La lecture sur le bout des doigts : ce que disent les mouvements digitaux sur les mécanismes visuo-attentionnels en lecture et comment ils peuvent aider

Reading at the fingertips : how digital movements can inform about visual attention mechanisms during reading and how they can help reading acquisition

• Auteur / Autrice : Viet Chau Linh Nguyen
• Direction : Angela Sirigu, Alice Gomez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 25/10/2022
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut de sciences cognitives Marc Jeannerod (Lyon ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Fourneret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Angela Sirigu, Alice Gomez, Franck Ramus, Françoise Vitu-Thibault, Eddy Cavalli, Johannes Ziegler
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Ramus, Françoise Vitu-Thibault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthodes d'apprentissage de la lecture

Innovation

Lecture -- Matériel didactique

Lecture -- Développement des capacités

Lecture -- Cognition

Mots clés libres

Mouvements digitaux

Apprentissage de la lecture

Attention visuelle

Prévisualisation parafovéale

Encombrement visuel

Digital movement

Reading acquisition

Visual attention

Parafoveal preview

Crowding

Résumé

La littérature scientifique a mis l’accent sur l’importance des mécanismes visuo-attentionnels dans l’apprentissage de la lecture. Dans cette thèse, nous avons exploré si la technologie Digit-tracking pourrait être un bon outil pour étudier les mécanismes visuo-attentionels qui sous-tendent l’apprentissage de la lecture, améliorer son acquisition en renforçant le focus attentionnel et en réduisant le coût de l’encombrement visuel, mais aussi mesurer l’évolution du niveau de lecture utilisant les mouvements digitaux comme indicateur. La méthode digit-tracking consiste à présenter un texte flouté sur l’écran qui peut être déflouté avec le toucher du doigt, laissant l’utilisateur «découvrir» le texte au fur et à mesure que son doigt se déplace. L’originalité de la méthode tient dans le fait qu’elle mime l’acuité de la rétine. Ainsi, le texte en vision périphérique peut être masqué pas le floutage, réduisant le coût de l’encombrement visuel. Le pointage du doigt au cours la lecture contribue à renforcer le focus attentionnel. Simultanément, la position du doigt au-dessous du morceau de texte est enregistrée. Dans la première étude, nous avons testé si entraîner à lire avec l’outil digit-tracking pourrait améliorer l’apprentissage de la lecture chez les enfants de CP. Les résultats montrent que les séances d’entraînement de 35 minutes au cours de 6 semaines avec l’outil permettait une plus forte progression en lecture de lettres, graphèmes et syllabes ainsi qu’en fluence de lecture, comparé à un entraînement identique mais présenté sur papier. De plus, les mouvements digitaux enregistrés par l’outil sont un bon indicateur du niveau de lecture en CP. Dans la deuxième étude, nous avons testé si la suppression des lettres en vision parafovéale serait pertinente, afin de soutenir l’effet observé de digit-tracking dans l’étude 1. En effet, la littérature suggère que le bénéfice de la prévisualisation en parafovéa surpasse le coût de l’encombrement visuel seulement quand l’expertise en lecture augmente. Nous avons étudié l’évolution de la balance coût-bénéfice des lettres en parafovéa, en manipulant la taille de la fenêtre de défloutage, du début de CP jusqu’en fin de CE1. Les mouvements digitaux (durée de fixation digitale, longueur de saccade digitale, etc.) obtenus dans les deux conditions de défloutage indiquent qu’en début de l’apprentissage, le coût induit par l’encombrement visuel est plus fort qu’aux stades plus avancés. L’amélioration de la lecture au cours du temps permet aux enfants de traiter une quantité d’information plus importante en une seule fois, notamment grâce à l’émergence de la prévisualisation parafovéale qui prends le dessus sur l’effet délétère de l’encombrement visuel. L’effet du niveau de lecture sur les variables de cinématique du doigt est concordant avec les résultats de l’étude 1 : une bonne maîtrise de la lecture implique les fixations plus courtes, moins nombreuses et des saccades plus longues. Dans la troisième étude, nous avons répliqué les résultats de l’étude 1 qui suggèrent que les mouvements digitaux reflètent l’expertise en lecture, en comparant les données des lecteurs adultes experts et les enfants de CP. Les résultats sont cohérents avec la littérature sur les mouvements oculaires et avec les deux premières études : les bons lecteurs ont un pattern plus optimal (fixations plus courtes et moins nombreuses, saccades plus longues) que les moins bons lecteurs. Les derniers sont aussi plus affectés par la longueur des mots. Cette étude confirme que les mouvements digitaux sont un bon indicateur du niveau de lecture en révélant le type de traitement des mots (parallèle ou sérielle). Ces résultats devraient ouvrir des perspectives d’utilisation de l’outil digit-tracking, non seulement pour comprendre comment fonctionne l’apprentissage de la lecture sous l’angle des processus visuo-attentionnels, mais aussi pour détecter précocement les difficultés de lecture pour proposer des aides spécifiques.

Reading is a crucial skill in modern societies. Prior studies have stressed the importance of visual attentional mechanisms in reading acquisition. We explored the hypothesis that the digit-tracking technology can provide an efficient tool to study the visual attention mechanisms at play during learning to read, to improve reading acquisition by enhancing attentional focus and reducing the cost of visual interference (crowding), but also to assess reading development with digital movements as a proxy of cognitive mechanisms. The principle of the digit-tracking method is to present a blurred text on the screen which can be unblurred with finger touch, letting the user ‘discover’ the text as his finger moves along the text. Its uniqueness lies in the fact that it mimics the acuity of the retina. Hence, the blurred text in peripheral vision can be masked, reducing the cost caused by crowding. Finger pointing during reading with digit-tracking also contributes to enhance attentional focus. Simultaneously, the dynamic position of the finger under the selected portion of the text is recorded. In the first study, we tested whether training to read with digit-tracking could improve reading in first-grade children. We showed that 6 weeks of 35 minutes reading training using digit-tracking resulted in greater in letter, graphemes and syllables reading and reading fluency improvements than trainings with identical content but over paper. Furthermore, we showed that finger movements recorded by the device were a relevant proxy of reading level during the first year of reading acquisition. In the second study, we aimed to test whether removing parafoveal letters is relevant in early reading acquisition to support the observed effect of digit-tracking in study 1. Indeed, the literature suggests that benefits from parafoveal preview overcome crowding costs only when reading expertise increase (and thus crowding cost is very strong for early beginners). To do so, we assessed the evolution of the balance parafoveal cost-benefit by manipulating the unblurring window size, from beginning of first grade until the end of 2nd-grade. Finger movement measures (digital fixation duration, digital saccade length, etc.) across two unblurring conditions indicate that at the beginning of reading acquisition, crowding cost is stronger than later on. As children gain in reading skills, they are able to process greater amount of information at once, notably with the emergence of parafoveal benefit which overrides the detrimental effect of parafoveal crowding. The effect of reading level on finger kinematics variables are in line with the results of the two first studies: better reading skills entail less, shorter fixations and longer saccades. In a third study, we replicated this effect of finger movements as a good proxy of reading expertise by comparing performance in expert adult readers to 1-grade children. The results obtained were consistent with the eye movement literature and with study 1 and 3: good readers have more optimal digital exploration (less, shorter fixations, and longer saccades) than poor readers. The latter are also more affected by the word length effect. This study confirmed that digital analysis results are a good proxy of reading acquisition by revealing the word processing manner of readers (parallel or sequential) in function of their reading skills and the difficulty of the material. These results should offer a potential of using digit-tracking in the future, not only in understanding how reading and learning to read functions under the angle of visual attentional mechanisms, but also in detecting reading difficulties and in helping to overcome them.