Une proposition de modèle de design pédagogique dans un processus de co-conception d'un jeu sérieux par des apprenants-concepteurs

Depuis les années 1990, on a souvent critiqué et questionné notamment à l’époque du edutainment et du CBT (Computer-based training), l’intégration des jeux sur ordinateur dans les situations d’apprentissage sans apporter d’études concluantes sur le sujet (Egenfeldt-Nielsen, 2005; p.265). L’émergence des environnements d’apprentissage constructivistes, des approches pédagogiques constructivistes centrées sur les apprenants et des modèles de design pédagogique a tout de même facilité leur intégration des jeux éducatifs dans les écoles. Mais la venue d’une troisième génération de jeux éducatifs, fondée sur le socioconstructivisme et le constructiviste, a relancé le débat de cette intégration d’environnements d’apprentissage complexes en système ouvert (Squire, 2008). En d’autres mots, le développement de jeu sérieux à partir d’un outil de création favorise un « apprentissage par le design » (Kafai, 2005) tout en faisant émerger une nouvelle forme de « pensée design » ou design thinking où les apprenants deviennent des « créateurs de connaissances » (Perkins, 1991) Ce mémoire analyse les conditions préalables au design et développement lors de la mise en œuvre d’un modèle de design pédagogique où les apprenants eux-mêmes interviennent en tant qu’apprentis-concepteurs, cela afin de créer un jeu sérieux. Mots-clés : Apprentissage par le design, co-conception, processus de design pédagogique, modèle de design pédagogique, système, jeu sérieux.Since the 90s, integrating computer-based educational gaming into the learning process has been amply studied and criticized for not producing conclusive evidence, especially within the context of edutainment and CBT (Egenfeldt-Nielsen, 2005; p.265). Nonetheless, the emergence of constructivist learning environments, constructivist- centered learning approaches and instructional design models are providing new ways for integration of educational game in classrooms. A third generation of educational gaming initiated by socio-constructivists and constructivism has provided complex open system learning environments. In others words, the development of serious gaming assisted by various authoring software is providing what has been termed learning through design or learning by design (Kafai, 2005) but it is also bringing about a new form of design thinking by students who are increasing being seen as knowledge creators (Perkins, 1991). This thesis analyses the requisite design and development conditions prior to the implementation of a user-based design model. Keywords: Learning through design, co-conception, instructional design and model, serious games

Comparaison des méthodes de sélection de structures de modèles non-linéaires en prédiction de séries temporelles: Application à la prévision des cycles endogènes des séries de la production industrielle en Tunisie

The nonlinear forecast of univariate time-series with discrete time is an exciting area of research. To develop efficient forecasting models, it must be able to understand precisely the related issues, unresolved in their particularities. The major difficulty is to choose from a possible family of future data generating process. However, normally in Econometrics, a real data generation process of observed time series is modeled with a stochastic process. But more important here is to assume that time series are generated by a deterministic dynamical system rather than a random process. In this case, the real issue mentioned is the dichotomy between deterministic and residual part of a data generating process.This thesis is organized as part of the econometrics of non-linear processes and chaos theory and admits on the analysis and prediction of the situation in Tunisia. Our guiding reference simply comes from the need to study and predict the contemporary phenomenon of endogenous instability of fluctuations of variables macroeconomic. Thus our original contribution is an explanation of endogenous cycle fluctuations of the index of industrial production in Tunisia and forecast analysis by threshold models with smooth transition of STAR Type (Smooth transition autoregressive) univariate.From then on, trying to make some theoretical and empirical insights on this subject, our results advocate the idea that the instability of the dynamic balance which is an endogenous weakening mechanism is causing dynamic cyclic structures by bifurcation (endogenous cycles) following a change of qualitative properties of the equilibrium at the level of the dynamics of nonlinear econometric model with a smooth transition of regime shift. But also, this growing fragility can sometimes result in massive and persistent asymmetries that reflect the sensitivity to initial conditions (Butterfly effect), causing endogenous instability of nonlinear model via a chaotic dynamics which is the major source of its inefficiency in anticipation of materials especially over a long period.The work presented in this thesis, with the goal of understanding a better representation of nonlinear dynamical fluctuations of self-sustained endogenous cycles of series of industrial production in Tunisia using the STAR univariate modeling, come from a very interesting personal reflection highlighting the contribution of the various techniques of analysis and forecasting of the economy, knowing that not only the growing interest but also the relevance of the results they provided for the prediction in an area of instability of dynamic structures. However, this presentation is still insufficient to provide a comprehensive and final study of, first, the dynamics of nonlinear models in the econometrics of time series, and secondly of predictive performance models to change plans with smooth transition so specified, to answer definitively many question marks that remain open until now.La prévision non-linéaire de séries temporelles univariées à temps discret est un domaine passionnant de recherche. Pour élaborer des modèles de prévision performants, il faut pouvoir comprendre précisément les problèmes en relation, non encore résolues, dans leurs particularités. La difficulté majeure est de choisir parmi une famille possible de processus générateurs de données celui qui est capable d'être qualifié comme étant le meilleur processus générateur de données futures. Or, normalement en économétrie, un processus générateur de données réelles observées d'une série temporelle est modélisé à l'aide d'un processus stochastique. Mais, le plus important ici est de supposer qu'une série temporelle est générée par un système dynamique déterministe plutôt qu'un processus aléatoire. Dans ce cas, le véritable problème évoqué est celui de la dichotomie entre partie déterministe et partie résiduelle d'un processus générateur de données.Cette thèse s'articule dans le cadre de l'économétrie des processus non linéaires en moyennes et de la théorie de chaos. Elle admet pour objet l'analyse et la prévision de la conjoncture en Tunisie. Notre fil conducteur provient tout simplement de la nécessité d'étudier et de prédire le phénomène contemporaine de l'instabilité endogène des fluctuations des variables macro-économiques qui est un sujet d'intérêt primordial aujourd'hui. Ainsi, notre apport originel consiste on l'explication et la modélisation des fluctuations du cycle endogène de l’indice de la production industrielle en Tunisie et son analyse prévisionnelle par les modèles à seuil avec transition lisse de type STAR (Smooth transition autoregressive) univariée.Dés lors, on essayant de suivre une démarche méthodologique permettant d'apporter quelques éclairages théoriques qu'empiriques sur ce sujet d'actualité, nos résultats préconisent d'une part l'idée selon laquelle l'instabilité de l'équilibre dynamique qui est un mécanisme de fragilisation endogène est à l'origine des dynamiques des structures cycliques par bifurcation (cycles endogènes), suite à un changement des propriétés qualitatives de l'équilibre au niveau de la dynamique du modèle économétrique non linéaire avec changement de régime par transition lisse. D'autre part, cette fragilisation croissante peut se traduire parfois par des asymétries massives et persistantes qui traduisent la sensibilité aux conditions initiales (effet papillon), qui cause l'instabilité endogène du modèle non linéaire via une dynamique chaotique qui est la majeure source de son inefficacité en matière de prévision surtout sur une longue période.Les travaux présentés dans ce thèse, ayant comme but d'appréhender une meilleure représentation des dynamiques non-linéaires des fluctuations auto-entretenues des cycles endogènes des séries de la production industrielle en Tunisie à l'aide de la modélisation STAR univariée. Ils sont issus d'une réflexion personnelle très intéressante mettant en évidence l'apport des diverses techniques d'analyse et de prévision de la conjoncture, sachant non seulement l'intérêt grandissant pour l'effort de diagnostic et d'évaluation de l'efficacité des décisions de planification stratégiques, mais aussi de la pertinence des résultats qu'elles fournies pour la prédiction dans un domaine d'instabilité des structures dynamiques. Néanmoins, cette présentation reste insuffisante pour fournir une étude complète et finale d'une part, des dynamiques des modèles non linéaires en économétrie des séries temporelles et d'autre part, des performances prévisionnelles des modèles à changement de régimes avec transition lisse, ainsi spécifiés, pour répondre définitivement à de nombreux points d'interrogations qui restent ouverts jusqu'à maintenant

L'AIS : une donnée pour l'analyse des activités en mer

4 pages, session "Mer et littoral"International audienceCette contribution présente des éléments méthodologiques pour la description des activités humaines en mer dans une perspective d'aide à la gestion. Différentes procédures, combinant l'exploitation de bases de données spatio-temporelles issue de données AIS archivées à des analyses spatiales au sein d'un SIG, sont testées afin de caractériser le transport maritime en Mer d'Iroise (Bretagne, France) sur les plans spatiaux, temporels et quantitatifs au cours d'une année

MATHEMATISATION: SOCIAL PROCESS & DIDACTIC PRINCIPLE

The 69th CIEAEM conference was held from 15th to 19th July 2017 at Freie Universität Berlin, Germany. It successfully involved 100 participants from 20 countries all over the world. CIEAEM 69 was dedicated to Professor Christine Keitel, president of CIEAEM from 1997 to 2003, who tragically passed away one year before the conference. The programme of the conference started with a panel that revisited “Mathematics (Education) and Common Sense”, the theme of the 47th CIEAEM conference, which was held in Berlin in July 1995 and which was hosted by Christine. At the conference, researchers, teachers, educators, and students met to discuss, in a collaborative and inspiring environment, the most prominent problems, obstacles and resources in mathematics education; they also presented their latest research findings in the several conference activities: plenary and semi-plenary talks, two round tables, working groups, workshops, and poster presentations (forum of ideas). As in previous CIEAEM meetings, Working Groups constituted the beating heart of the conference, allowing the participants to fruitfully discuss in critical and constructive ways, in the true CIEAEM spirit, research studies and approaches from different perspectives on the conference theme: Mathematisation: social process & didactic principle. There were four Working Groups: (A) Mathematisation as a didactic principle: mathematizing and modelling of everyday contexts; (B) Mathematisation as a didactic principle: representation and generalization within mathematics; (C) Interconnecting mathematisation as a social process and as a didactic principle; and (D) Mathematisation as a didactic principle: looking at teachers of mathematics. Each Working Group discussed nine papers, and addressed the conference theme from complementary viewpoints (see the Discussion Paper), under the guidance of the group animators. The conference schedule allowed time also to deepen the plenary talks in the dedicated “Meet the plenary speaker” sessions, and to engage participants in workshops, where actual dialogue between research and practice could be fostered. This volume contains the final versions of the 53 papers presented during the conference. We thank all the contributors and the participants to the conference, because they made it such a unique experience, in which we had the good fortune to take part. We are grateful to the International Programme Committee and the Local Organizing Committee that made possible the realization of the conference in every detail with great care. Particularly, we want to thank the Working Group animators, who organized each day the sessions in inclusive as well high-quality ways. A special thanks to all the people who contributed to the realization of the conference, and to Daria Fischer, who helped in editing this volume. As a result, the CIEAEM 69 Proceedings offer a wide overview on national and international studies on the conference theme Mathematisation: social process & didactic principle. We hope that it can constitute an inspiring resource for the research community, for teachers, and for stakeholders in mathematics education. From this perspective, the possibility of free downloading offers to CIEAEM 69 participants, and also to interested people who could not take part in the Conference in Berlin, the possibility of developing a fruitful network of contacts that year after year is becoming richer and wider

L'éclairage de la recherche sur la situation et le point de vue des enseignants de sciences du primaire et ses répercussions sur leur formation continue en ce domaine

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Quelques procédures de décision pour l'arithmétique linéaire

In this thesis, we present new decision procedures for linear arithmetic in the context of SMT solvers and theorem provers:1) CutSat++, a calculus for linear integer arithmetic that combines techniques from SAT solving and quantifier elimination in order to be sound, terminating, and complete.2) The largest cube test and the unit cube test, two sound (although incomplete) tests that find integer and mixed solutions in polynomial time. The tests are especially efficient on absolutely unbounded constraint systems, which are difficult to handle for many other decision procedures.3) Techniques for the investigation of equalities implied by a constraint system. Moreover, we present several applications for these techniques.4) The Double-Bounded reduction and the Mixed-Echelon-Hermite transformation, two transformations that reduce any constraint system in polynomial time to an equisatisfiable constraint system that is bounded. The transformations are beneficial because they turn branch-and-bound into a complete and efficient decision procedure for unbounded constraint systems.We have implemented the above decision procedures (except for CutSat++) as part of our linear arithmetic theory solver SPASS-IQ and as part of our CDCL(LA) solver SPASS-SATT. We also present various benchmark evaluations that confirm the practical efficiency of our new decision procedures.Nous introduisons dans cette thèse quelques procédures de décision nouvelles pour l'arithmétique linéaire adaptées à une utilisation dans le cadre de la résolution de contraintes modulo théories (SMT) ou d'outils de déduction automatique.1) CutSat++ est un calcul pour l'arithmétique linéaire sur les entiers qui intègre des techniques issues de la résolution SAT et de l'élimination de quantificateurs afin de garantir sa correction, terminaison et complétude.2) Les tests du cube le plus grand et du cube unitaire sont deux méthodes correctes (quoique incomplètes) afin de déceler des solutions entières et mixtes en un temps polynomial. Ces tests sont particulièrement efficaces pour des systèmes de contraintes absolument non-bornées qui s'avèrent difficiles pour d'autres procédures de décision.3) Nous présentons des techniques pour la détection d'égalités qui sont des conséquences d'un système de contraintes, et nous décrivons plusieurs cas d'application pour ces techniques.4) Nous introduisons deux techniques supplémentaires, à savoir la réduction à la double borne et la transformation Echelon-Hermite mixte, afin de réduire en un temps polynomial un système de contraintes quelconque en un système borné et équisatisfiable. Ces transformations sont bénéfiques car elles garantissent que des procédures par séparation et évaluation sont des procédures de décision complètes et efficaces pour des systèmes de contraintes non-bornés.Nous avons implanté ces procédures (exceptée CutSat++) au sein de notre outil de résolution SPASS-IQ pour la théorie de l'arithmétique linéaire, ainsi que dans notre outil SPASS-SAT pour la résolution de contraintes SMT. Nous présentons plusieurs évaluations empiriques qui confirment l'efficacité en pratique de nos nouvelles procédures de décision

Insomnie : asymétrie cérébrale intra-hémisphérique et étude préliminaire de stimulation cérébrale transcrânienne à courant continu

L'insomnie peut être considérée comme un trouble cérébral, à l'éveil comme pendant le sommeil. La neurobiologie soutient l'idée que l'insomnie présente des biomarqueurs compatibles avec le phénomène d'hyperactivation corticale. Au cours d'une première étude (article #1), il a d'ailleurs été démontré que le réseau fronto-pariétal des individus souffrant d'insomnie présente une diminution de sa connectivité pendant le sommeil paradoxal, en particulier dans les bandes de basse fréquence. Cette baisse de connectivité (ou hausse d'asymétrie) est associée à des symptômes cliniques tels que la sévérité de l'insomnie et la dépression. En passant en revue les études pertinentes dans le domaine de la neuromodulation et l'insomnie au cours d'une deuxième étude (article #2), le constat le plus notable est qu'il existe peu d'études ciblant spécifiquement l'insomnie, et que parmi celles-ci, une grande hétérogénéité peut être observée au sein des protocoles de recherche quant aux résultats obtenus. De surcroît, en raison de sa possible efficacité face au sommeil dans l'insomnie, la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) parait être une modalité de traitement prometteuse. Dans la troisième étude (article #3), six individus souffrant d'insomnie ont reçu de la tDCS (active, active-contrôle ou placébo) aux régions fronto-pariétales. Bien que l'utilisation de ce protocole démontre peu d'efficacité vis-à-vis la modulation de l'activité cérébrale de la nuit subséquente, la tDCS contribuerait à diminuer la proportion du sommeil paradoxal, augmenter la mésestimation du temps d'endormissement, optimiser la performance en mémoire de travail auditive, mais n'entraînerait aucun bénéfice sur la mémoire épisodique auditive-verbale. À la lumière des résultats de la présente thèse, ce protocole de tDCS fronto-pariétale apparait insuffisant pour améliorer le sommeil dans l'insomnie. Des études supplémentaires demeurent requises afin de tester les effets du protocole au sein d'un échantillon plus large, ou encore investiguer les effets d'une autre technique de neuromodulation sur ces mêmes régions.Insomnia can be considered as a 24-hour brain disorder. Neurobiological evidence supports the idea that insomnia exhibits biomarkers compatible with the phenomenon of cortical hyperousal. Our first study (article # 1) thus revealed that the fronto-parietal network of insomnia sufferers presents a decrease in its connectivity during REM sleep, in particular in lower frequency bands. This decreased connectivity (or increased asymmetry) is associated with clinical symptoms such as the severity of insomnia and depression. When reviewing relevant studies in the field of neuromodulation and insomnia in our second study (article # 2), the most notable finding is that there are few studies specifically targeting insomnia, and that among these, a great heterogeneity can be observed between the research protocols as to the results obtained. Furthermore, in light of its possible efficacy against sleep in insomnia, transcranial direct current stimulation (tDCS) appears to be a promising treatment modality. In our third study (article # 3), six individuals with insomnia received tDCS (active, active-control or placebo) in the fronto-parietal regions. Although the use of this protocol demonstrates little effectiveness regarding the modulation of brain activity in the subsequent night, tDCS contributes to the reduction of REM sleep proportion, overestimation in sleep latency and optimization of auditory working memory manipulation processes, but does improve auditory-verbal episodic memory. In light of the results of this thesis, this fronto-parietal tDCS protocol appears insufficient to improve sleep in insomnia. Additional studies are still required in order to test the effects of the same protocol in a larger sample, or to investigate the effects of another neuromodulation technique on these same regions