Amélioration de l'expérience d'apprentissage dans un système hypermédia adaptatif éducatif grâce aux données extraites et inférées à partir des réseaux sociaux

Avec l'émergence des formations en ligne accessibles pour tous, la personnalisation de l'apprentissage devient de plus en plus cruciale et présente de nouveaux défis aux chercheurs du domaine. Il est actuellement nécessaire de tenir compte de l'hétérogénéité du public cible et lui présenter des contenus éducatifs adaptés à ses besoins et sa façon d'apprendre afin de lui permettre de profiter au maximum de ces formations et éviter le décrochage. Ce travail de recherche s'inscrit dans le cadre des travaux sur la personnalisation de l'apprentissage à travers les systèmes hypermédias adaptatifs utilisés en éducation (SHAE). Ces systèmes ont la vocation de personnaliser le processus d'apprentissage selon des critères bien spécifiques, tels que les pré-requis ou plus souvent les styles d'apprentissage, en générant un chemin d'apprentissage adéquat. Les SHAE se basent généralement sur trois modèles principaux à savoir le modèle apprenant, le modèle du domaine et le modèle d'adaptation. Bien que la personnalisation du processus d'apprentissage offerte par les SHAE actuels soit avantageuse pour les apprenants, elle présente encore certaines limites. D'un côté, juste le fait de personnaliser l'apprentissage augmente les chances que le contenu présenté à l'apprenant lui soit utile et sera ainsi mieux compris. Mais d'un autre côté, la personnalisation dans les SHAE existants se contente des critères niveau de connaissances et style d'apprentissage, et elle s'applique seulement à certains aspects qui n'ont pas évolué depuis leur création, à savoir le contenu, la présentation et la navigation. Ceci remet en question la pertinence des objets d'apprentissage attribués aux apprenants et la motivation de ces derniers à faire usage des SHAE sachant que ceux-ci se basent essentiellement sur les questionnaires pour la constitution de leur modèle apprenant. Suite à une étude empirique d'une cinquantaine de SHAE existants, révélant leurs atouts et limites, certains objectifs de recherche ont été identifiés afin d'améliorer l'expérience d'apprentissage à travers ces systèmes. Ces objectifs visent à établir un modèle de SHAE capable de (i) déterminer les données du modèle apprenant de façon implicite à partir des réseaux sociaux tout en répondant aux standards associés à ce modèle afin de construire le modèle apprenant; (ii) favoriser la collaboration entre les différents apprenants qui seraient mieux motivés à apprendre en collaborant; (iii) personnaliser, de façon automatique, de nouveaux aspects à savoir l'approche pédagogique, la collaboration et le feedback selon les traits de personnalité de l'apprenant en plus des trois volets existants. Un modèle de SHAE a été proposé pour répondre à ces objectifs. Ce modèle permet d’extraire les données personnelles de l'utilisateur à partir de ses réseaux sociaux et de prédire ses traits de personnalité selon son interaction avec ces réseaux. Par la suite, il est possible d'adapter les objets d'apprentissage, sur la base d'un système de recommandation, à ces traits de personnalité en plus du style d'apprentissage et du niveau de connaissances des apprenants. L'adaptation aux traits de personnalité de l'apprenant selon le modèle Big Five a permis de personnaliser de nouveaux aspects tels l'approche pédagogique, le type de collaboration et le feedback. Un prototype, "ColadaptLearn", conçu à partir de ce modèle et expérimenté avec un ensemble d'étudiants a permis de valider les choix du prototype pour les objets d'apprentissage, selon les règles préétablies, en les confrontant aux choix faits par les étudiants. Ces données ont été utilisées pour développer un réseau bayésien permettant de prédire les objets d'apprentissage adéquats aux futurs apprenants. Les résultats de l’expérimentation ont montré qu'il y a une bonne concordance entre les choix du prototype et ceux des apprenants, en plus d'une satisfaction de ces derniers par rapport aux feedbacks reçus, ce qui appuie le rajout des nouveaux aspects proposés. Comme suite à cette thèse, il est envisageable d'appliquer le modèle proposé dans des environnements d'apprentissage plus larges de types cours en ligne ouverts et massifs, jeu sérieux ou même des formations mobiles, ce qui contribuerait à mieux valider les propos amenés. Il est aussi possible d’utiliser des techniques d'apprentissage automatique autres que les réseaux bayésiens pour la prédiction des objets d'apprentissage adaptés. Finalement, il serait intéressant d'explorer d'autres sources de données qui pourraient fournir plus d'informations sur l'apprenant de façon implicite tels ses centres d'intérêt ou ses émotions auxquels un SHAE pourrait s'adapter.With the growth of online learning accessible to all, learning personalization is becoming increasingly crucial and presents new challenges for researchers. It is currently essential to take into account the heterogeneity of the target audience and adapt educational content to their needs and learning style in such a way that they are able to fully benefit from these learning forms and prevent them from dropping out. This research work addresses learning personalization through adaptive educational hypermedia systems (AEHS). These systems are designed to customize the learning process according to specific criteria, such as prerequisites or, more often, learning styles, by generating a suitable learning path. AEHS are generally based on three main models: the learning model, the domain model and the adaptation model. Although the learning process customization offered by current AEHS is beneficial to learners, it still has some limitations. On one hand, just the fact of personalizing learning increases the likelihood that the content presented to the learner will be useful and thus better understood. But on the other hand, customization in existing AEHS is limited to the criteria knowledge level and learning style and applies only to certain aspects which have not evolved since their creation, namely content, presentation and navigation. This questions the relevance of the learning objects assigned to learners and their motivation to use such AEHS, knowing that they rely essentially on questionnaires to build their learner model. After conducting an empirical study of 50 existing AEHS, revealing their strengths and limitations, some research objectives were identified to improve the learning experience through such systems. These objectives aim to establish an AEHS model which is able to (i) implicitly identify the learning model data on the basis of social networks while meeting the associated standards; (ii) promote collaboration between different learners who would be better motivated to learn while collaborating; (iii) automatically customize new aspects such as the teaching approach, collaboration and feedback according to learners' personality traits in addition to the three existing ones. An AEHS model has been proposed to meet these objectives. This model makes it possible to extract the user's personal data from his social networks and to predict his personality traits depending on his interaction with these networks. Thereafter, it is possible to adapt the learning objects, on the basis of a recommendation system, to these personality traits in addition to the criteria learning style and knowledge level. Adapting to the learner's personality traits according to the Big Five model enabled the customization of new aspects such as the pedagogical approach, the collaboration type and the feedback. A prototype, "ColadaptLearn", based on this model and experimented with a group of students, validated the prototype's choices for learning objects while confronting them to the students' choices. These data were then used to build a Bayesian network to predict the appropriate learning objects for future learners. The experimental results showed that there is a good match between the prototype choices and those of learners, in addition to learners' satisfaction regarding the feedback received, which supports the addition of the proposed new aspects. As a follow-up to this thesis, it is possible to apply the proposed model in a larger learning environment such as massive open online courses (MOOC), serious games or mobile learning, which would help to validate the proposals made. It is also possible to use other automatic learning techniques than Bayesian networks to predict suitable learning objects. Finally, it would be interesting to explore other data sources that could implicitly provide more information about the learner, such as his or her interests or emotions that an SHAE could adapt to

Incapacités intellectuelles et initiation aux transports publics : cahier des charges fonctionnel d'un jeu sérieux

Les transports publics soutiennent l’indépendance et encouragent l’inclusion sociale, scolaire et professionnelle. Ils sont des moyens sûrs pour avoir accès à la ville, aux services et aux activités. Toutefois, l’usage des transports publics en service régulier nécessite des connaissances et un savoir-faire que tous les voyageurs, tels que les personnes ayant des incapacités intellectuelles, ne maîtrisent pas. En effet, pour la plupart des individus, l’apprentissage de l’utilisation des transports publics se fait par l’expérience personnelle; néanmoins, pour les personnes qui ont des incapacités intellectuelles, il est nécessaire d’avoir recours à une formation pour acquérir des expériences de déplacement. La formation aux déplacements comme approche inclusive permet aux personnes qui ont des incapacités intellectuelles à apprendre l’utilisation des transports publics en service régulier, ce qui peut les aider à être plus autonomes et également à acquérir des compétences de déplacement. Cependant, la recherche a identifié des contraintes liées à la formation aux déplacements telles que les coûts temporels, les coûts par stagiaire, la peur liée à la sécurité ou à la compréhension des concepts complexes, etc. Ce travail vise à concevoir un cahier des charges fonctionnel pour le développement d’un jeu sérieux visant l’initiation aux transports publics en service régulier pour des personnes qui ont des incapacités intellectuelles et leurs formateurs/agents aidant. L’objectif étant de répondre aux besoins d’apprentissage et d’enseignement et à surmonter certains des obstacles identifiés.Public Transport supports independence and encourages social, educational and vocational inclusion. It is a sure means to gain access to the city, services and activities. However, using fixed-route requires knowledge and know-how that all travelers, such as people with intellectual disabilities, do not master. While for most of us learning to travel is done through personal experience, for people with intellectual disabilities there is a need for travel training in order to build up travel experience and confidence. Travel training as an inclusive approach allows people with intellectual disabilities to learn the fixed-route, which may help them to be more autonomous and also gain self-determination skills. Research has identified, however, some constraints related to travel training such as: time cost, cost per trainee, fear related to safety or the understanding of complex concepts, etc. Our project aims to design the functional specifications document for the design of a serious game for people with intellectual disabilities and their caregiver/trainers in order to support learning and teaching needs of how to use the fixed-route and overcome some of the identified constraints

Incapacités intellectuelles et initiation aux transports publics : cahier des charges fonctionnel d'un jeu sérieux

Les transports publics soutiennent l’indépendance et encouragent l’inclusion sociale, scolaire et professionnelle. Ils sont des moyens sûrs pour avoir accès à la ville, aux services et aux activités. Toutefois, l’usage des transports publics en service régulier nécessite des connaissances et un savoir-faire que tous les voyageurs, tels que les personnes ayant des incapacités intellectuelles, ne maîtrisent pas. En effet, pour la plupart des individus, l’apprentissage de l’utilisation des transports publics se fait par l’expérience personnelle; néanmoins, pour les personnes qui ont des incapacités intellectuelles, il est nécessaire d’avoir recours à une formation pour acquérir des expériences de déplacement. La formation aux déplacements comme approche inclusive permet aux personnes qui ont des incapacités intellectuelles à apprendre l’utilisation des transports publics en service régulier, ce qui peut les aider à être plus autonomes et également à acquérir des compétences de déplacement. Cependant, la recherche a identifié des contraintes liées à la formation aux déplacements telles que les coûts temporels, les coûts par stagiaire, la peur liée à la sécurité ou à la compréhension des concepts complexes, etc. Ce travail vise à concevoir un cahier des charges fonctionnel pour le développement d’un jeu sérieux visant l’initiation aux transports publics en service régulier pour des personnes qui ont des incapacités intellectuelles et leurs formateurs/agents aidant. L’objectif étant de répondre aux besoins d’apprentissage et d’enseignement et à surmonter certains des obstacles identifiés.Public Transport supports independence and encourages social, educational and vocational inclusion. It is a sure means to gain access to the city, services and activities. However, using fixed-route requires knowledge and know-how that all travelers, such as people with intellectual disabilities, do not master. While for most of us learning to travel is done through personal experience, for people with intellectual disabilities there is a need for travel training in order to build up travel experience and confidence. Travel training as an inclusive approach allows people with intellectual disabilities to learn the fixed-route, which may help them to be more autonomous and also gain self-determination skills. Research has identified, however, some constraints related to travel training such as: time cost, cost per trainee, fear related to safety or the understanding of complex concepts, etc. Our project aims to design the functional specifications document for the design of a serious game for people with intellectual disabilities and their caregiver/trainers in order to support learning and teaching needs of how to use the fixed-route and overcome some of the identified constraints

Systèmes interactifs auto-adaptatifs par systèmes multi-agents auto-organisateurs : application à la personnalisation de l'accès à l'information

Les réseaux de systèmes d'information tendent à devenir de plus en plus complexes en raison de leur hétérogénéité, de leur dynamique et de leur croissance permanente. Afin de gérer cette complexité et ces problèmes de surcharge informationnelle, les moteurs de recherche actuels s'appuient sur la notion de profil usager qui représente les centres d'intérêts, les préférences et les besoins d'un individu. Or, ces techniques dérivées de la recherche d'information et de l'apprentissage artificiel ne proposent pas de solution réellement adaptative pour la prise en compte de l'aspect évolutif du profil et le respect de la vie privée de l'utilisateur. Nous proposons d'exploiter le paradigme des systèmes multi-agents, et plus spécifiquement l'approche par AMAS (Adaptive Multi-Agent System), pour apporter une solution distribuée à la personnalisation et à l'adaptation des services offerts aux utilisateurs. Nos contributions portent tout d'abord sur l'évaluation adaptative et personnalisée du feedback implicite de l'utilisateur, puis sur la construction adaptative de son profil à partir de documents textuels représentant ses intérêts. Elles proposent également une plateforme nommée SWAPP dédiée à la recherche d'information personnalisée sur le Web. Ce cadre applicatif a permis d'expérimenter nos deux premières contributions individuellement, puis conjointement. Cette évaluation simultanée a mis en évidence un nouveau problème théorique : le couplage de deux AMAS conçus de manière totalement indépendante. Ce travail propose ainsi une première approche pour la conception de systèmes de systèmes auto-adaptatifs.Networks of information systems are becoming more and more complex due to their heterogeneity, their dynamics and their continuous growing. In order to cope with this information overload and this complexity, nowadays search engines make use of the notion of user profile that aim to model main interests, preferences and user's needs. Nevertheless, these techniques, derived from information retrieval and artificial learning research field, does not represent truly adaptive solutions able to cope with user profiles evolutions and to ensure user's privacy. Faced to these challenges, we propose to use the multi-agent system paradigm, and more specifically the AMAS approach (Adaptive Multi-Agent System), in order to provide a distributed solution for the personalisation and the adaptation of services and information access. Our first contribution consists in the adaptive and personalised evaluation of user implicit feedback. The second contribution studies the adaptive modelling of user profile from textual documents that represents its interests. We also propose the SWAPP platform which is dedicated to the evaluation of our approach to the web personalised information retrieval. After the individual experimentation and validation of these two first contributions within this applicative framework, they have been evaluated together. This last evaluation underlined a new theoretical problem : the coupling of two AMAS that were independently designed. Thus, this study proposes a first approach for the design of systems of self-adaptive systems

Université numérique du temps des explorateurs à celui de la transformation : référentiel d\u27action (version alpha)

À la suite de six mois de rencontres, lectures et repérages d’initiatives inspirantes, le CNNum propose de ré-interroger le rôle de l’université dans la métamorphose numérique de la société tout entière. Le référentiel qu’il remet aux acteurs de l’Enseignement supérieur liste les marques tangibles de transformation et les replace dans un cadre d’ensemble. Accompagné d’une note sur “L\u27Université numérique : du temps des explorateurs à la transformation” il est destiné à aider chaque établissement à construire, compléter ou guider sa propre stratégie

Analyse des usages des plateformes de construction de connaissances par des méthodes mixtes et réflexives pour l’amélioration de l’appropriation et de la structuration de l’information: SECONDE PARTIE : Synthèse et bilan des recherches

Mes travaux se situent dans le domaine de l’apprentissage instrumenté académique et industriel, c’est-à-dire dans le champ pluridisciplinaire des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) et celui du Knowledge Management (KM). Je considère la construction de connaissances selon le positionnement des sciences de l’information et de la communication (SIC) c’est-à-dire comme le résultat d’une information communiquée et reçue par une personne. Mieux elle est appropriée et plus la connaissance construite est solide. La construction de connaissance se fait par l’intermédiaire d’objets partagés et échangés selon des référents sociologiques et culturels ou des pratiques. La médiation est le concept utilisé en sciences humaines pour décrire les moyens matériels, en particulier technologiques, et les moyens humains qui peuvent être imaginés pour favoriser cette transmission de connaissances et cette appropriation de l’information. La médiation technologique joue un rôle prégnant sur la construction des connaissances dans la mesure où elle façonne les artefacts de connaissance, c’est-à-dire les outils ou supports construits ou utilisés par l’homme pour inscrire des connaissances. Cette caractéristique place la question de l’instrumentation des apprentissages au cœur des questions de recherche des Sciences de l’information et de la Communication (SIC) en regard des deux processus informationnel et communicationnel cités précédemment et de la conception de ces outils de médiatisation technologiques. Elle est aussi au cœur des questions de recherche en informatique, en particulier en EIAH (Environnement Informatiques pour l’Apprentissage Humain), qui est un domaine de l’informatique largement expérimentale. L’analyse de l’activité d’apprentissage médiatisée et l’analyse des usages en est une thématique centrale. Dans ce contexte, la question générale de mes recherches consiste à déterminer comment des médiations qui utilisent les dispositifs informatiques jouent un rôle dans la construction de connaissances. La construction de connaissances est analysée sous l’angle de la production de ressources documentaires potentiellement exploitables dans les environnements technologiques et sous l’angle de l’apprentissage effectif ou l’évolution de comportement de l’utilisateur. Pour analyser les effets produits par ces médiations, je me centre sur l’analyse de l’humain au cours de l’usage. Plus précisément, je considère que l’utilisation est un élément déterminant la qualité de la médiation technologique alors que l’appropriation et l’apprentissage sont des éléments déterminants la qualité de la médiation. Mes axes de recherche s’organisent autour de trois thématiques : L’assistance à la conception de ressources pour l’apprentissage instrumenté : j’ai étudié l’utilité des formats de structuration des ressources pédagogiques en regard du type de médiation documentaire visé par les outils pour lesquels ces ressources sont produites, j’ai évalué les outils auteur et participé à la conception d’un outil auteur utilisable pour concevoir des ressources pour les Serious Games en réalité mixte. Ces études ont mis en évidence l’intérêt d’assister la conception par des interactions pour la réalisation d’activités productives (formalisation des idées, structuration de l’information, collaboration, …) et d’activités constructives (consultation de bonnes pratiques ou recommandations relatives à l’intérêt pédagogique ou expérientiel de telle ou telle forme de médiatisation ou d’interaction) ; en particulier lorsque les formations s’appuient sur des technologies innovantes pour être médiatisées. L’analyse des usages des outils d’apprentissage instrumenté : j’ai réalisé différentes analyses d’usage pour la validation de situations de formation instrumentées innovantes ou la compréhension de l’évolution des pratiques de travail ou d’apprentissage instrumentés. Mes critères d’analyse sont la recevabilité d’un environnement technologique en fonction des attentes et besoins humains. Je la mesure par l’utilité, l’utilisabilité et l’acceptabilité des dispositifs socio-techniques (composés des environnements technologiques et des environnements d’usage). Je privilégie des méthodes mixtes, principalement des méthodes triangulées, d’analyse des usages. Elles combinent les analyses qualitatives et quantitatives, considèrent différents points de vue sur les acteurs ou l’activité, et cela à différents moments du cycle de conception. Les études menées portent sur la mise en œuvre de technologie pour le travail et l’apprentissage collaboratif, l’utilisation des jeux (Serious Game) et de la réalité mixte, l’apprentissage en mode projet, la diffusion d’information via des plateformes. La conception d’outils utilisant les traces de l’activité pour supporter les apprentissages : j’ai analysé dans deux contextes privilégiés, l’apprentissage en mode projet et la formation tout au long de la vie dans l’industrie, comment mettre en place des régulations utilisant les traces pour améliorer l’apprentissage. Dans le premier cas, j’ai instrumenté des pratiques d’auto-régulation pour favoriser l’apprentissage de comportements, dans le second j’ai cherché à instrumenter une régulation sociale pour favoriser la diffusion et capitalisation des savoirs

Le travailleur social et l'innovation : une recension systématique des écrits

Le changement et le changement social sont omniprésents dans nos sociétés modernes. Les organisations et leurs acteurs n'y échappent pas. Dans le cadre de ce présent mémoire, nous nous sommes intéressée au changement en travail social, soit une composante centrale de la profession. Mais, puisque le changement est un concept très large, nous l'avons abordé sous l'angle particulier de l'innovation. Depuis quelques décennies, l'innovation est un concept à la mode et exploré selon plusieurs perspectives dans les écrits scientifiques dédiés au travail social. Notre cadre théorique nous a permis d'explorer les écrits à travers quatre perspectives différentes de l'innovation soit, la perspective d'attributs, la perspective de la diffusion, la perspective de la traduction et la perspective sociale. En contexte d'innovation, le travailleur social adopte différentes postures, mais il existe deux principales postures générales face au changement, soit philique ou phobique. Mais, quelle que soit la posture choisie par le travailleur social face à l'innovation, ce professionnel porte la valeur du changement social. Nous nous sommes, par ailleurs, intéressés à identifier des différences conceptuelles entre l'innovation et le changement social à travers les écrits scientifiques du travail social dans le cadre d'une recension systématique des écrits. La recension systématique des écrits porte sur un corpus composé de 77 textes qui a fait l'objet d'une analyse de contenu. Cette analyse permet ces constats : 1) les auteurs abordent l'innovation majoritairement sous une perspective sociale, 2) le travailleur social adopte une posture à la fois philique et phobique, en fait souvent intermédiaire en contexte d'innovation. Il est à la fois «sujet de changement» et «objet de changement», mais plus souvent qu'autrement, les auteurs le présentent comme étant un «traducteur» ou un intermédiaire du changement. Il devient alors une référence significative au sein des organisations pour traduire les besoins réels et spécifiques des clientèles et faciliter ainsi l'implantation et l'adaptation de l'innovation, 3) les écrits du travail social conceptualisent l'innovation et le changement social avec une intention commune, celle de convaincre le travailleur social de s'engager dans les projets innovateurs favorisant les initiatives sociales. Cette mobilisation permet l'incarnation des valeurs profondes du travailleur social et favorise la mise à jour de la discipline en fonction des changements sociaux

Élaboration d'un système-conseiller en technologie éducative pour guider les designers pédagogiques dans l'élaboration de systèmes d'apprentissage multimédias interactifs fondés sur des principes cognitivistes et constructivistes de l'apprentissage

Les changements paradigmatiques en éducation de même que les nouvelles technologies de l'information et des communications ont révélé des discordances importantes en design pédagogique, domaine appliqué des sciences de l'éducation. De nombreuses lacunes sont constatées dans la facture et la nature des systèmes d'apprentissage multimédias interactifs (SAMI), qu'ils soient en ligne, en situation présentielle ou hybride, produits selon l'approche empirique et objective. Il semble qu'on arrime mal les nouvelles possibilités techniques et multimédiatiques autour de fondements théoriques en éducation. Les modèles de design de SAMI traditionnels, fondés sur une approche béhavioriste, ne permettent pas d'élaborer des SAMI dans lesquels l'apprenant construit ses connaissances et sa propre compréhension du monde en les négociant socialement, comme le suppose l'approche constructiviste de l'apprentissage. Aussi, le design pédagogique doit se préoccuper de la conception des interfaces de SAMI par l'application des principes de l'ergonomie cognitive en concordance avec les capacités perceptuelles des apprenants. Dans la littérature scientifique, on constate des difficultés d'application des principes cognitivistes et constructivistes de l'apprentissage, essentiellement de la part de leurs designers.\ud Afin de guider les designers dans l'exercice de leur fonction, cette étude vise l'élaboration d'un système-conseiller par un projet de recherche de développement en technologie éducative. Dans ce type de recherche, le processus de recherche de développement et le produit en résultant sont tous deux générateurs de connaissances. Les connaissances sont produites par l'observation active des participants et par la consignation et l'analyse des données du développement de SAMI. Les objectifs de cette recherche visent à élaborer un système-conseiller en technologie éducative pour guider les designers dans l'élaboration de SAMI de même qu'un modèle de la démarche d'élaboration d'un tel système dans un but de transférabilité. Il en a résulté une proposition de démarche de développement d'un système conseiller en technologie éducative, transférable et adaptable pour quiconque voudrait s'élancer dans un tel projet, de manière collaborative et systémique. Pour répondre aux besoins de la pratique pendant toute cette démarche, des modèles de design pédagogique et un modèle de prototypage ont été testés et imbriqués, plusieurs principes ont été validés et un concept a émergé, le concept info-pédagogique du design d'interface. Plusieurs méthodes ont été élaborées pour accélérer et baliser des tâches de design pédagogique. Le produit final de cette recherche est un prototype de système-conseiller en technologie éducative fondé sur des principes cognitivistes et constructivistes de l'apprentissage permettant de réaliser une démarche de design d'un SAMI ou de bénéficier de conseils pendant sa réalisation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Système-conseiller, Cognitivisme, Constructivisme, Technologie éducative, Design pédagogique, Ergonomie cognitive