Digital Habits and Time Use Patterns: Factors Infuencing Reading Comprehension Skills in Spanish Adolescents Based on PISA 2022

Abstract

Adolescents' reading comprehension skills are shaped by various activities and contextual factors. Identifying these determinants is imperative for improving academic performance. This study aims to assess how time spent on diferent activities-sports, smartphone use, social media, and educational apps-afects reading comprehension in Spanish adolescents. The study is based on PISA 2022 microdata, including responses from over 30,000 Spanish adolescents. We examined factors such as grade repetition, time spent on sports, access to books at home, smartphone and social media usage, and engagement with educational apps. We applied several machine learning algorithms using cross-validation and the R 2 metric to evaluate model performance and analyze data. Additionally, explainable artifcial intelligence techniques are used to interpret the results and highlight key predictors and their interactions. CatBoost yielded the best predictive performance, identifying key predictors of reading comprehension. The most infuential factors included grade repetition (negative impact), time spent on sports (negative impact), access to books at home (positive impact), smartphone use (positive impact), and social media use (negative impact). Educational apps were associated with lower comprehension skills scores. Digital tools in technology lessons enhance reading skills when used regularly. The study highlights complex relationships between technology use, sports, and reading comprehension skills. These insights can inform educational policies and interventions targeting balanced digital use and tailored support for students struggling with academic challenges. Highlights • Grade repetition and participation in sports negatively impact reading comprehension skills.Las habilidades de comprensión lectora de los adolescentes están moldeadas por diversas actividades y factores contextuales. Identificar estos determinantes es fundamental para mejorar el rendimiento académico. Este estudio analiza cómo el tiempo dedicado a diferentes actividades —deporte, uso del smartphone, redes sociales y aplicaciones educativas— afecta a la comprensión lectora en adolescentes españoles. El estudio se basa en microdatos de PISA 2022, con respuestas de más de 30.000 adolescentes españoles. Se examinaron factores como la repetición de curso, el tiempo dedicado al deporte, el acceso a libros en el hogar, el uso del smartphone y de redes sociales, y la interacción con aplicaciones educativas. Se aplicaron varios algoritmos de aprendizaje automático con validación cruzada y la métrica R² para evaluar el rendimiento de los modelos y analizar los datos. Además, se emplearon técnicas de inteligencia artificial explicable para interpretar los resultados y destacar los predictores clave y sus interacciones. CatBoost obtuvo el mejor rendimiento predictivo, identificando los principales predictores de la comprensión lectora. Los factores más influyentes fueron la repetición de curso (impacto negativo), el tiempo dedicado al deporte (impacto negativo), el acceso a libros en casa (impacto positivo), el uso del smartphone (impacto positivo) y el uso de redes sociales (impacto negativo). Las aplicaciones educativas se asociaron con puntuaciones más bajas en comprensión lectora. Las herramientas digitales en las clases de tecnología mejoran las habilidades lectoras cuando se usan de forma regular. El estudio destaca relaciones complejas entre el uso de la tecnología, el deporte y las habilidades de comprensión lectora. Estos hallazgos pueden orientar políticas educativas e intervenciones dirigidas a un uso digital equilibrado y a un apoyo adaptado para estudiantes con dificultades académicasAs habilidades de compreensão leitora dos adolescentes são moldadas por diversas atividades e fatores contextuais. Identificar esses determinantes é fundamental para melhorar o desempenho acadêmico. Este estudo analisa como o tempo dedicado a diferentes atividades — esportes, uso de smartphone, redes sociais e aplicativos educacionais — afeta a compreensão leitora de adolescentes espanhóis. O estudo baseia‑se em microdados do PISA 2022, incluindo respostas de mais de 30.000 adolescentes espanhóis. Foram examinados fatores como repetência escolar, tempo dedicado ao esporte, acesso a livros em casa, uso de smartphone e redes sociais, e interação com aplicativos educacionais. Diversos algoritmos de aprendizado de máquina foram aplicados com validação cruzada e a métrica R² para avaliar o desempenho dos modelos e analisar os dados. Além disso, técnicas de inteligência artificial explicável foram utilizadas para interpretar os resultados e destacar os principais preditores e suas interações. O CatBoost apresentou o melhor desempenho preditivo, identificando os principais fatores associados à compreensão leitora. Os fatores mais influentes foram repetência escolar (impacto negativo), tempo dedicado ao esporte (impacto negativo), acesso a livros em casa (impacto positivo), uso de smartphone (impacto positivo) e uso de redes sociais (impacto negativo). Aplicativos educacionais foram associados a pontuações mais baixas de compreensão leitora. Ferramentas digitais nas aulas de tecnologia melhoram as habilidades de leitura quando usadas regularmente. O estudo evidencia relações complexas entre uso de tecnologia, prática esportiva e habilidades de compreensão leitora. Esses achados podem orientar políticas educacionais e intervenções voltadas para um uso digital equilibrado e apoio personalizado a estudantes com dificuldades acadêmicas.Les compétences de compréhension en lecture des adolescents sont façonnées par diverses activités et facteurs contextuels. Identifier ces déterminants est essentiel pour améliorer la performance scolaire. Cette étude analyse comment le temps consacré à différentes activités — sport, utilisation du smartphone, réseaux sociaux et applications éducatives — influence la compréhension en lecture chez les adolescents espagnols. L’étude s’appuie sur les microdonnées de PISA 2022, incluant les réponses de plus de 30 000 adolescents espagnols. Les facteurs examinés comprennent la répétition scolaire, le temps consacré au sport, l’accès aux livres à la maison, l’usage du smartphone et des réseaux sociaux, ainsi que l’engagement avec des applications éducatives. Plusieurs algorithmes d’apprentissage automatique ont été appliqués avec validation croisée et la métrique R² pour évaluer la performance des modèles et analyser les données. De plus, des techniques d’intelligence artificielle explicable ont été utilisées pour interpréter les résultats et mettre en évidence les principaux prédicteurs et leurs interactions. CatBoost a obtenu la meilleure performance prédictive, identifiant les facteurs clés de la compréhension en lecture. Les plus influents étaient la répétition scolaire (impact négatif), le temps consacré au sport (impact négatif), l’accès aux livres à domicile (impact positif), l’usage du smartphone (impact positif) et l’usage des réseaux sociaux (impact négatif). Les applications éducatives étaient associées à des scores plus faibles en compréhension. Les outils numériques utilisés régulièrement dans les cours de technologie améliorent les compétences en lecture. L’étude met en lumière des relations complexes entre l’usage des technologies, la pratique sportive et les compétences de compréhension en lecture. Ces résultats peuvent orienter des politiques éducatives et des interventions visant un usage numérique équilibré et un soutien adapté aux élèves rencontrant des difficultés scolaires.