La conception de jeux vidéo éducatifs : une méthodologie de recherche/création

De façon générale, cette thèse identifie et définit l'ensemble des concepts théoriques et pratiques nécessaires à l'exercice de la conception de jeux vidéo éducatifs en tenant compte des aspects d'intention, d'information, d'interface et d'interactivité. Elle répond à la question suivante : comment outiller et assister efficacement un artiste ou un créateur dans la démarche complexe de la conception de jeux vidéo éducatifs? En effet, les personnes abordant la conception multimédia se sentent souvent dépourvues lorsqu'il est question de développer ou de conceptualiser ce type d'œuvre. C'est d'abord parce qu'il s'agit d'un champ d'étude relativement nouveau qui cherche encore ses codes langagiers. Ensuite, il s'agit de se référer aux niveaux de complexité générés par des projets ludiques et pédagogiques intégrant à la fois des notions de science de l'information (gestion de la connaissance, bases de données), des notions d'esthétique et de forme (arts visuels, design graphique) et des notions d'informatique (langage de programmation, vie et intelligence artificielles). Les résultats de la recherche se présentent sous la forme d'une méthodologie de recherche/création systémique appuyée par une intervention prenant la forme d'une série de quatre capsules multimédias interactives couvrant l'ensemble des résultats générés. Ces capsules s'adressent à des professionnels œuvrant tant dans le domaine de la culture, de l'éducation, de la science, des arts et des communications que dans ceux de la recherche et de l'expérimentation. Elles décrivent, illustrent et démontrent les potentialités expressives, narratives, cognitives et interactives du langage multimédia; elles présentent le champ d'intervention dans son ensemble, incluant les concepts, les théories, les méthodes et les outils nécessaires à sa compréhension, à son élaboration et à sa pratique esthétique, ludique, pédagogique et communicationnelle. De façon plus précise, une première capsule présente des notions définissant le multimédia, ses multiples applications ainsi que les différents contextes de production dans lesquels elles se déploient. Une deuxième capsule expose ensuite des notions de langage cinématographique et hypermédia qui seront utiles pour la conception multimédia. Une troisième capsule aborde des notions relatives à la pédagogie, et comment celles-ci peuvent s'appliquer à la conception de jeux vidéo éducatifs. Enfin, la dernière capsule présente un modèle de devis de conception multimédia adapté aux productions culturelles ludo-éducatives. À travers l'ensemble de ces capsules, des exemples permettront de visualiser et d'expérimenter l'ensemble des concepts répondant aux énoncés théoriques et pratiques exposés par la recherche.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : jeux vidéo éducatifs, design multimédia, scénarisation multimédia, conception multimédia, conception hypermédia, loisir éducatif, jeu éducatif, enseignement par le jeu, apprentissage par le jeu, interface graphique, méthodologie de conception

: Rapport final du projet ANR 2006-2008 (annexes scientifiques)

As a 24 months platform project, Lutin Game Lab was designed for making academic researchers and game companies cooperate in order to reach a new stage in the process of game quality assessment, before and after they are available on the market. The project was organized along 6 WP, all of them having fulfilled their specific goals, although we had to endure some delays due to the time required for settling the technical platform and due to the lack of time available for the companies to collaborate during the year 2008.The project results can be summed up in 4 different aspects:* A platform is now open to companies as well as to academic labs, equipped with all the devices and the softwares needed for conducting evaluation of gamers behaviour, including all game platforms, excepted for on-line games. Two eye-tracking devices and sensorial analysis tools are part of the equipment of the platform. This technical platform is operated by the UMS CNRS Lutin at the Cité des Sciences in Paris.* The methods created for analyzing the existing games and the ones in development phase were scientifically validated and adapted to the requirements of companies (time needed, display of the results, prerequisites and modes of cooperation with developers). These methods have not yet been tested in the developing phase of real games except for one of them (QRC), due to the workload of developers during this period. * The methods are the following:o Artificial expert for the prediction of gamers judgments based on a description framework of game properties. A subjective evaluation database has been designed using the data collected during the tests of 240 gamers (experts and naives) expressing judgments in a 11 items questionnaire, using the data from an objective description of game properties and the data obtained through an "objectivated subjective" description of games qualities retrieved from experts who designed and filled up a framework of 56 items per game genre (126 iterations). This expert allows companies to test their games while they are still in the design phase through the description framework in order to predict the judgments from the gamers and to optimize their various choices in game design using the 15 fuzzy models selected for each game genre.o Usability testing method adapted specifically to videogames (Quick Reality Check, QRC), based on a test protocol involving 10 gamers, on logs tracking the gamer behaviour (implemented by the developers in their prototype), on synthetic visualization tools displaying the results, and on remediation method in cooperation with game designers (game doctor). This method focuses on ergonomics features and acceptability issues.o An eyetracking method dedicated to gamers behaviour analysis. It helps to explore in-depth the areas or phases of concern discovered with the previous method. This allows the game designers to reshape some features in the interfaces and to compare their results with the patterns of each game genre that the research was able to modelize.o A method for tracking emotional states during the game, through sensors placed on the gamers bodies, in order to explore and better understand the reasons of the problems pointed out by the other methods. This is a much more innovative methodology and field of research and this explains the need for focusing on specific features in order to validate the whole framework with the existing scientific state of the art. This is a very promising field and a very attractive one for the game designers, one that would require much more research efforts.o An artificial expert providing diagnosis through the gathering of every piece of data collected during the various tests, with added results from on line questionnaires. The expert software provides an integrative view of the results for a specific game and can refer it to the various models available in the literature.* In the gameplay evaluation field, the project evolves from a review of literature to the design of a wiki open to the community of game designers, which aim is to create de knowledge database about gameplay qualities for each game genre. The wiki includes a list of rules shared by the community and examples of games displaying the uses of these rules, extracted from a corpus of the most famous games. The database can be enriched with new cases, rules can be adapted, through the revision process of the wiki which includes collective validation. Developers can access the wiki as a resource for validation of their choices.In brief, the platform offers a set of devices, a set of methods, available for the game industry, operated by Lutin experts, and a website including the wiki. Lutin Game lab platform represents an European reference center in the field of game evaluation. Lutin plans to design a quality label for games that could be used before the games are placed on the market. LUtin Game Lab requires a new research project devoted to the extension of the methods to on-line games (Lutin Game Lab on line). The next year will be devoted to dissemination and validation on real game being developed.Le projet annonçait ainsi ses objectifs en 2006 : " Lutin Game Lab, projet de plate-forme de 24 mois, se propose de fédérer les forces de recherche académiques et de développement des entreprises pour faire faire un pas significatif aux méthodologies d'évaluation de la qualité d'un jeu vidéo fini ou en cours de développement. " Le travail a comporté 6 sous -projets qui ont tous été menés à bien conformément au programme prévu avec des décalages non négligeables dus notamment au temps nécessaire au montage technique de la plate-forme et à la difficulté des entreprises à dégager du temps pour leur collaboration au moment voulu alors qu'elles sont sous haute pression concurrentielle. Le bilan du projet peut se résumer en 4 points : * il existe désormais en France une plate-forme ouverte aux entreprises et aux laboratoires, équipée de tous les matériels et logiciels nécessaires pour faire l'évaluation des comportements des joueurs de jeux vidéo, toutes plates-formes de jeu confondus, à l'exception des jeux multi joueurs en ligne. Cette plate-forme technique, comportant notamment des dispositifs d'oculométrie opérationnels de divers types, et des dispositifs d'analyse sensorielle, est opérationnelle en permanence dans le cadre des missions de l'UMS CNRS Lutin 2803 à la Cité des Sciences. * Les méthodes élaborées pour l'analyse des jeux existants et des jeux en cours de développement ont été validées scientifiquement et opérationnellement selon les critères des entreprises de jeux vidéo (délais, présentation des résultats, prérequis et formes de coopération). Ces méthodes devront cependant être validées en situation de jeux en cours de développement car les délais de coopération avec les entreprises n'ont permis de mettre en œuvre cette étape que pour une seule de ces méthodes (dite QRC)* Les méthodes comportent 5 volets : o un expert artificiel prédictif qui permet de prédire l'appréciation subjective des joueurs à partir d'une description formalisée des propriétés d'un jeu. Une base de données d'évaluation subjective a été constituée à partir de tests réalisés par 240 joueurs de tous niveaux et de leur appréciation subjective (11 items), à partir de description des propriétés objectives du jeu (106 items) et à partir d'une description subjective objectivée des qualités d'un jeu par genre (56 items par genre de jeu) et de 126 itérations de cette grille réalisée à partir d'une extraction d'expertise auprès de game designers et élèves game designers. Il est proposé aux entreprises de jeux vidéo de tester leur jeu dans une phase amont du développement pour prédire les scores de leurs jeux et ensuite optimiser les choix effectués, en exploitant les 15 modèles en logique floue sélectionnés pour chaque genre de jeu. o Une méthode en usability (Quick Reality Check) qui comporte un protocole de tests auprès de 10 joueurs minimum, des outils de suivi des déplacements par implantation de logs dans le jeu en cours de développement, de modes de visualisation synthétique des résultats et une méthode de correction associant les développeurs (Game Doctor). Cette méthode traite avant tout les questions d'ergonomie et d'acceptabilité. o Une méthode de suivi du regard des joueurs permettant d'affiner les résultats de la méthode précédente, sur des zones ou des phases problématiques pour repositionner le game design et l'ergonomie en fonction des patterns, ou signatures, identifiés par la recherche pour chaque type de jeux. o Une méthode de suivi de l'engagement émotionnel durant le jeu à partir de capteurs d'analyse sensorielle placés sur les joueurs, permettant là aussi d'affiner la recherche éventuelle de problèmes pour des phases plus précises selon les stratégies du game designer. Cette méthode est la plus innovante en termes de recherche et nos résultats restent donc limités à certains points précis qui sont cependant très prometteurs et nécessiteraient des travaux supplémentaires.o Un expert artificiel diagnostic permettant de traiter et de synthétiser toutes les données recueillies lors des tests des autres méthodes, de les compléter par des questionnaires en ligne si nécessaire et de les rapporter à des modèles issus de la littérature pour proposer un diagnostic intégré sur les qualités d'un jeu donné. * Dans le domaine du gameplay, le projet a évolué à partir d'un recensement exhaustif de la littérature sur la mise en place d'un wiki permettant à toute la communauté des développeurs de constituer une base de connaissances partagées sur les qualités du gameplay selon les genres. Ce wiki comporte un énoncé de règles reconnues par la communauté mais aussi leur exemplification à partir d'un corpus de jeux parmi les plus connus dans tous les genres. La base peut être enrichie par d'autres études de cas, les règles peuvent être affinées, et les développeurs peuvent la consulter en tant que de besoin pour valider les choix qu'ils effectuent. La mise en place de la plate-forme comporte ainsi une partie d'équipements localisés à la cité des sciences, une expertise en méthodes, directement opérationnelles et proposées déjà aux entreprises par les différents partenaires membres de Lutin, et un site collaboratif qui rassemble la communauté autour de son expertise propre. Lutin Game Lab peut ainsi prétendre devenir un centre de références européen en termes de méthodes qualité pour les jeux vidéo et nous prévoyons de travailler à proposer un label pour qualifier les jeux vidéo avant leur mise sur le marché, ainsi qu'à une extension de ses compétences pour les jeux vidéo multi joueurs en ligne (Lutin Game Lab on line). Le projet a ainsi atteint son objectif général ainsi que ses objectifs particuliers, à l'exception du temps de validation encore nécessaire auprès des entreprises qui n'a pu être pris en compte durant le projet

Nouvelles approches pour une exploitation efficace des comportements et interactions de l'humain dans l'environnement virtuel

La création des moyens permettant à l’humain de se retrouver dans un endroit différent du monde réel n’est pas une nouveauté. Les outils comme les peintures ou les livres permettent tout autant de transporter l’humain par imagination dans un monde fictif afin de lui permettre de s’évader de la vie réelle. C’est également ce que permettent les technologies de la réalité virtuelle. Cependant, les environnements de la réalité virtuelle sont des représentations 3D numériques exploitables à l’échelle humaine. Ils peuvent stimuler au maximum les habiletés perceptives de l’humain à travers ses canaux sensoriels, tout en lui permettant d’influencer activement le déroulement des évènements qui y ont lieu. De ce fait, ils représentent un atout majeur pour la représentation de l’information à des fins diverses. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l’exploitation de la réalité virtuelle dans le cadre de la thérapie par exposition pour le traitement du trouble de stress post-traumatique. En faisant une revue de littérature dans ce domaine, nous avons constaté le rôle essentiellement passif qui est attribué au patient. En effet, les études antérieures se sont focalisées sur la composante « modélisation 3D » de la réalité virtuelle ainsi que sur la stimulation sensorielle, avec pour but principal d’aider le patient à narrer son trauma. Cela est fait au détriment d’une des caractéristiques principales de la réalité virtuelle qu’est l’interaction du sujet avec l’environnement virtuel. Ainsi, au vu des avantages qu’elles offrent, nous pensons que les technologies de la réalité virtuelle devraient être utilisées pour permettre au patient de revivre son trauma différemment au moyen de l’interaction. Alors, nous avons proposé des approches basées sur le modèle de référence de la réalité virtuelle. Ces approches exploitent les techniques de gamification avancées des jeux sérieux ajoutées à la technique d’ajustement dynamique de la difficulté empruntée au domaine du jeu vidéo, pour implémenter les interactions naturelles de l’humain avec l’environnement virtuel. Nous avons appliqué ces approches à un simulateur de conduite de camion en réalité virtuelle pour traiter les camionneurs souffrant de trouble de stress post-traumatique. Les résultats d’évaluation d’utilisabilité du simulateur conformément à ces approches y sont présentés : le sentiment de présence a été atteint à travers cet outil et les participants ont trouvé la qualité des interactions avec l’environnement virtuel optimale. En perspectives, nous avons décrit l’application clinique expérimentale qui sera effectuée avec des patients en résidence à « La Futaie », centre de thérapie avec lequel nous avons collaboré tout au long de cette recherche. Creating the means for humans to find themselves in a place different from the real world is nothing new. Tools such as paintings or books also allow humans to be transported by imagination into a fictitious world in order to escape from real life. This is also what virtual reality technologies allow. However, virtual reality environments are digital 3D environments usable on a human scale. They can maximize the perceptual skills of humans through their sensory channels while allowing them to actively influence the course of events that take place in these environments. Therefore, they are a major asset for the representation of information for various purposes. In this thesis, we focused on the use of virtual reality as part of exposure therapy for the treatment of post-traumatic stress disorder. By reviewing the literature in that area, we noted the essentially passive role attributed to the patient. Indeed, previous studies have focused on the "3D modeling" component of virtual reality as well as on sensory stimulation, with the main goal of helping the patient to narrate his trauma. That is done to the detriment of one of the main characteristics of virtual reality, which is the subject's interaction with the virtual world. So, given the benefits they offer, we believe that virtual reality technologies should be used to allow the patient to relive his trauma differently through interaction. So, we have proposed approaches based on the virtual reality reference model. These approaches exploit the advanced gamification techniques of serious games combined with the dynamic difficulty adjustment technique borrowed from the field of video games, to implement the natural interactions of humans with the virtual environment. We applied these approaches to a virtual reality truck driving simulator to treat truckers with post-traumatic stress disorder. The simulator usability evaluation results in accordance with these approaches are presented: the feeling of presence was achieved through this tool and the participants found the quality of interactions with the virtual world to be optimal. In perspective, we have described the experimental clinical application that will be carried out with patients in residence at "La Futaie", the therapy center with which we have collaborated throughout this research

Qualification of observable interactions between humans and digital machines equipped with interfaces with sensitive modalities.: Apports de l'éthologie humaine à l'étude des relations entre l'homme et les NTIC dans un contexte de recherches pluridisciplinaires

The object of this research is to determine and define the interactions observable between man and numerical machines with sensory modality interfaces. It explores in depth the concepts of virtuality, multisensoriality, interactivity, etc...and makes explicit the interest -- even appetence -- towards new technologies (i.e. Information and Communication Technologies). The framework of this research is the study of collective representations based on analysis of tittles of the French daily " Le Monde " over a period of five years and surveys established on questionnaires and semi-guided interviews. It takes into account the aspect of sociality which is part of decision making in acquisition and practice of computers and networks. On this basis, a sampling has been made of seventeen individuals who are submitted to a systematic observation of an ethological type, according to a novel methodology, segmented into three phases : First, an interview which allows to approach, through the verbal medium, the various individual stands linked to ICT. Transcribed and analysed with the Alceste program for contextual analysis of speech, the obtained material permits, among other results, to determine the elaboration of four classes of users which must be differentiated from the recognized levels of competence and experience. This is followed by the filming of practices, commented at first by the subject in the presence of the researcher and then left to himself, which underscore the importance of sense modalities and proxemies as factors of specific behaviours. Those are then compared to behaviours observed among twenty-four young individuals (age 3 to 6). This multidisciplinary process emphasizes the interest of establishing connection between human sciences of information and communication, educationnal approaches and ethology, when the linking of social identifications, behavioural realizations and individual conducts is concerned.Cette recherche a pour objet de déterminer et de qualifier les interactions observables entre l'homme et les ordinateurs, considérés comme des machines numériques dotées d'interfaces à modalités sensibles. Elle éclaire, en les approfondissant, les concepts de virtualité, de multisensorialité et d'interactivité avant d'expliciter l'intérêt, voire l'appétence, suscitée par les Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication (NTIC). Le travail, qui a pour cadre les représentations collectives, analyse la titrologie du quotidien " Le monde " pendant cinq ans, des enquêtes par questionnaires, des entretiens semi-directifs et des observations participantes filmées. Il prend en compte la part de socialité dans les processus décisionnels observables lors de l'utilisation des ordinateurs en réseau ou non. Un échantillon de dix-sept sujets est notamment constitué pour être soumis à une observation éthologique, selon une méthodologie segmentée en trois phases. Dans un premier temps, un entretien d'observation permet d'appréhender, à l'aide du support verbal, les positionnements individuels liés aux TIC. Retranscrits et analysés avec le logiciel Alceste, les corpus recueillis déterminent l'élaboration, entre autres, de quatre classes d'utilisateurs. Ensuite, l'observation filmée des pratiques, d'abord commentées par le sujet en présence du chercheur, puis en situation solitaire, met en évidence l'importance des modalités sensibles et des proxémies comme facteurs de comportements spécifiques. Ces derniers sont rapprochés des conduites observées chez 24 jeunes sujets, âgés de 3 à 6 ans dans un jardin d'enfants. Cette démarche multidisciplinaire souligne l'intérêt d'un rapprochement entre SHS, sciences de l'information et de la communication, approches éducatives et éthologie sociale

L'intelligence de l'usager

To define the digital user supposes to measure changes introduced by networks, but also to specify what is affected by these changes : the use, the object, the user himself ? This question concerns at the same time theories of use and digital a literacy. If digital thing is considered only as one more media or as a new environmental ecosystem, the statute, the action and the implication of users will change value. Sometimes receptor (of messages), user (of tools), consumer (of services and products) or producer (of resources and values), the digital user seems capitalize all the postures that the communication and information systems can assign. We have now to examine if this capitalization is limited to recycle old "arts d efaire", or if it produces a new competence.Définir l'usager numérique suppose qu'on prenne la mesure des changements introduits par la mise en réseau des informations, mais aussi qu'on précise ce qui est affecté par ces changements : l'usage, l'objet, l'usager lui-même ? Cette interrogation convoque à la fois les enjeux d'une théorie de l'usage et ceux d'une digital literacy. Selon qu'on envisage le numérique comme un média s'ajoutant aux autres ou comme un écosystème environnemental, le statut, l'action et le degré d'implication de l'usager changeront de valeur. Tantôt récepteur (de messages), utilisateur (d'outils), consommateur (de services et de produits) ou producteur (de ressources et de valeurs), le digital user semble de fait capitaliser toutes les postures que les systèmes d'information et de communication peuvent assigner aux usagers. Reste à savoir si cette capitalisation se limite à recycler d'anciens " arts de faire ", ou si elle produit une compétence inédite

Gestion des Savoir-Faire par les Systèmes d'Information : une Application à l'Apprentissage Instrumental

This research aims at contributing to knowledge management and skills transmissionparticularly.They are known to be difficult to be represented with words, for conservation purposefor instance. This situation lasted for long but nowadays, Information Technologies allow to drawnew approaches.Therefore, we have attempted to find out how they could be involved in the learning process inorder to facilitate it. We have chosen instrumental e-learning, the guitar more precisely, as anexperimental frame. Indeed, Music is a good field of work because it requires both theoricalknowledge and practical skills.Our idea consists in studying the most efficient way to learn it, that is to say the traditional lessonfrom a teacher to a learner, and to engineer it. We propose a method without heavy constraints tocapture most relevant information streams, store them in a digital format and then make them easilyusable by a community of students. Development has been realized by instantiating an originalconcept of co-building with users nammed the Co-Design Plateform. He ensures that the final resultdoes match the initial problem. Our contribution also makes an assessement of this experiment.Ce travail de recherche vise à apporter une contribution au domaine de la gestion de laconnaissance en général, et à la transmission des savoir-faire en particulier. ils ont ceci departiculier qu’il est difficile d’en produire une représentation écrite à des fins de réutilisation, detransmission ou de conservation.Bien que cette situation ait longtemps prévalu, les systèmes d'information multimédia actuelspermettent d'explorer de nouvelles approches telles que l'insertion de la trace audio-visuelle d’unsavoir-faire existant dans un environnement d'apprentissage virtuel, dans le but de le faciliter.La musique, qui requiert simultanément des connaissances théoriques et des compétences pratiques,offre un environnement propice à ce type d'expérimentation. C’est pourquoi nous avons choisi pournotre travail de thèse l’apprentissage de la guitare comme terrain.Inspirée de l’approche considérée comme la plus efficace - le cours traditionnel du maître à l’élève -notre démarche a consisté à « l'instrumenter », c’est-à-dire à en capter les canaux d'information lesplus utiles, puis à les stocker sous forme numérique pour les rendre disponibles sous une formesimple et facilement exploitable par une communauté d'apprenants.La méthode utilisée pour recueillir l’information est fondée sur un concept original de coconstructionavec les utilisateurs : le Plateau de Créativité, espace de création collective intégrantmise en oeuvre du savoir-faire et technologies de captation des données, dans une interactioncontinue permettant de converger vers un résultat final qui constitue une réponse au problème posé.Nous rendons aussi compte dans la thèse de cette expérience

Apprendre en jouant : du jeu sérieux au socle commun de connaissances et de compétences

Does playing video games result in learning that is officially expected at school? To answer this question, we examined the link between knowledge and skills developed by playing video games and those expected in the common core of knowledge and skills from the “Education Nationale” in France. By using an analysis method inspired by the work of the anthropologist E.T. Hall, we were able to highlight potential relations between the common core of knowledge and skills and video games. In order to check these links, we implemented an experimental approach with pupils in primary school who were asked to play a serious video game. The pupils were submitted to an evaluation before the game session, right after playing and one week later. Our analyses confirm that a link exists between the serious game and the common core of knowledge and skills, but above all that playing the game results in learning officially expected at school. Interestingly, we found that pupils from disadvantaged areas are the ones experiencing the best progression after playing. We also noticed that children having good marks in school are as well the ones having good performance in the evaluation and in the video game. Furthermore, we could demonstrate the importance of various variables in the learning process. For example, pupils' video games habits positively or negatively influence their learning capacity. From a technical perspective, learning seems to be facilitated when the video game covers the information to be transmitted according to the triptych "form, substance and manipulation." Finally, we could identify the existence of long-term learning in some cases.La pratique du jeu vidéo amène-t-elle à des apprentissages officiellement attendus à l’école ? Pour répondre à cette question, nous avons interrogé le lien entre les connaissances et les compétences développées par la pratique du jeu vidéo et celles attendues dans le socle commun de connaissances et de compétences de l’Education Nationale en France. En utilisant une méthode d’analyse inspirée des travaux de l’anthropologue de la communication E.T. Hall, nous avons pu mettre en évidence la potentielle existence de relations entre ce socle et la pratique du jeu vidéo. Afin de vérifier ces liens, nous avons mis en place une démarche expérimentale auprès d’élèves en école primaire que nous avons fait jouer à un jeu sérieux. Ces élèves ont été soumis à une évaluation avant de jouer au jeu, immédiatement après et sept jours plus tard. Nos analyses confirment qu’un lien existe entre la pratique du jeu sérieux et le socle commun de connaissances et de compétences mais aussi et surtout que cette pratique du jeu sérieux amène à des apprentissages officiellement attendus à l’école. Par ailleurs, nous montrons que les élèves de Zone d’Education Prioritaire sont ceux qui progressent le plus suite à la pratique du jeu sérieux. Nous constatons également que les élèves ayant de bons résultats à l’école restent finalement les meilleurs, que ce soit dans nos évaluations ou dans la pratique du jeu sérieux. On relève également l’importance de différentes variables dans le développement des apprentissages chez les élèves. Par exemple, leurs habitudes de pratique des jeux vidéo à la maison influencent positivement ou négativement leurs apprentissages. D’un point de vue technique, ces apprentissages semblent être facilités dès lors que le jeu vidéo aborde les informations à transmettre selon le triptyque « forme, fond et manipulation ». Il est également mis en évidence la rétention de certains apprentissages à plus long terme

Espace de conception et modèle d'interaction multi-tactile gestuel : un environnement de développement pour enrichir le modèle

The technical refinement and the recent adoption of multi-touch technologies by both the industry and users made these technologies a major concern for interaction designers. While many studies on human-computer interaction have started to compare this type of interface with traditional WIMP interfaces performance-wise, few have included in their approach the gestural and system mapping specificities of multi-touch interactions. In this study, I defend the idea that such interaction design should follow a specific interaction model taking into account physical, cognitive, sensitive and motor aspects of gestures in the human-computer relation. I define a design space, sort of socio-technical approach, which participates in the definition of a descriptive and generative interaction model. I establish a set of conceptual and technical principles that allow the evaluation and conception of multi-touch interfaces, in a systemic and extensible way. Throughout this study, I emphasize the limits of the « natural user interface » paradigm by having a better understanding of how interaction realism affects system efficiency. Finally, I present a multi-touch framework developed as part of a CIFRE collaboration, which helped this study in the design and the extension of the conceptual model.L’affinage technique et l’adoption récente des technologies tactiles multi-points par les industriels et les utilisateurs ont fixé l’attention des designers d’interaction sur ces technologies. Tandis que de nombreuses études en interaction homme-machine se sont intéressées à comparer la performance de ces interfaces à celle des interfaces WIMP traditionnelles, peu se sont attachées à intégrer dans leur approche les spécificités du canal gestuel et les modalités d’interactions multi-tactiles. Dans cette étude, je défends l’idée que le design de telles interactions ne peut être approché qu’en suivant un modèle d’interaction spécifique intégrant l’ensemble des composantes physiques, cognitives, sensorielles et motrices du geste dans le couplage homme-machine. J’articule ma recherche autour d’un espace de conception, courte analyse sociotechnique de mon objet d’étude, dans lequel je définis un modèle d’interaction descriptif et génératif. Je détermine un ensemble de principes conceptuels et techniques permettant l’évaluation et la conception du design d’interfaces multi-tactiles de manière systémique et extensible. Au cours de cette étude, je précise les limites du paradigme d’ « interface naturelle » en nuançant les effets du réalisme des interactions dans l’efficacité de tels systèmes. Enfin, je présente les travaux de conception et de développement d’un environnement de développement réalisé dans le cadre d’un dispositif CIFRE qui a accompagné cette étude et permis d’enrichir le modèle théorique

Nouvelles interactions physiques pour dispositifs mobiles

Soixante pour cent de la population mondiale possède aujourd'hui un téléphone portable. Les modèles récents, qui tendent à devenir de petits ordinateurs portables, sont jusqu à 10 000 fois plus puissants et 300 000 fois moins lourds que le premier ordinateur, apparu voici 60 ans. Malgré cette puissance, et les ressources offertes par les équipements dont ils sont munis (écran tactile multitouch, accéléromètres et autres capteurs...), les mobiles souffrent de certaines limitations du fait de la disparition de nombreux périphériques d'entrée classiques tels que le clavier et la souris. Afin d'augmenter la bande passante interactionnelle de ces dispositifs et de tirer partie de ces capteurs, nous nous sommes intéressé dans cette thèse aux possibilités offertes par l'interaction gestuelle en considérant deux axes de recherche : les mouvements sur le mobile et les mouvements du mobile. Après avoir proposé un espace de classification nous avons conçu et développé plusieurs techniques d'interaction gestuelle destinées à enrichir et faciliter l'interaction de l'utilisateur avec ces dispositifs.Concernant les mouvements sur le mobile, nous nous sommes intéressé à l'amélioration du Flick, une technique de défilement largement popularisée ces dernières années. Après avoir étudié son anatomie , nous avons proposé d'exploiter plusieurs ressources interactionnelles jusqu'à présent inutilisées. Ce travail a donné naissance à trois nouvelles techniques: Flick-and-brake et LongFlick, qui utilisent respectivement la pression sur l'écran et les caractéristiques du geste de lancer pour mieux contrôler le défilement, et 'Semantic Flicking' qui exploite la sémantique du document pour faciliter la lecture. Dans un second temps nous avons considéré les possibilités offertes par l'interaction 3D, en déplaçant le dispositif mobile dans l'espace. Cette voie de recherche vise à permettre d'augmenter le vocabulaire d'interaction sans parasiter les interactions tactiles déjà existantes. Tirant parti des capteurs intégrés dans les mobiles, en particulier les accéléromètres, nous avons proposé deux nouvelles techniques d'interaction 3D : TimeTilt qui utilise des gestes fluides et impulsifs pour naviguer aisément entre différentes vues et JerkTilt qui introduit la notion de gestes 'auto-délimités' pour accéder rapidement à des commandes. Ces gestes auto-délimités ayant également la particularité de pouvoir être facilement combinés avec des interactions sur l'écran, nous avons enfin considéré la combinaison des modalités offertes par les gestes bi- et tri-dimensionnels.Sixty percent of the world's population now owns a mobile phone. Recent models, which tend to become small laptops are up to 10 000 times more powerful and 300 000 times less heavy than the first computer, appeared 60 years ago. Despite this power and all the resources provided by modern equipment (touchscreen, accelerometer and other sensors...), mobile phones suffer from certain limitations due to the lack of conventional input such as keyboard and mouse. To increase the interaction bandwidth of these device and take advantage of these sensors, we investigate the potential offered by gestural interaction by considering two lines of research: movements on the mobile and movements of the mobile. After defining a classification space we conceived and developed several gestural interaction techniques to enrich and facilitate interaction between the user and these devices. For the movements on the mobile we have proposed to improve the flick, a scrolling technique widely popularized in recent years. We first studied his anatomy of this technique, then we proposed to exploit multiple interactional resources hitherto unused. This work gave birth to three new techniques: Flick-and-Brake and LongFlick, that respectively use the pressure on the screen and the characteristics of the throwing action to better control scrolling, and Semantic Flicking which leverage on document semantics to facilitate reading. In a second stage we considered the potential of 3D interaction, by moving the mobile device in the space. This line of research aims at expanding the interaction vocabulary while avoiding interferences with existing touch interactions. Leveraging on integrated sensors such as accelerometers, we proposed two new techniques for 3D interaction: TimeTilt, which uses smooth and impulsive gestures to easily navigate between different views, and JerkTilt, which introduced the notion of self-delimited gestures for accessing quickly to commands. An interesting property of these self-defined gestures is their ability to be combined with common interactions on the screen. We thus finally considered the combination of modalities offered by the two and three-dimensional gestures.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Les COMETS : Une nouvelle Génération d'Interacteurs pour la Plasticité des Interfaces Homme-Machine

With the advances in networking and advances in miniaturization, wireless networksgeneralize and promote infiltration of ultra-light devices in businesses and homes: computers becomes diffuse, relegating the computer gray box with a vision of the past. Now, in the near future, the personal assistant (PDA) becomes universal remote; our everyday objects are amplified and become possible media interaction. The devices assemble, disassemble opportunistically, creating an interactive area located at the service of information. This evolution of the IT transformated the Human-Computer Interaction domain. If this vision appeals from the standpoint of use, it can scare the complexity in appearance "without limit" of its engineering. The methods and current tools have in fact not designed to design, develop and evaluate such HCI. This thesis deals with the engineering of advanced HCI. Explored path is that of plasticity.Avec les avancées des réseaux et les progrès en miniaturisation, les réseaux sans fil segénéralisent et favorisent l’infiltration de dispositifs ultra-légers dans les entreprises et les foyers : l’informatique devient diffuse, reléguant l’ordinateur boîte grise à une vision du passé. Désormais, dans un avenir proche, l’assistant personnel (PDA) devient télécommande universelle ; nos objets quotidiens s’amplifient et deviennent supports possibles à l’interaction. Les dispositifs s’assemblent, se désassemblent de manière opportuniste, créant un espace interactif au service d’une information située. Cette évolution de l’informatique métamorphose l’interaction Homme-Machine. Si cette vision séduit du point de vue de l’usage, elle peut effrayer par la complexité à l’apparence "sans limite" de son ingénierie. Les méthodes et outils actuels n’ont, en effet, pas été conçus pour concevoir, développer et évaluer de telles IHM. Cette thèse traite de l’ingénierie d’IHM avancées. La voie explorée est celle de la plasticité