x i d e i s o n e o f t h e g a s e s t h a t m a k e u p a i r . m e n t h e s t o m a t a a r e o p e n , a i r e n t e r s t h e s p a c e s b e t w e e n t h e l o o s e l y p a c k e d c e l l s i n s i d e t h e l e a f . T h e s e c e l l s h a v e m a n y c h l o r o p l a s t s . T h e c a r b o n d i o x i d e i n t h e a i r e n t e r s t h e s e c e l l s a n d p a s s e s i n t o t h e c h l o r o p l a s t s . E g g . O f c o u r s e , t h e r e i s a l s o w a t e r i n t h e c h l o r o p l a s t s . T h i s w a t e r c o r e s f r o m t h e s o i l . F i r s t i t i s a b s o r b e d b y t h e r o o t s o f t h e p l a n t . T h e n i t r i s e s t h r o u g h t h e x y l e n a n d m o v e s i n t o t h e n e t w o r k o f v e i n s i n t h e l e a f . F r o m t h e v e i n s i t p a s s e s f r u n c e l l t o c e l l u n t i l a l l o f t h e c e l l s o f t h e l e a f h a v e t h e w a t e r t h e y n e e d . S u n l i fi . F i n a l l y , t h e n , e a c h c h l o r o p l a s t c o n t a i n s w a t e r , c a r b o n d i o x i d e , c h l o r o w y l l , a n d o t h e r s u b s t a n o e s w h i c h a r e p a r t o f t h e p r o t o p l a s n o f t h e c e l l . U p c n a l l o f t h e s e t h i n g s t h e s u n s h i n e s . ' I h e s m l i g h t p a s s e s t h r o u g h t h e c l e a r p a r t o f t h e c e l l p r o t o p l a s m a n d i s a b s o r b e d b y t h e c h l o r o p h y l l i n t h e c h l o r o p l a s t s . ' m e l i g h t e n e r g y a b s o r b e d b y t h e c h l o r o p h y l l i s c h a n g e d i n f o r m a n d t r a n s - f e r r e d t o t h e o t h e r m a t e r i a l s i n t h e c h l o r o p l a s t . ' I h i s e n e r g y c a u s e s t h e s e m a t e r i a l s t o r e a c t w i t h o n e a n o t h e r i n a v e r y c a r p l i c a t e d b u t o r d e r l y w a y . A f t e r a c o r p l e x s e r i e s o f c h a n g e s , m s u b s t a n c e s a r e p r c d u c e d f r o n t h e w a t e r a n i t h e c a r b o n d i o x i d e i n t h e c h l o r o p l a s t . T h e s e n e w s u b s t a n c e s a r e c a l l e d s u g a r s . m c h o f t l e e n e r g y u s e d t o p r o d u c e t h e s e m l g a r s b e c m e s s t o r e d w i t h i n t r e v e r y s t r u c t u r e o f t h e s u g a r s t h e n s e l v e s . T h i s s t o r e d e n e r g y m a y l a t e r b e r e l e a s e d b y t h e c e l l s o f t h e p l a n t . F o r t t e s e r e a s m s t h e s u g a r s c a n b e u s e d b y t h e p l a n t a s f o o d . . ' I h e s u g a r s m a d e i n t h e l e a v e s o f a f l o w e r i n g p l a n t m o v e t h r o u g h t h e p h l o e n t o e v e r y p a r t o f t h e p l a n t . S O T E O f t h i s s u g a r i s u s e d b y t h e c e l l s a t o n c e . S a l e i s c h a n g e d s l i g h t l y a n d s t o r e d i n v a r i o u s c e l l s u n t i l i t i s n e e d e d . S a n e i s u s e d i n t h e p r o d u c t i m o f n e w p r o t o p l a s n . 3 6 3 T h i n k f o r Y o u r s e l f H o w d o a n i m a l s d e p e n d u p o n t h e s u g a r s m a d e i n t h e c h l o r o p l a s t s o f g r e e n p l a n t s ? A r e a l l a n i m a l s d e p e n d e n t u p o n t h e s u n f o r t h e i r f o o d ? 3 6 4 3 . W h a t p a r t s o f a P l a n t W o r k T o g e t h e r t o P r o d u c e S e e d s ? M a n y c e l l s f r o m o n e . O n e - c e l l e d o r g a n i s m s r e p r o d u c e b y d i v i d i n g i n t o t w o n e w o n e - c e l l e d o r g a n i s m s . M a n y m u l t i c e l l e d o r g a n i s m s r e p r o d u c e b y f o r m i n g s i n g l e c e l l s c a l l e d f e r t i l i z e d e g g c e l l s . B a c h f e r t i l i z e d e g g c e l l t h e n d i v i d e s i n t o m a n y d i f f e r e n t i a t e d c e l l s w h i c h s t a y t o g e t h e r a n d f o r m a s i n g l e n e w o r g a n i s m . I n t h e f l o w e r i n g p l a n t , t h e e g g c e l l i s f o r m e d i n a s p e c i a l o r g a n c a l l e d t h e f l o w e r . ' m e e r i o r g p a n d t h e s e e d . a x c e t h e e g g c e l l h a s b e e n f e r t i l i z e d , i t b e g i n s t o d i f f e m t i a t e a n d t o d i v i d e . S c m t h e b e g i n n i n g s o f t i s s u e s a n d o r g a n s a p p e a r . A t t h i s s t a g e , t h e r e w o r g a n i s m i s c a l l e d a n M ( e n ’ b r i o ) . I t i s w e r e d b y a p r o t e c t i v e c o a t . T r e e l b r y o a n d i t s c o a t a r e c a l l e d a g . N o w t h e d e v e l o p z e n t o f t l ' l e e x b r y o b e g i n s t o s l o w d o m . ' I h e s e e d c o a t h e c t a r e s t o u g h . T h e t i s s u e s o f t h e s e e d l o s e m u c h o f t h e i r w a t e r . T h e l i f e f m i c t i m s o f t h e e t b r y o m g c o n v e r y , v e r y s l o w l y , a n d t h e s e e d i s s a i d t o b e d o n m a n t . l o c k c a r e f u l l y a t t h e p i c t u r e b e l o w . T h i s i s a n e n l a r g e d p i c t u r e o f a p e a s e e d t h a t h a s b e e n s p l i t o p e n . M n t p a r t o f t h i s s e e d d o y o u t h i n k i s t h e e r b r y o ? C a n y o u f i n d t h e s e e d c o a t ? S e e d C o a t J u s t i n s i d e t h e s e e d c o a t t h e r e a r e m o l a r g e , r o u n d e d p a r t s c a l l e d m i m e ( k o t ’ a l é ’ d a n z ) . E a d l w t y l e d m t a k e s u p a l n o s t h a l f o f t h e s p a c e i n t h e s e e d . ’ m e c o t y l e d o n s a r e n e d e u p n o s t l y o f s t o r e d f c c d . 3 6 5 N o w l o o k a t t h e s m a l l e r p a r t o f t h e e m b r y o n e a r t h e b o t t o m o f t h e s e e d . T h i s p a r t w i l l g r o w i n t o t h e r o o t a n d s t e m o f t h e p e a p l a n t . I t w i l l g r o w b y u s i n g t h e f o o d s t o r e d i n t h e c o t y l e d o n s . T h e l o w e r e n d o f t h i s p a r t o f t h e e m b r y o i s c a l l e d t h e 3 2 ' 1 ” - t _ i p b e c a u s e i t w i l l d e v e l O p i n t o t h e r o o t s y s t e m . T h e t p p e r p a r t i s c a l l e d t h e s g g p b e c a u s e i t w i l l d e v e l o p i n t o t h e s t e m s y s t e m , i n c l u d i n g t h e l e a v e s a n d f l o w e r s . N o t i c e t h e b e g i n n i n g s o f l e a v e s a l r e a d y f o n r e d a t t h e t o p o f t h i s v e r y s m a l l s t e m t i p . P r o t e c t i o n f o r t h e e r b r y o . T h e e r b r y o s o f f l o w e r i n g p l a n t s a r e v e r y f r a g i l e a n d t e n d e r t h i n g s . W i t h o u t p r o t e c t i o n t h e y c o u l d n o t s u r v i v e t h e w i n t e r t h a t v i s i t s m a n y a r e a s o f t h e e a r t h . v a t h e s l n r t t r i p f r u m p l a n t t o s o i l m u l d p r c b a b l y e r r i i n d e a t h f o r t h e a r b r y o . B u t t h e e t b r y o s o f f l o w e r i n g p l a n t s a r e p r o v i d e d w i t h p r o t e c t i m . T o u g h s e e d m a t s , a n d o f t e n t h e f r u i t s t h s t e e l v e s , p r o v i d e p r o t e c t i v e c o v e r s t h a t h e l p t t e u h r y o s t o s u r v i v e . ’ m e l o w w a t e r c m t e n t o f t h e d o m a n t s e e d a l s o r e l p s t o k e e p t h e e r b r y o f r o m f r e e z i n g . 3 6 6 4 . H o w D o S e e d s G e r m i n a t e ? 4 3 3 % . I f p l a n t s a r e t o g r o w f r o m s e e d s , t h e d o r m a n t e r b r y o s m u s t b e g i n t o d e v e l o p a g a i n . T h i s r e r e w a l o f g r o w t h a n d d e v e l o p r e n t i n t h e s e e d i s c a l l e d g e r m i n a t i o n ( j é r ’ m a n a ' s h a n ) . G e r m i n a t i o n u s u a l l y b e g i n s w h e n t h e s e e d i s w a r m e n o u g h a n d w h e n i t a b s o r b s e n o u g h w a t e r a n d o x y g e n . S e e d s r e a c h t h e s o i l i n v a r i o u s w a y s . S o m e s i m p l y f a l l f r o m t h e p l a n t . O t h e r s a r e b l o w n f r u m t h e p l a n t b y t h e w i n d . S t i l l o t h e r s a r e c a r r i e d t h e r e b y a n i m a l s . I v - j w - ~ “ - : ‘ £ G e r m i n a t i o n 9 3 3 5 E . l o o k a t t h e p i c t u r e s a b o v e . T h e s e p i c t u r e s s h o w r o w a p e a s e e d g e r m u n a t e s . ' n ' l e f i r s t p i c t u r e s l ' m s t h e p e a s e e d i n t h e s o i l . W a t e r f r a m t h e s o i l i s s l o w l y p a s s i n g t h r o u g h t h e s o f t e n e d c o a t a n d i n t o t h e c e l l s o f t h e d o n m a n t e m b r y o . l o c k n o w a t t h e s e c o n d p i c t u r e . M e t h a s h a p p e n e d ? T h e f i r s t p a r t o f t h e e r b r y o t o b r e a k t h r o l g h t h e s e e d c o a t i s t h e r o o t t i p . ' B ' I e r o o t w i l l h o l d t h e s e e d l i n g i n p l a c e . I t w i l l a l s o a l l o w t h e g r o r i n g p l a n t t o t a k e i n w a t e r m o r e e a s i l y . N o w l o o k a t t h e t h i r d p i c t u r e . ( b e e r v e t h a t t h e s t a m t i p h a s w s h e d i t s 3 6 7 w a y t h r o u g h t h e s e e d c o a t a n d p a r t w a y u p t h r o u g h t h e s o i l . s o o n i t “ — 1 1 ; r i s e i n t o t h e a i r a n d s u n l i g h t . l e a v e s w i l l d e v e l o p o n t h e s t e m . T h e n t h e p l a n t c a n m a k e i t s o w n f o o d . I n h i l e t h e s e e d l i n g i s s t i l l m d e r g r o m d , h o w e v e r , i t c a n n o t c a r r y o n p l ' o t o s y n t h e s i s . W e r e d o e s t h e s e e d l i n g g e t i t s f o o d ? R e m b e r t h a t e a c h s e e d o o n t a i n s s t o r e d f c o d . I n t h e p e a s e e d , t h e s t o r e d f o o d i s i n t h e o o c o t y l e d o n s . I t i s t h i s f c o d t h a t t h e y o m g p l a n t u s e s u n t i l i t s o m l e a v e s a r e i n t h e s m l i g h t . ( b e e r v e t h e r e s t o f t h e p i c t u r e s o n t h e l a s t p a g e . N o t i c e h o w t h e c o t y l e d r m s s h r i n k a s t h e y o m g p l a n t g r o w s . S o o n t h e c o t y l e d o n s w i l l d i s a p p e a r c o m p l e t e l y . M fl - a l c e t r e p l a n t c a n m a k e i t s o m f o o d , i t w i l l c c n t i n u e t o g r o w m t i l i t i s m e n y t i n e s l a r g e r t h a n t t e o r i g i n a l e t b r y o . T h e n i t w i l l h a v e f l o w e r s . P o l l i n a t i o n w i l l o c c u r , a n d t h e e g g c e l l s w i l l b e f e r t i l i z e d . N e w e l b r y o s w i l l f o r m w i t h i n t h e o v u l e s . A t l a s t t h e r i p e s e e d s w i l l r e a c h t k e g r o m d a n d ' g e m u n a t e . G r o w t h a n d r e p r o d u c t i o n i n t h e f l o w e r i n g p l a n t t l m s f o r m a c o n t i n u i n g c y c l e . 3 6 8 R B ' I B ‘ J I N G T H E C H A P I L R W r i t e t h e a n s w e r t o e a c h q u e s t i o n b e l o w . T h e n u m e r a l s i n ( ) r e f e r t o p a g e s w h e r e y o u c a n t u r n f o r h e l p . U s e t h e s e p a g e s t o c h e c k y o l r a n s w e r s . l . k h a t a r e t h e f u n c t i o n s o f r o o t s i n f l o w e r i n g p l a n t s ? ( 2 - 5 ) 2 . t h a t a r e t h e f u n c t i o n s o f x y l e m a n d p h l o e m t i s s u e s ? ( 5 ) 3 . M a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? w h e r e d o e s i t t a k e p l a c e i n f l o w e r i n g p l a n t s ? W h a t a r e c h l o r o p l a s t s ? ( 8 - 1 1 ) 3 6 9 4 . H o w d o f l o w e r i n g p l a n t s t a k e i n c a r b o n d i o x i d e ? H o w d o t h e y u s e t h i s g a s ? ( 1 1 ) 5 . W h a t i s t h e f u n c t i o n o f t h e f l o w e r ? ( 1 3 ) 6 . D e s c r i b e t h e s t r u c t u r e o f t h e s e e d o f a f l o w e r i n g p l a n t . ( 1 3 - 1 4 ) 7 . M a t h a p p e n s t o a s e e d w h e n i t g e r m i n a t e s ? ( 1 5 - 1 6 ) A P P E N D I X D P R E - A N D P O S T T E S T A P P E N D I X D P R E - A N D P O S T T E S T P a r t I D o g r e e n p l a n t s n e e d f o o d ? W h y o r w h y n o t ? D e s c r i b e w h a t f o o d i s f o r p l a n t s . D o g r e e n p l a n t s n e e d l i g h t ? W h y o r w h y n o t ? 3 7 0 3 7 1 4 . A m a n w a n t e d t o h a v e a n e a r l y g a r d e n . H e p l a n t e d s o m e t o m a t o s e e d s i n S m a l l b o x e s . H e k e p t t h e b o x e s i n a c l o s e t w h e r e i t w a s w a r m a n d d a r k . H e w a t e r e d t h e m w h e n e v e r t h e s o i l s t a r t e d t o g e t d r y . W h a t d o y o u t h i n k h a p p e n e d t o t h e s e e d s ? W h y w o u l d t h i s h a p p e n ? 5 . G r e e n l e a v e s h a v e s m a l l o p e n i n g s i n t h e i r s u r f a c e . T h e s e O p e n i n g s a r e c a l l e d . W h y a r e t h e s e o p e n i n g s i m p o r t a n t t o t h e p l a n t ? 3 7 2 W o l v e s d o n o t e a t a n y p l a n t s . T h e y o n l y e a t o t h e r a n i m a l s . I s t h e f o l l o w i n g s t a t e m e n t t r u e ( T ) o r f a l s e ( F ) ? T F w o l v e s c o u l d s t i l l l i v e e v e n i f a l l t h e p l a n t s i n t h e w o r l d d i e d . E x p l a i n y o u r a n s w e r . ) 0 ‘ 0 0 . 0 0 N ’ U O - O ) ! “ 0 0 - O D ( 3 7 3 P a r t I I C h o o s e o n e a n s w e r f o r e a c h q u e s t i o n . C i r c l e t h e l e t t e r f o r t h e a n s w e r y o u c h o o s e . 1 . M o s t p l a n t s g e t f o o d ( y o u m a y c i r c l e m o r e t h a n o n e i f n e c e s s a r y ) f r o m s o i l . f r o m a i r . f r o m w a t e r . b y m a k i n g i t t h e m s e l v e s . I d o n ' t k n o w . 2 . S e e d s p l a n t e d i n t h e d a r k w o u l d g r o w t h e s a m e a s s e e d s p l a n t e d i n t h e l i g h t g r o w f o r a w h i l e a n d t h e n d i e . n o t g r o w a t a l l . . I d o n ' t k n o w . 3 . W h i c h l i v i n g t h i n g s t a k e i n t h e i r f o o d f r o m t h e i r e n v i r o n m e n t ? o n l y a n i m a l s . o n l y p l a n t s . b o t h p l a n t s a n d a n i m a l s . n e i t h e r p l a n t s n o r a n i m a l s . I d o n ' t k n o w . D Q O O ’ N 4 . w h i c h l i v i n g t h i n g s m a k e t h e i r o w n f o o d ? o n l y a n i m a l s . o n l y p l a n t s . b o t h p l a n t s a n d a n i m a l s . n e i t h e r p l a n t s n o r a n i m a l s . I d o n ' t k n o w . 5 . F o r p l a n t s f o o d m e a n s a w a t e r . b w a t e r , s o i l , a i r , a n d l i g h t . c . w a t e r , a i r , a n d l i g h t . d . f e r t i l i z e r a n d m i n e r a l s . e s o m e t h i n g t h e y m a k e . f I d o n ' t k n o w . 6 . W h e n d o p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d ? a . n e v e r . b . i n t h e l i g h t . c . i n t h e d a r k . d . i n t h e l i g h t a n d i n t h e d a r k . e . I d o n ' t k n o w . ) R U O - O D ( J O ‘ U O - O 3 7 4 I . W h e n d o a n i m a l s m a k e t h e i r o w n f o o d ? n e v e r . i n t h e l i g h t . i n t h e d a r k . i n t h e l i g h t a n d i n t h e d a r k . . I d o n ' t k n o w . 8 . T h e v e i n s i n a l e a f c a r r y w a t e r . c a r r y w a t e r a n d o t h e r t h i n g s . d o n o t c a r r y t h i n g s . I d o n ' t k n o w . 3 7 5 P a r t I I I A n E x p e r i m e n t J o a n p l a n t e d t w o b e a n s e e d s i n g o o d s o i l a n d w a t e r e d t h e m . W h e n t h e p l a n t s w e r e s t i l l v e r y s m a l l , s h e p u t o n e p l a n t i n t h e s u n l i g h t a n d o n e p l a n t i n t h e d a r k . L i g h t / i v W r i t e T b y t h e n u m b e r y o u t h i n k a r e f a l s e . C o t y ' l e d o n s o f t h e s t a t e m e n t s y o u t h i n k a r e t r u e . W r i t e a n F b y t h o s e W r i t e ? i f y o u d o n o t k n o w w h e t h e r i t i s t r u e o r f a l s e . 1 _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e l i g h t c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n s . 2 . _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e d a r k c a n g e t f o o d f r o m t h e c o t y l e d o n s . 3 . _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e l i g h t m a k e s i t s o w n f o o d . 4 _ _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e d a r k m a k e s i t s o w n f o o d . 5 . _ _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e l i g h t u s e s f o o d f r o m t h e s o i l . 6 . _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e d a r k u s e s f o o d f r o m t h e s o i l . 7 . _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e l i g h t g e t s f o o d f r o m t h e a i r . 8 . _ _ _ _ _ T h e p l a n t i n t h e d a r k g e t s f o o d f r o m t h e a i r . 9 . I f t h e c o t y l e d o n s a r e c u t o f f , t h e n t h e p l a n t i n t h e l i g h t w i l l s t o p g r o w i n g . E x p l a i n y o u r a n s w e r . 3 7 6 1 0 . I f t h e c o t y l e d o n s a r e c u t o f f , t h e n t h e p l a n t i n t h e d a r k w i l l s t o p g r o w i n g . E x p l a i n y o u r a n s w e r . P a r t I V I n t h e f i r s t c o l u m n c h e c k a n y t h a t y o u t h i n k i s / a r e f o o d f o r p l a n t s . I n t h e s e c o n d c o l u m n c h e c k a n y t h a t y o u t h i n k i s / a r e n e e d e d b y p l a n t s i n o r d e r t o l i v e . I s f o o d f o r I s n e e d e d b y p l a n t s p l a n t s t o l i v e S o i l A i r P l a n t f o o d y o u b u y a t t h e s t o r e S u n l i g h t W a r m t h F e r t i l i z e r S o m e t h i n g p l a n t s m a k e P r o p e r c a r e W a t e r C o t y l e d o n o r s e e d N ' O O Q N W O O 3 7 7 P a r t V C h o o s e t h e b e s t a n s w e r . C i r c l e t h e l e t t e r o f t h e a n s w e r y o u c h o o s e . 4 . W h e n p h o t o s y n t h e s i s i s c a r r i e d o n , a g a s i s g i v e n o f f b y p l a n t s . T h i s g a s i s a . a i r . b . w a t e r v a p o r . c . o x y g e n . d . n i t r o g e n . e . c a r b o n d i o x i d e . f . I d o n ' t k n o w . W h a t s u b s t a n c e i n t h e c e l l s o f g r e e n p l a n t s i s n e e d e d f o r p h o t o s y n t h e s i s ? 3 . i r o n b . c h l o r o p h y l l c . S u g a r d . o x y g e n e . I d o n ' t k n o w . I n p h o t o s y n t h e s i s , l i g h t i s . n o t n e e d e d . h e l p f u l b u t n o t a b s o l u t e l y n e c e s s a r y . n e e d e d t o k e e p t h e p l a n t h e a l t h y . n e e d e d a s a s o u r c e o f e n e r g y . n e e d e d b e c a u s e i t i s a f o o d f o r t h e p l a n t . O t h e r I d o n ' t k n o w . W h i c h p l a n t p a r t s a r e n e e d e d f o r p h o t o s y n t h e s i s t o o c c u r ? a . l e a v e s b . s t e m s c . r o o t s d . c h l o r o p l a s t s e . a l l o f t h e a b o v e f . o t h e r g . I d o n ' t k n o w A P P E N D I X E R E C A L L - I N T E R V I E W P R O T O C O L S A P P E N D I X E R E C A L L - I N T E R V I E W P R O T O C O L S I N T E R V I E W N O . 1 P r o c e d u r e s G r e e t t h e s t u d e n t . S t a t e p u r p o s e o f i n t e r v i e w a g a i n . E x p l a i n r e a s o n s f o r t a p e r e c o r d i n g - s o I d o n ' t h a v e t o s i t h e r e a n d t a k e n o t e s . I c a n l i s t e n t o t h e t a p e t o r e m e m b e r w h a t y o u s a i d . I ‘ m g o i n g t o b e a s k i n g y o u q u e s t i o n s a b o u t w h a t y o u r e a d a n d a b o u t w h a t y o u u n d e r s t a n d a b o u t p l a n t s . I t i s v e r y i m p r o t a n t t h a t y o u t e l l m e w h a t m t h i n k a b o u t t h e s e q u e s t i o n s . D o n ' t w o r r y a b o u t b e i n g a b s o l u t e l y r i g h t , j u s t t e l l m e w h a t y o _ u t h i n k . T h i s i s n ' t l i k e a t e s t , a n d I ‘ m n o t g o i n g t o t e l l y o u w h e r e y o u a r e r i g h t o r w r o n g . I ' m t r y i n g t o e x p l o r e h o w y o u t h i n k a b o u t t h e s e q u e s t i o n s . T h e b e t t e r t h e j o b y o u d o o f t e l l i n g m e a b o u t y o u r i d e a s a n d t h o u g h t s , t h e m o r e h e l p f u l i t w i l l b e t o t h e r e s e a r c h p r o j e c t . D o y o u h a v e a n y q u e s t i o n s ? R e c a l l T e l l m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r t h a t y o u r e a d t o d a y i n t h i s b o o k . U s e e x a c t w o r d s i f y o u c a n r e m e m b e r t h e m . W e a k C u e s ( u s e 3 - 5 t i m e s ) : C a n y o u t e l l m e a n y m o r e d e t a i l s ? C a n y o u r e m e m b e r a n y m o r e ? W h a t w a s i t a b o u t ? W h a t e l s e d i d y o u r e a d a b o u t t o d a y ? S t r o n g e r c u e s ( U s e o n l y a f t e r w e a k e r c u e s h a v e b e e n u s e d 3 - 5 t i m e s ) : D e s c r i b e a n y p i c t u r e s . W h a t d i d y o u w r i t e a b o u t ? M a i n I d e a Y o u ' v e j u s t t o l d m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r a b o u t w h a t t h e b o o k s a i d . N o w t e l l m e w h a t y o u t h i n k t h e o n e o r t w o m a i n i d e a s o r m o s t i m p r o t a n t i d e a s w e r e i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k . 3 7 8 3 7 9 S t u d e n t s ' C o n c e p t i o n s N o w I ' m g o i n g t o a s k y o u s o m e t h i n g s t h a t y o u m i g h t n o t h a v e r e a d a b o u t i n t h e b o o k . W h a t y o u r e a d m a y b e h e l p f u l i n a n s w e r i n g t h e s e q u e s t i o n s o r i t m a y n o t b e h e l p f u l . I w a n t y o u t o u s e a n y t h i n g y o u k n o w a b o u t p l a n t s ( f r o m t h i s b o o k o r f r o m y o u r o w n e x p e r i e n c e ) t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . 1 . 2 . 3 . 4 . R e f e r t o t h e p l a n t . T e l l m e a l l y o u c a n a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d . W h a t i s t h e f o o d f o r t h i s p l a n t ? W h e r e d o e s i t g e t i t s f o o d ? T e l l m e h o w f o o d f o r p l a n t s i s t h e s a m e a s f o o d f o r p e o p l e . T e l l m e h o w i t i s d i f f e r e n t f r o m f o o d f o r p e o p l e . ( T r y t o g e t a t s t u d e n t ' s w a y o f d e f i n i n g f o o d . ) I m a g i n e y o u a r e a f a r m e r a n d y o u w a n t t o b e s u r e y o u g r o w h e a l t h y p l a n t s . W h i c h o f t h e s e w o u l d y o u w a n t t o b e s u r e y o u r p l a n t s h a d ? W h y f o r e a c h o n e ? ( S h o w s t u d e n t s c a r d s l a b e l l e d s u n , w a t e r , a i r , m i n e r a l s , p l a n t f o o d , f e r t i l i z e r , o x y g e n , c a r b o n d i o x i d e , o t h e r . ) P r o b e s t u d e n t s ' u n d e r s t a n d i n g o f e a c h t e r m . I f y o u c o u d o n l y p i c k t h r e e o f t h e s e , w h i c h t h r e e a r e a b s o l u t e l y n e c e s s a r y ? W h y ? W h i c h o f t h e s e a r e f o o d ? / S u m m a r i z e f o r m e e v e r y t h i n g y o u c a n t e l l m e a b o u t f o o d f o r p l a n t s . T e x t S p e c i f i c Q u e s t i o n s T e l l m e a b o u t p l a c e s i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k t h a t y o u w e r e c o n f u s e d o r d i d n ' t u n d e r s t a n d s o m e t h i n g . T e l l m e a b o u t t h e p l a c e s t h a t s u r p r i s e d y o u o r t h a t y o u l e a r n e d s o m e t h i n g n e w . G o b a c k o v e r q u e s t i o n s t h a t w e r e p o s e d i n t h e t e x t . R e r e a d e a c h q u e s t i o n a n d s t u d e n t ' s a n s w e r . A s k s t u d e n t h o w t h e y t h o u g h t a s t h e y w e r e a n s w e r i n g e a c h q u e s t i o n . I f s t u d e n t d o e s n ' t m e n t i o n w h e t h e r t h e y r e r e a d t h e t e x t t o a n s w e r t h e q u e s t i o n , a s k t h e m i f t h e y d i d . T h a n k t h e s t u d e n t . S e e y o u t o m o r r o w ! I N T E R V I E W N O . 2 R e v i e w P r o c e d u r e s I ' m g o i n g t o b e a s k i n g y o u t h e s a m e k i n d s o f q u e s t i o n s I a s k e d y o u y e s t e r d a y . R e m e m b e r t o t e l l m e w h a t y _ o _ u t h i n k a b o u t t h e s e q u e s t i o n s . W e ' r e t r y i n g t o f i n d o u t w h a t y o u t h i n k a b o u t p l a n t s a n d w h a t y o u ' r e l e a r n i n g f r o m r e a d i n g t h i s b o o k . T h i s w i l l h e l p u s f i n d o u t h o w t o w r i t e t e x t b o o k s s o s t u d e n t s c a n u n d e r s t a n d t h e m b e t t e r . R e c a l l T e l l m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r t h a t y o u r e a d t o d a y i n t h e s e p a g e s o f t h e b o o k . U s e e x a c t w o r d s i f y o u c a n r e m e m b e r t h e m . W e a k C u e s ( u s e 3 - 5 t i m e s ) : C a n y o u t e l l m e a n y m o r e d e t a i l s ? C a n y o u r e m e m b e r a n y m o r e ? W h a t w a s i t a b o u t ? W h a t e l s e d i d y o u r e a d a b o u t t o d a y ? S t r o n g e r c u e s ( U s e o n l y a f t e r w e a k e r c u e s h a v e b e e n u s e d 3 - 5 t i m e s ) : D e s c r i b e a n y p i c t u r e s t h a t w e r e i n t h o s e p a g e s . W h a t q u e s t i o n s d i d t h e b o o k a s k y o u t o w r i t e a b o u t ? M a i n I d e a Y o u ' v e j u s t t o l d m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r a b o u t w h a t t h e b o o k s a i d . N o w t e l l m e w h a t y o u t h i n k t h e o n e o r t w o m a i n i d e a s o r m o s t i m p o r t a n t i d e a s w e r e i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k . S t u d e n t s ' C o n c e p t i o n s o f F o o d f o r P l a n t s N o w I ' m g o i n g t o a s k y o u s o m e t h i n g s t h a t y o u m i g h t n o t h a v e r e a d a b o u t i n t h e b o o k . U s e w h a t y o u r e a d a b o u t i n t h e b o o k a s w e l l a s t h i n g s y o u m a y a l r e a d y h a v e k n o w n t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . I w a n t y o u t o u s e a n y t h i n g y o u l m o w a b o u t p l a n t s e i t h e r f r o m r e a d i n g t h i s b o o k o r f r o m y o u r o w n e x p e r i e n c e t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . 3 8 0 3 8 1 1 . ( R e f e r t o t h e p l a n t . ) T e l l m e a l l y o u c a n a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d . W h a t i s t h e f o o d f o r t h i s p l a n t ? W h e r e d o e s i t g e t i t s f o o d ? Y e s t e r d a y y o u t o l d m e a b o u t f o o d f o r t h i s p l a n t . H a v e m u c h a n d e a n y o f y o u r i d e a s b a s e d o n w h a t y o u r e a d ? 2 . S u m m a r i z e f o r m e a g a i n h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d . 3 . I f y o u c o u l d m a k e a w i n d o w i n a l e a f a n d s e e i n s i d e , w h a t m i g h t y o u s e e ? W h a t w o u l d b e g o i n g o n i n s i d e t h e r e ? 4 . R e f e r t o t h e p l a n t . I f I c o v e r e d a l l t h e l e a v e s b u t o n e w i t h a b o x , w h a t d o y o u p r e d i c t w i l l h a p p e n ? W h y ? W i l l t h e p l a n t s t i l l h a v e f o o d ? W h a t i f I c o v e r e d £ 1 t h e l e a v e s ? i f I c o v e r e d o n l y o n e l e a f ? T e x t S p e c i f i c Q u e s t i o n s T e l l m e a b o u t p l a c e s i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k t h a t y o u w e r e c o n f u s e d o r d i d n ' t u n d e r s t a n d s o m e t h i n g . T e l l m e a b o u t t h e p l a c e s t h a t s u r p r i s e d y o u . W a s t h e r e a n y t h i n g t h a t w a s n e w t o y o u o r s u r p r i s e d y o u ? D i d y o u l e a r n a n y t h i n g y o u d i d n o t k n o w b e f o r e ? G o b a c k o v e r q u e s t i o n s t h a t w e r e p o s e d i n t h e t e x t . R e r e a d e a c h q u e s t i o n a n d s t u d e n t ' s a n s w e r . A s k s t u d e n t h o w t h e y t h o u g h t a s t h e y w e r e a n s w e r i n g e a c h q u e s t i o n . I f s t u d e n t d o e s n ' t m e n t i o n w h e t h e r o r n o t h e / s h e r e r e a d a n y o f t h e t e x t t o a n s w e r t h e q u e s t i o n , a s k s t u d e n t i f h e / s h e d i d r e r e a d a t a l l . H a v e s t u d e n t r e r e a d t h e p a s s a g e t h a t e x p l a i n s p h o t o s y n t h e s i s . F o r m A - p . 1 8 , s e c t i o n t i t l e d P r o d u c t i o n o f F o o d . F o r m B - p . 1 3 . F o r m C - p . 1 2 , f i r s t t w o p a r a g r a p h s . A s k t h e s t u d e n t : D o e s t h a t m a k e s e n s e t o y o u ? H o w d i d y o u f i g u r e o u t w h a t i t m e a n t ? H o w w o u l d y o u e x p l a i n i t t o a f r i e n d w h o h a d n e v e r h e a r d o f i t ? W h a t i s p h o t o s y n t h e s i s ? A f t e r s t u d e n t a n s w e r s , a s k : I s t h a t w h a t t h e b o o k s a y s i t i s o r i s t h a t w h a t y o u k n o w f r o m s o m e o t h e r s o u r c e ? ; W h a t s o u r c e ( i f a n y ) ? 3 8 2 I N T E R V I E W N O . 3 R e v i e w P r o c e d u r e s I ' m g o i n g t o b e a s k i n g y o u t h e s a m e k i n d s o f q u e s t i o n s I a s k e d y o u y e s t e r d a y . R e m e m b e r t o g i v e m e y o u r b e s t t h i n k i n g a b o u t t h e s e q u e s t i o n s . I t ' s n o t i m p o r t a n t w h e t h e r y o u h a v e a l l t h e a n s w e r s c o r r e c t - w h a t w e n e e d t o k n o w i s h o w y o u a r e t h i n k i n g a b o u t i t . R e c a l l T e l l m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r t h a t y o u r e a d t o d a y i n t h e s e p a g e s o f t h e b o o k . U s e e x a c t w o r d s i f y o u c a n r e m e m b e r t h e m . W e a k C u e s ( u s e 3 - 5 t i m e s ) : C a n y o u t e l l m e a n y m o r e d e t a i l s ? C a n y o u r e m e m b e r a n y m o r e ? W h a t w a s i t a b o u t ? W h a t e l s e d i d y o u r e a d a b o u t t o d a y ? S t r o n g e r c u e s ( U s e o n l y a f t e r w e a k e r c u e s h a v e b e e n u s e d 3 - 5 t i m e s ) : D e s c r i b e a n y p i c t u r e s t h a t w e r e i n t h o s e p a g e s . W h a t q u e s t i o n s d i d t h e b o o k a s k y o u t o w r i t e a b o u t ? M a i n I d e a Y o u ' v e j u s t t o l d m e e v e r y t h i n g y o u c a n r e m e m b e r a b o u t w h a t t h e b o o k s a i d . N o w t e l l m e w h a t y o u t h i n k t h e o n e o r t w o m a i n i d e a s o r m o s t i m p r o t a n t i d e a s w e r e i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k . S t u d e n t s ' C o n c e p t i o n s o f F o o d f o r P l a n t s N o w I ' m g o i n g t o a s k y o u s o m e t h i n g s t h a t y o u m a y o r m a y n o t h a v e r e a d a b o u t i n t h e b o o k . U s e w h a t y o u r e a d a b o u t i n t h e b o o k a s w e l l a s t h i n g s y o u m a y a l r e a d y h a v e k n o w n t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . I w a n t y o u t o u s e a n y t h i n g y o u k n o w a b o u t p l a n t s e i t h e r f r o m r e a d i n g t h i s b o o k o r f r o m y o u r o w n e x p e r i e n c e t o a n s w e r t h e s e q u e s t i o n s . 3 8 3 1 . R e f e r t o t h e p l a n t . T h i s w e e k y o u ' v e b e e n t e l l i n g m e a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d a n d w h a t i t s f o o d i s . H a v e y o u c h a n g e d a n y o f y o u r i d e a s b a s e d o n w h a t y o u r e a d i n t h i s b o o k ? 2 . S u m m a r i z e f o r m e h o w y o u n o w t h i n k t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d a n d w h a t k i n d s o f f o o d i t h a s . 3 . I f y o u c o u l d m a k e a w i n d o w i n a l e a f a n d s e e i n s i d e , w h a t m i g h t y o u s e e ? W h a t w o u l d b e g o i n g o n i n s i d e t h e r e ? A n y n e w i d e a s a b o u t t h i s s i n c e y e s t e r d a y ? 4 . R e f e r t o t h e p l a n t . I f I c o v e r e d a l l t h e l e a v e s b u t o n e w i t h a b o x , w h a t d o y o u p r e d i c t w o u l d h a p p e n ? W h y ? W i l l t h e p l a n t s t i l l h a v e f o o d ? W o u l d y o u r p r e d i c t i o n b e d i f f e r e n t i f I c o v e r e d t h e w h o l e p l a n t ? I f I c o v e r e d o n l y o n e l e a f ? T e x t S p e c i f i c Q u e s t i o n s T e l l m e a b o u t p l a c e s i n t h i s s e c t i o n o f t h e b o o k t h a t y o u w e r e c o n f u s e d o r d i d n ' t u n d e r s t a n d s o m e t h i n g . T e l l m e a b o u t t h e p l a c e s t h a t s u r p r i s e d y o u . W a s t h e r e a n y t h i n g t h a t w a s n e w t o y o u o r s u r p r i s e d y o u ? D i d y o u l e a r n a n y t h i n g y o u d i d n o t k n o w b e f o r e ? G o b a c k o v e r q u e s t i o n s t h a t w e r e p o s e d i n t h e b o o k . R e r e a d e a c h q u e s t i o n a n d s t u d e n t ' s a n s w e r . A s k s t u d e n t h o w t h e y t h o u g h t a s t h e y w e r e a n s w e r i n g e a c h q u e s t i o n . I f s t u d e n t d o e s n ' t m e n t i o n w h e t h e r t h e y r e r e a d t h e t e x t t o a n s w e r a q u e s t i o n , a s k i f t h e y d i d . M O S T I M P O R T A N T Q U E S T I O N S T O G O O V E R : F o r m C - p p . 2 5 a n d 2 6 F o r m B - p . 2 1 , n o . 2 E x p l a n a t i o n o n p . 2 2 n o . 1 o n p . 2 3 p . 2 5 p . 2 6 F o r m A - A s k s t u d e n t a b o u t t h e p i c t u r e o n p . 1 5 . T e l l m e w h a t t h i s p i c t u r e i s s h o w i n g . D o e s i t s h o w a n y t h i n g a b o u t p l a n t ' s f o o d ? T e l l m e a n y t h i n g y o u k n o w a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . H a v e y o u e v e r s t u d i e d a b o u t t h i s b e f o r e i n s c h o o l ? W h e n ? W h a t d o y o u r e m e m b e r a b o u t h o w i t w a s t a u g h t ? A P P E N D I X F S T U D E N T A N S W E R S T O T W O I N T E R V I E W Q U E S T I O N S A P P E N D I X F S T U D E N T S ' A N S W E R S T O T W O Q U E S T I O N S M O D E R N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T I O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? t o d a y ? L i n d a 1 - N o . T h e r e w a s a 2 - I t h o u g h t i t o v e r a t l i t t l e b i t I a l r e a d y h o m e a n d I w a s l o o k - k n e w a n d s o m e I i n g a t s o m e p l a n t s d i d n ' t k n o w . a n d I t h o u g h t i t o v e r , 2 - T h a t p l a n t s e a t C 0 2 . a n d t h e y e a t C 0 2 3 - M o s t l y n o , t h e r e a n d w a t e r . w a s n ' t 3 - N o t r e a l l y b e - c a u s e I h a v e n ' t t h o u g h t a b o u t i t y e t . W e l l i t s o u n d e d l i k e ( f r o m t h e b o o k ) t h a t c a r b o n d i o x i d e w a s o n e o f i t s f o o d s . T r a c e y 1 - S o m e w o r d s I d i d n ' t 2 - N o g e t - c h l o r o p h y l l 3 - Y e s , b e c a u s e a t f i r s t , - v a s c u l a r s y s t e m i n t h e b e g i n n i n g i t 2 - g e r m i n a t i o n c h l o r o p l a s t c o t y l e d o n d o r m a n t e m b r y o 3 - g u a r d c e l l s a n d h o w g u a r d c e l l s c o n t r o l m o v e m e n t o f w a t e r . a s k e d ” W h a t ' s m o r e i m p o r t a n t , a i r o r s o i l ? W h a t c a n ' t w e l i v e w i t h o u t . I t h i n k i t w a s s o i l - o r w a t e r . . . W a t e r a n d a i r . A n d I t h o u g h t i t w a s w e c a n ' t l i v e w i t h o u t w a t e r . W e l l , I l m o w w e c a n ' t , b u t I t h i n k i t w a s o n l y t h a t a n d t h e a n s w e r I t h o u g h t w a s w r o n g w a s r i g h t , a n d I d i d n ' t k n o w t h a t b e f o r e . 3 8 4 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) 3 8 5 M O D E R N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T I O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f r o m w h a t y o u r e a d f o o d c h a n g e d ? t o d a y ? D a n n y l - I d i d n ' t k n o w a b o u t 2 - N o p l a n t l i f e b e g i n s a s a s i n g l e c e l l . 3 - N o l - I d i d n ' t k n o w t h a t a l o t o f p l a n t s l i v e i n w a t e r . 2 - I d i d n ' t k n o w t h a t t h e w h o l e l e a f i s n ' t g r e e n . 2 - A n d m o s t o f t h e u n d e r - l i n e d w o r d s I d i d n ' t k n o w l i k e p h o t o s y n t h e - s i s , c h l o r o p h y l l , e p i - d e r m i s , s t o m a t a . 2 - I d i d n ' t k n o w t h e l i n e s i n l e a v e s a r e v e i n s . 3 - M o s t o f i t I d i d n ' t k n o w . S a l l y l - T h e s o i l - I d i d n ' t Z - N o . k n o w t h e y h a d r o o m b e t w e e n e a c h o t h e r . 3 - S a l l y f i r s t s a i d n o . 1 - T h e v a s c u l a r s y s t e m . T h e n s h e r e - r e a d l - I t t o l d n e w t h i n g s p h o t o s y n t h e s i s l i k e t h e n a m e s o f p a s s a g e : " W e l l , I f l o w e r i n g p l a n t s a n d t h i n k t h e y h a v e a h o w f l o w e r i n g p l a n t s l i t t l e b i t . . . b e c a u s e w o r k . I t h o u g h t a t t h e v e r y 2 - P l a n t s g e t w a t e r f r o m b e g i n n i n g t h a t i t w a s l e a v e s t o o , n o t j u s t t h e w a t e r a n d m i n e r - f r o m s o i l . a l s t h a t w e r e f o o d 2 - T h e E p i d e r m i s . f o r t h e p l a n t , s o I 2 - W h a t h a p p e n s i n s i d e g u e s s I c h a n g e d a g r e e n l e a v e s . l i t t l e b i t . " 2 - T h e C h l o r o p l a s t . 3 8 6 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) M O D E R N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T I O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? K e v i n Y e a h . A b o u t t h e c r o s s s e c t i o n o f a l e a f . I d i d n ' t k n o w t h e r e w a s s o m u c h i n t h e r e . I d o n ' t r e m e m b e r w h e n I w a s r e a l l y s u r p r i s e d . B u t o n e w a s , I d i d n ' t k n o w t h a t t h e p l a n t n e e d e d o x y - g e n . S e e w h a t I l e a r n e d b e f o r e w a s t h e p l a n t w o u l d t a k e i n c a r b o n d i - o x i d e i n t h e d a y , a n d . . . g i v e o u t o x y g e n i n t h e d a y . N o . I t ' s m o s t l y t h e s a m e e x c e p t f o r a l i t t l e m o r e d e t a i l . N o . E x c e p t f o r o n e t h i n g . Y e s t e r d a y , I w a s n ' t s u r e i f t h e y f e d o f f t h e r e m a i n i n g s e e d , b u t n o w I ' m s u r e t h e y d o . S u s a n 3 - A c t u a l l y a l l o f i t w a s n e w . W e l l , I ‘ v e h e a r d a b o u t t h e e m b r y o a n d c o t y l e d o n b e f o r e b u t a l l o f t h i s s t u f f w a s n e w . B e f o r e I j u s t s a i d t h e f o o d m a k e s i t g r o w , g e t b i g g e r . N o w I j u s t u n - d e r s t a n d e v e r y t h i n g a b o u t h o w i t g e t s i t s f o o d a n d e v e r y t h i n g . 3 8 7 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) C O N C E P T S I N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T T O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? M a r i a 1 - Y e a h , t h o s e b u b b l e s . I d i d n ' t k n o w b u b b l e s c a m e o u t o f p l a n t s . 2 - Y e a h , a l l o f t h i s s t u f f ( r e a d s f r o m t e x t ) . B u t t h i s s a y s , ' R e a s o n - i n g f r o m e v i d e n c e w e k n o w t h e s e t h i n g s a b o u t g r e e n p l a n t s . G r e e n p l a n t s n e e d l i g h t . G r e e n p l a n t s g i v e o f f o x y g e n . G r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e a k i n d o f s u g a r . I d i d n ' t k n o w g r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e , a k i n d o f s u g a r . N o . N o . J i l l l - U r n , m a y b e a t t h e e n d , i t s a y s s o m e t h i n g i m p o r t a n t a b o u t t h e l i g h t . N o w a i t , u h , I t h i n k I r e m e m b e r . I t w a s t h e f o o d , t h e f o o d m a k e . . . w h a t I d i d n ' t k n o w i s i t s a y s t h e e x p e r i - m e n t s h o w t h e g r e e n p l a n t s m a k e , m a k e f o o d ( r e a d i n g f r o m t e x t ) a f t e r l i g h t r e a c h e s t h e m . 1 - A n d i t s a y s ( r e a d - i n g ) " i f y o u h a v e e v e r t a s t e d g r a p e j u i c e , y o u h a v e t a s t e d t h e s u g a r c a l l e d g l u c o s e . “ I t h o u g h t i t w a s j u s t l i k e r e g u l a r s u g a r , I d i d n ' t t h i n k i t h a d t h a t g l u - 2 " N O . 3 - N o . 3 8 8 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? C O N C E P T S I N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? J i l l ( c o n t ) 1 - A n d i t s a y s ( r e a d - i n g ) t h e l e a v e s o f t h e g r a p e p l a n t s m a k e s u g a r t h e n b y t h e p h o t o s y n t h e s i s . A n d t h e n i t s a y s t h a t a l l g r e e n p l a n t s m a k e g l u c o s e . 2 - N o , I d o n ' t t h i n k s o . W e l l m a y b e , O K , " T h e m y s t e r i o u s g r e e n p l a n t s " . I w a s r e a d i n g t h i s a n d i t w a s t a l k i n g a b o u t t h e I g u e s s a g r e e n b l a d e m a k e s s u g a r s a n d o t h e r f o o d s . I t w a s s a y i n g a l l t h i s k i n d o f f o o d , I d o n ' t k n o w . 3 - S o m e t h i n g " s y s t e m " . T h a t w o r d i t w a s t a l k i n g a b o u t s o m e t h i n g t h a t c a r r i e s o n a n d o n . 3 - I d i d n ' t k n o w w h a t c h l o r o p h y l l m e a n t . M y r a l - T h a t p l a n t s m a k e f o o d . 2 - c o n f u s i n g w o r d s l i k e e c o s y s t e m . 3 - n o t h i n g . 2 - K i n d o f b e c a u s e y e s t e r d a y o r t h e l a s t t i m e I d i d n ' t s a y f e r - t i l i z e r a n d t h i s t i m e I d i d . T h e b o o k h e l p e d m e f i g u r e t h a t o u t , a n d y o u k n o w , l i k e a t h o m e t h e y t a l k a b o u t i t a n d s t u f f t o o . P h i l 1 - T h a t o x y g e n g i v e s i t ( t h e p l a n t ) f o o d . 2 - T h a t p l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d . I n e v e r k n e w t h a t b e f o r e . N o . 3 8 9 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) C O N C E P T S I N S C I E N C E N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w w a s n e w o r s u r p r i s i n g t h i s p l a n t g e t s i t s f r o m w h a t y o u r e a d f o o d c h a n g e d ? t o d a y ? D e b o r a h 1 - Y e a h , r i g h t h e r e 2 - W e l l , i t ( t h e i t s a y s t h a t p l a n t s m a k e p l a n t s ) d o e s n ' t r e a l l y a s u g a r c a l l e d g l u c o s e a n d n e e d f e r t i l i z e r o r a l s o m a k e s t a r c h . I m i n e r a l s - i t j u s t d i d n ' t k n o w t h a t . n e e d s c a r b o n d i o x i d e , 1 - O n l y g r e e n p l a n t s w a t e r a n d l i g h t . m a k e o x y g e n , I t h o u g h t a l l p l a n t s m a d e o x y g e n . 1 - A n d t h e y m a k e t h e i r o w n f o o d . I d i d n ' t k n o w t h e y m a d e t h e i r o w n f o o d . 2 - Y e a h , h o w i t m a k e s f o o d . I h a d n o i d e a , I d i d n ' t t h i n k t h a t i t m a d e i t s o w n f o o d . I j u s t d i d n ' t t h i n k i t n e e d e d a n y t h i n g . I j u s t t h o u g h t i t w a s t h e r e a n d g a v e u s o x y g e n . 3 - N o t r e a l l y . E x c e p t t h e p a r t a b o u t e c o s y s t e m . I d i d n ' t k n o w t h e y c a l l e d i t t h a t . 3 - I d i d n ' t k n o w i n m i l k y o u c o u l d g e t v i t a - m i n s , s u g a r , p r o t e i n , m i n e r a l s . P a r k e r 1 - N o . l - N o . 2 - N o , w e l l a b o u t 2 - N o . p r o t o z o a n s a n d m o l d s . 3 - N o t r e a l l y . I 3 - I d i d n ' t k n o w a l w a y s k n e w p l a n t s n e e d p l a n t s m a d e s u g a r s a n d l i g h t , a i r , w a t e r t o s t a r c h e s . I t h o u g h t t h e y s u r v i v e . j u s t m a d e o x y g e n . 3 9 0 A P P E N D I X E ( c o n t i n u e d ) E x p e r i m e n t a l T e x t N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T T O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T I O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? D a r y l S e e d p a r t n a m e s a n d w a y t h e y g r e w . H o w t h e y m a k e t h e i r f o o d . E x p l a n a t i o n a b o u t p h o t o s y n t h e s i s . H o w a l l t h i n g s f o r p h o t o s y n t h e s i s g e t t o t h e l e a f a n d g e t m i x e d t o g e t h e r t h e r e . Y e s , i t d i d . I t h o u g h t p l a n t s i n t h e d a r k w o u l d d i e i m m e d i a t e - l y . A n d t h e n t h e y s a i d i t g r e w f o r a w h i l e f r o m t h e c o t y l e d o n a n d t h e n d i e . t h e i r f o o d . . . ( g o e s o n ) T h e y s a i d t h a t t h e . . . O K , y e s t e r d a y I s a i d t h e y g e t t h e i r f o o d f r o m t h e s u n , t h e s o i l , a n d t h e w a t e r . W e l l , t h e y s a i d t h e s o i l i s n o t a f o o d , n e i t h e r i s w a t e r , t h a t t h e y d o n o t h e l p g i v e e n e r g y t o p 1 a n t s . . . T h e a i r g o e s t h r o u g h t h e s e h o l e s i n t h e l e a v e s a n d t h e w a t e r g o e s d o w n h e r e a n d t h e n t h e s u n p r o j e c t s i n t o t h e l e a f a n d t h a t ' s w h a t t h e y n e e d t o m a k e 2 - I t h o u g h t w e j u s t g i v e t h e m w a t e r a n d f o o d . T h e n I l e a r n e d t h a t t h e a i r a n d t h e s u n a n d t h e w a t e r h e l p s t h e m t o m a k e t h e i r f o o d . N o . 2 - N o . 3 - Y e s . I f i n a l l y f i g u r e d o u t i t w a s n ' t t h e s o i l . I t w a s t h e a i r , t h e m m , t h e w a t e r m i x e d t o g e t h e r . I n t h e b e g i n n i n g I s a i d t h a t f e r t i l i z e r a n d w a t e r w e r e i t s f o o d . B u t n o w I k n o w i t ' s t h e s u n , w a t e r a n d a i r . T h e y m i x t o g e t h e r a n d i t ( t h e f o o d ) c a n g o t o t h e r o o t o f t h e p l a n t a n d i t ( t h e r o o t ) e a t s i t . 3 9 1 A P P E N D I X E ( c o n t i n u e d ) E x p e r i m e n t a l T e x t N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? E v a l i n a 1 - A l o t . I t h o u g h t t h a t w a t e r w a s s o m e t h i n g l i k e f o o d . T h a t w a s n e w . E n e r g y ( f r o m f o o d ) h e l p s y o u d o w o r k . I l e a r n e d a l o t . I l e a r n e d n e w n a m e s o f a s e e d - e m b r y o s a n d c o t y l e d o n . 2 - T h e y t o l d m e w a t e r i s n o t f o o d f o r t h e p l a n t a n d n e i t h e r w a s s o i l . T h e s u n h e l p s t h e p l a n t m a k e i t s f o o d . . . i n t h e l e a v e s . 2 - Y e a h . I l e a r n e d t h a t i t n e e d e d a l o t o f s u n , a i r a n d w a t e r . A n d h o w t h e f a c t o r y f o o d t h i n g m a k e s i t s o w n f o o d , a n d t h e y d o n ' t h a v e t o g o t o t h e g r o c e r y s t o r e . 1 - W a t e r i s n ' t a f o o d . I l e a r n e d t h a t m u c h . ( L a u g h s ) I f w a t e r i s n ' t f o o d , t h e n w h a t k i n d o f f o o d i s i t f o r t h e p l a n t s ? I k n o w t h a t m y m o t h e r s h e g i v e s w a t e r t o h e r p l a n t s . 2 - Y e s ( L a u g h s ) . W e l l a t f i r s t I t h o u g h t i t w a s j u s t w a t e r b e - c a u s e w e w a t e r o u r s a n d m y m o t h e r p u t s i t o u t i n t h e s u n l i g h t a n d s t u f f . A n d s h e h a s h e r s i n t h e h o u s e s o m e t i m e s a n d t h e y s t a r t t o d r 0 0 p a n d t h e n s h e p u t s t h e m o u t i n t h e s u n a n d i t s t a r t e d l i v i n g a g a i n . A n d I t h o u g h t w e l l w e j u s t u s e w a t e r , b u t I l e a r n e d i t n e e d s a l o t o f a i r a n d s u n - s h i n e . . . t o m a k e t h e f o o d . 3 - W e l l , i t c h a n g e d n o w b e c a u s e I l e a r n e d w h e n I w a s r e a d i n g t o d a y , t h a t w h e n i t h a s l i g h t o n t h e m , a n d w a t e r a n d a i r , t h a t t h e f o o d . . . i t ' s b e e n m a d e u p i n t h e i r l e a v e s . S e e , I t h o u g h t i t w a s l i k e d o w n u n d e r t h e s o i l t h r o u g h t h e r o o t s b u t i t ' s i n t h e l e a v e s . 3 9 2 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) E x p e r i m e n t a l T e x t N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? V e r a 1 - I l e a r n e d a f e w t h i n g s I d i d n ' t k n o w b e - f o r e . I w a s n ' t t o o s u r e h o w t o p r o n o u n c e n a m e s b e - f o r e , b u t I u m l e a r n e d t h a t a p l a n t g e t s i t s f o o d m o s t l y b y i t d e p e n d s o n t h a t , o h ( g o s h ) w h a t ' s i t c a l l e d . . . E m b r y o d e p e n d s o n i t t o g i v e i t f o o d . 1 - I n e v e r k n e w w h a t t h e p a r t s o f t h e s e e d w e r e a n d w h a t t h e y d i d . 3 - T h i s t i m e I l e a r n e d e x a c t l y h o w t h e y m a k e t h e i r f o o d . Y o u s e e , I t h o u g h t t h e y m a d e t h e i r f o o d f r o m w a t e r a n d s o m e - t h i n g e l s e , b u t I f o u n d o u t t h e y m a k e i t o u t o f w a t e r a n d l i g h t . 3 - I n e v e r k n e w t h a t w h e n t h e p l a n t i s s m a l l a n d i t ' s a l i t t l e b a b y i t g e t s i t s f o o d f o r a l i t t l e w h i l e f r o m t h e c o t y l e d o n a n d t h e n a f t e r a w h i l e i t h a s t o s t a r t m a k i n g i t s o w n f o o d . 3 - Y e a h , t h e y h a v e . W e l l , w h e n y o u g i v e i t w a t e r w h e n i t g o e s d o w n i t c o m e s b a c k u p t h r o u g h t h e r o o t a n d c o m e s u p i n t o t h e b o t t o m o f t h e t h e l e v e s . A n d t h e a i r g o e s t h r o u g h l i t t l e h o l e s i n t h e l e a v e s . . . A n d t h e s u n , w h e n i t s h i n e s o n t h e m a n d a n d e v e r y t h i n g , i t m i x e s t o g e t h e r a n d m a k e s l i k e a m i x t u r e t h a t i s t h e i r f o o d . . . B e f o r e I d i d n ' t r e a l l y k n o w w h a t i t n e e d e d a n d t h a t i t m a d e i t s f o o d a n d e v e r y - t h i n g . 3 9 3 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) E x p e r i m e n t a l T e x t N a m e o f S t u d e n t S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T T O N : W h a t d i d y o u l e a r n t h a t w a s n e w o r s u r p r i s i n g f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? S t u d e n t s ' A n s w e r s t o R E A L - W O R L D Q U E S T T O N : H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w t h i s p l a n t g e t s i t s f o o d c h a n g e d ? D o u g T h e c o t y l e d o n g i v e s e m b r y o f o o d t o g r o w . T h e e m b r y o i s a t t a c h e d t o t h e c o t y l e d o n . Q u e s t i o n n o t a s k e d i n t h i s w a y o n D a y s 2 a n d 3 . 2 - Y e s , I h a v e . W e l l , a t f i r s t , I t h o u g h t i t w a s m a i n l y j u s t t h e s o i l a n d t h e w a t e r t h a t i t g o t i t s f o o d f r o m , a n d s o m e f r o m t h e s u n . B u t I d i d n ' t k n o w i t w e n t b a c k t o t h e w a t e r a n d t h e m i n e r a l s f r o m t h e s o i l g o t i n s i d e t h e p l a n t a n d t h e y c o m - b i n e d . I t m a d e i t s o w n f o o d . 3 - Y e s , i t h a s c h a n g e d . I t g e t s i t s f o o d b y w a t e r g o i n g t h r o u g h t h e r o o t s f r o m t h e s o i l i n t o t h e l e a f a n d t h e n t h e a i r g o e s t h r o u g h t h e l e a f a n d t h e l i g h t e n e r g y g o e s i n t h e l e a f a n d m i x e s t h e t w o t o g e t h e r s o i t c a n g e t i t s f o o d . J a m e s C o t y l e d o n a n d e m b r y o g r o w w i t h o u t e a c h o t h e r . C o t y l e d o n s u p p o r t s e m b r y o . P l a n t s m a k e t h e i r o w n f o o d . O n e p l a n t c a n s t o r e i t s f o o d i n t h e c o t y l e d o n a n d p a s s i t o n o r k e e p i t f o r t h e n e x t o n e . T h e n g i v e i t t o t h e s e e d , a l l t h e f o o d i t d i d n ' t e a t . P l a n t s i n d a r k c a n g r o w f o r a w h i l e b u t t u r n y e l l o w . W h e n y o u p u t t h e m b a c k i n l i g h t t h e y t u r n g r e e n a g a i n . 2 - I g u e s s a l i t t l e ( l o n g d e s c r i p p . 3 ) . E l i m i n a t e o x y g e n . L o w e r m i n e r a l s o n t h e l i s t . 2 - I r e a l l y f e e l t h a t f e r t i l i z e r , y o u k n o w p l a n t f o o d , i s n o t r e a l l y f o o d f o r p l a n t s . I t d o e s n ' t g i v e o u t a n y e n e r g y . I t s s o m e t h i n g t h a t j u s t h e l p s t h e m l i v e . 3 9 4 A P P E N D I X F ( c o n t i n u e d ) S t u d e n t s ' A n s w e r s t o S t u d e n t s ' A n s w e r s t o T E X T - B A S E D Q U E S T I O N : R E A L - W O R L D Q U E S T I O N : E x p e r i m e n t a l W h a t d i d y o u l e a r n t h a t H a v e y o u r i d e a s a b o u t h o w T e x t w a s n e w o r s u r p r i s i n g t h i s p l a n t g e t s i t s N a m e o f S t u d e n t f r o m w h a t y o u r e a d t o d a y ? f o o d c h a n g e d ? J a m e s ( c o n t ) 3 - W e l l I c a n s a y I h a v e ( H a ) . I k n o w t h e y g e t t h e i r f o o d f r o m s u n a n d f r o m c o t y l e d o n s . M o r e l i k e f r o m s u n , w a t e r , a i r m i x e d t o g e t h e r . T h e y o n l y g e t i t f r o m t h e i r c o t y l e d o n s a t f i r s t u n t i l t h e y ' v e u s e d i t u p . S h e i l a P a r t s o f t h e s e e d . S o i l a n d f e r t i l i z e r a n d s t u f f a r e n o t f o o d . H o w s e e d s g r o w i n d a r k u s i n g f o o d f r o m c o t y l e d o n u n t i l i t g e t s i n l i g h t a n d c a n m a k e f o o d . 2 - Y e a h ! M i n e r a l s a n d s t u f f a r e n ' t c o n s i - d e r e d f o o d f o r t h e m , a n d t h e y ' r e t h e o n l y t h i n g t h a t m a k e s t h e i r f o o d . B e f o r e I t h o u g h t t h a t p l a n t s l i k e n e e d t o g e t t h e i r f o o d f r o m t h e s o i l o r f r o m t h e t h i n g s i n t h e s o i l , a n d s o n o w I k n o w i t i s f r o m t h e a i r a n d t h e w a t e r a n d t h e l i g h t . . . ( g o e s o n t o d e s c r i b e p h o t o s y n t h e s i s ) . R e p e a t s t h i s a g a i n , p . 5 , D a y 3 .