Un modèle pour les algorithmes avec retour sur trace dans les tuteurs par traçage de modèles

La présente thèse décrit des travaux de recherches effectués sur des systèmes tutoriels intelligents (STI) et plus précisément sur les tuteurs par traçage de modèle (MTT). Les travaux de recherche présentés ici s’intéressent à la conception de MTT pour des domaines dans lesquels les étudiants peuvent résoudre la tâche qui leur est assignée de plusieurs façons. Ces domaines comportent parfois des algorithmes avec retour sur trace lorsque l’étudiant ne sait pas forcément quelles sont les alternatives qui feront progresser correctement l’état de la tâche.Cette thèse présente dans un premier temps un système de représentation de connaissances pour les algorithmes avec retour sur trace qui rend les connaissances de cet algorithme exploitables par des agents logiciels. Elle présente dans un second temps un ensemble de processus qui exploitent ces connaissances dans le cadre de MTT pour assurer automatiquement le suivi de l’étudiant et ainsi que la production d’interventions pédagogiques. En premier, ces interventions consistent à fournir à l'étudiant de l’aide pour la prochaine étape qui explique quelles sont les possibilités dont dispose l'étudiant et comment déterminer laquelle est la meilleure. En deuxième, elles fournissent à l'étudiant des rétroactions stratégiques qui lui confirment que son action est valide tout en l’informant de l’existence d’une meilleure alternative le cas échéant. Enfin, elles fournissent à l'étudiant des rétroactions négatives qui lui apprennent dans quelles situations les actions invalides qu’il vient d’effectuer s’appliquent.Une expérimentation a été réalisée avec des étudiants de biologie de l’Université de Sherbrooke pour évaluer les effets de ces interventions sur les choix des étudiants au cours de la résolution de la tâche. Les résultats de cette expérience montrent que les étudiants bénéficiant de ces interventions effectuent plus souvent des choix optimaux, et démontrent ainsi une plus grande maîtrise du domaine

Un modèle pour la génération d'indices par une plateforme de tuteurs par traçage de modèle

La présente thèse décrit des travaux de recherche effectués dans le domaine des systèmes tutoriels intelligents (STI). Plus particulièrement, elle s'intéresse aux tuteurs par traçage de modèle (MTT). Les MTTs ont montré leur efficacité pour le tutorat de la résolution de tâches bien définies. Par contre, les interventions pédagogiques qu'ils produisent doivent être incluses, par l'auteur du tuteur, dans le modèle de la tâche enseignée. La recherche effectuée répond à cette limite en proposant des méthodes et algorithmes permettant la génération automatique d'interventions pédagogiques. Une méthode a été développée afin de permettre à la plateforme Astus de générer des indices par rapport à la prochaine étape en examinant le contenu du modèle de la tâche enseignée. De plus, un algorithme a été conçu afin de diagnostiquer les erreurs des apprenants en fonction des actions hors trace qu'ils commettent. Ce diagnostic permet à Astus d'offrir une rétroaction par rapport aux erreurs sans que l'auteur du tuteur ait à explicitement modéliser les erreurs. Cinq expérimentations ont été effectuées lors de cours enseignés au département d'informatique de l'Université de Sherbrooke afin de valider de façon empirique les interventions générées par Astus. Le résultat de ces expérimentations montre que 1) il est possible de générer des indices par rapport à la prochaine étape qui sont aussi efficaces et aussi appréciés que ceux conçus par un enseignant et que 2) la plateforme Astus est en mesure de diagnostiquer un grand nombre d'actions hors trace des apprenants afin de fournir une rétroaction par rapport aux erreurs

MODELS AND METHODS FOR IMPLEMENTING PEDAGOGICAL INTERVENTIONS IN MODEL-TRACING COGNITIVE TUTORS

This paper presents some models and methods for generating pedagogical interventions in model-tracing cognitive tutors. They use Bayesian networks for assessment and making decisions, this feature allows managing uncertainty reasoning based on a formal foundation. This technique combines the rigorous probabilistic formalisms with a graphical representation and efficient inference mechanisms. It is explained how Bayesian networks are employed as an inference engine to assess the degree of learning of the relevant knowledge components in the learning domain and determine the proper pedagogical interventions for performing a productive learning proces

A specification-driven approach to the design of mixed-tense tasks/tests at the peer tutoring group Language Coeur

Este estudio de caso apunta al desarrollo de las competencias en evaluación de segunda lengua (Language Assessment Literacy) de los tutores del grupo Language Coeur y surge ante la necesidad de mejorar sus prácticas evaluativas relacionadas con el diseño de pruebas referenciadas en criterios. El objetivo general de la investigación fue determinar cómo el enfoque de especificaciones usado en construcción de pruebas contribuyó al desarrollo de las competencias técnicas de los tutores en el diseño de pruebas de gramática referenciadas en criterios (Mixed-tense tests – MTTs). Para dar cuenta de este objetivo, se desarrolló un estudio de caso único integrado explicativo y cuasiexperimental (O1–X–O2) que brindó evidencia empírica a favor de este enfoque. Primero, se exploraron las creencias y prácticas de profesores de la Licenciatura en Lenguas Modernas (n=3) y tutores pares de Language Coeur (n=4) sobre las pruebas MTT y los procesos que ambos grupos siguen para su diseño. Posteriormente, se identificaron fortalezas y debilidades de los procedimientos de diseño los tutores. Seguidamente, se elaboraron especificaciones de estas pruebas en un taller con los tutores. Finalmente, se analizó la relación entre el enfoque de especificaciones en la construcción de pruebas y las habilidades técnicas desarrolladas por los tutores. Tanto en el preexperimento como el postexperimento se validaron internamente las pruebas diseñadas por los tutores. Para este proceso, se empleó una rúbrica analítica diseñada a partir de entrevistas semiestructuradas con profesores de la Licenciatura y validada con ellos mismos. En el análisis de las creencias, prácticas, procedimientos, rendimientos y especificaciones que surgieron de esta investigación, se examinaron tanto datos cuantitativos como cualitativos con el fin de dar cuenta del objetivo general de este proyecto. De esta manera, fue posible determinar que el enfoque de especificaciones tuvo un impacto moderado en las competencias técnicas de construcción de pruebas de los tutores. Asimismo, se determinó que el resultado razonablemente positivo de esta implementación se dio gracias a que se fomentó permanentemente una visión crítica sobre la enseñanza y evaluación de la gramática, los procedimientos de diseño de las pruebas MTT y la validación constante de estas pruebas. Asimismo, la presente investigación contribuyó a los estudios en evaluación de segunda lengua porque sentó un precedente en el uso de especificaciones para construir pruebas referenciadas en criterios, así como la aplicación del procedimiento de ingeniería inversa paralela para la redacción de especificaciones. Este proyecto llamó la atención a futuras investigaciones sobre las diferentes técnicas de adaptación que existen para el desarrollo de material de enseñanza de lengua extranjera, así como las manifestaciones de autenticidad y fiabilidad de los textos que se transforman para estos fines. Asimismo, esta investigación preparó el camino hacia la validación de las pruebas MTT a partir de otras fuentes internas y externas. Sin embargo, se reconoce que las limitaciones de este estudio de caso fueron la fiabilidad interobservador de la escala analítica empleada y la medida en que se puedan generalizar los resultados hallados.Tutores paresThe present case study addresses the development of Language Assessment Literacy of the peer tutors at the student group Language Coeur and arises from the need of improving their evaluative practices related to criterion-referenced tests. The general objective of this investigation was to determine how the specification-driven approach to test construction contributed to the development of the technical skills of the tutors in the design of grammar criterion-referenced tests (Mixed-tense tests – MTTs.) To account for this aim, an explanatory, integrated, and quasi-experimental embedded single-case study (O1–X–O2) was developed, which provided empirical evidence in favour of this approach. First, there was an exploration of the beliefs and practices of professors of the Major in the Teaching of Modern Languages (n=3) and Language Coeur peer tutors (n=4) about MTTs, as well as the design procedures followed by both groups for its design. Then, the strengths and weaknesses of the procedures of the tutors were identified. Afterwards, a set of specifications for these tests was developed within a workshop with the tutors. Lastly, an analysis was performed of the relationship between the specification-driven approach to test construction and the technical skills developed by the tutors. An internal validation of the designed MTTs was executed both at the pre-experimental and the post-experimental stages. For this process, an analytical rubric stemming from semi-structured interviews with the participating professors – and validated with them – was employed. In analysing the beliefs, practices, procedures, performances, and specifications which stemmed from this research, both qualitative and quantitative data were examined to account for the general objective. In this way, it was possible to determine that the specification-driven approach to test construction had a moderate impact on the technical skills of the tutors to develop assessment artifacts. Similarly, it was determined that the reasonably positive result of this implementation was thanks to the permanent fostering of a critical regard towards grammar teaching and testing, MTT design procedures, and the constant validation of these tests. Likewise, the current research contributed to the studies in Language Testing and Assessment because it established a precedent in the use of specifications for criterion-referenced test construction, as well as the application of the parallel reverse engineering procedure for specification writing. This case study called for future studies on the different adaptation techniques that exist for foreign language teaching material development, as well as the manifestations of authenticity and reliability of the texts which are transformed for these purposes. Likewise, this investigation paved the way towards the validation of MTTs through other internal and external sources. Nevertheless, it is acknowledged that the limitations of this case study were the inter-rater reliability of the employed analytical rubric, and the generalisability of the results found.Licenciado (a) en Lenguas ModernasPregradohttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=000188898

The role of collaborative reflection in a faculty community

textA faculty community is a type of learning community where faculty learning and development is the focus. Previous research suggests that formally structured faculty communities promoted faculty engagement, improved teaching, thwarted career burnout, increased retention of experienced faculty, and fostered organizational change. Researchers have not examined faculty communities embedded in the workplace and the longitudinal effects these communities have on mid-career and senior faculty learning. In this study, I examined how an experienced interprofessional faculty community of medical and biomedical professionals managed the implementation of a novel graduate curriculum in translational sciences. Translational sciences education aims to enhance the collaborations between scientists and clinicians for the advancement of patient treatment and care. I focused on how faculty advanced their individual and collective understanding of the curriculum implementation using collaborative reflection during weekly community interactions. The study began at the start of the curriculum implementation and lasted fifteen months. It was a qualitative, ethnographic case study including three sources of data: naturalistic observation of teaching and faculty meetings, faculty interviews, and community artifacts. Two theoretical frameworks undergirded the design of the study: community of practice and distributed cognition. The results of the study suggest that collaborative reflection in the faculty community promoted faculty learning over time in several areas: teaching and instruction, assessment and evaluation, individual knowledge, student learning, and organizational and leadership skills. Collaborative reflection occurred in response to multiple episodes that occurred during curriculum implementation, but was focused primarily on facets of instruction, which was the dominant work of the community. Collaborative reflection enabled decision-making on instructional content and process, pedagogical content and process, and curricular content. A cyclical process of instructional development emerged in the community including: session planning, implementation, collective teaching observation, and collective instructional evaluation. Attributes of the community that emerged to support collaborative reflection included: shared goals, domain knowledge, and mutual trust. The community provided a shared social context for systematic collaborative reflection and scaffolding in instructional development. The study findings represent a specific set of experiences that may inform a model of instructional development for use with interprofessional faculty communities in academic health centers.Educational Psycholog

Social process of knowledge creation in science, The

2019 Summer.Includes bibliographical references.The Science of Team Science (SciTS) emerged as a field of study because 21st Century scientists are increasingly charged with solving complex societal and environmental challenges. This shift in the complexity of questions requires a shift in how knowledge is created. To solve the complex societal health and environmental challenges, scientific disciplines will have to work together, innovate new knowledge, and create new solutions. It is impossible for one person or one discipline to have the quantity of knowledge needed to solve these types of problems. Tackling these problems requires a team. My dissertation articles report on how knowledge is built and created on a spectrum of scientific teams from university students to long-standing teams. Collectively they answer: how is knowledge creation a social process? To answer this question, my dissertation used a mixed-methods approach that included: social network analysis, social surveys, participant observation, interviews, document analysis, and student reflections. The most important finding from my dissertation was that social relations and processes are key to knowledge creation. Historically, knowledge acquisition and creation have been thought of as individual tasks, but a growing body of literature has framed knowledge creation as a social product. This is a fundamental shift in how knowledge is created to solve complex problems. To work with scientists from other disciplines, individuals must develop personal mastery and build the necessary capacities for collaboration, collective cognitive responsibility, and knowledge building. Complex problems are solved when scientists co-evolve with teams, and individual knowledge and capacity grows alongside the ability for "team learning" Knowledge, then, is a collective product; it is not isolated or individual, but constructed and co-constructed through patterns of interactions

The Proceedings of the 12th International Congress on Mathematical Education: Intellectual and attitudinal challenges

mathematics; education; curriculu

Astus, une plateforme pour créer et étudier les systèmes tutoriels intelligents « par traçage de modèle »

Cette thèse s’intéresse aux systèmes tutoriels intelligents (STI), un type d’environnement informatique pour l’apprentissage humain (EIAH) qui se distingue des autres (p. ex. les exerciseurs et les hypermédias éducatifs) en offrant un mécanisme d’évaluation plus sophistiqué. Parmi les différentes familles de STI, ce sont les STI « par traçage de modèle » (MTT) qui ont le plus fait leurs preuves. Les MTT sont critiqués, premièrement parce qu’ils évaluent l’apprenant de façon serrée (c.-à-d. qui positionne l’action de l’apprenant par rapport à une ou plusieurs méthodes pour effectuer la tâche), ce qui n’est possible que pour des tâches bien définies. Par conséquent, on leur reproche d’encourager un apprentissage superficiel. Deuxièmement, parce que les efforts de création qu’ils requièrent sont jugés prohibitifs, ce qui a mené à l’apparition d’autres familles de STI, comme les STI « par contraintes » et les STI « par traçage d’exemples » et ceux basés sur l’apprentissage automatique. Par cette thèse, nous voulons contribuer à renouveler l’intérêt pour les MTT en améliorant le rapport entre les efforts de création et l’efficacité potentielle des interventions, et en établissant plus clairement leur rôle pédagogique. Pour ce faire, nous proposons la plateforme Astus qui permet d’explorer l’espace qui existe entre les MTT créés avec les plateformes existantes, et des MTT dédiés ayant recours à des connaissances didactiques sophistiquées (p. ex. des dialogues) qui exigent des efforts de création encore plus importants. La plateforme Astus se distingue des plateformes existantes parce qu’elle génère des interventions plutôt que de recourir à des interventions prémâchées et qu’elle supporte les tâches s’effectuant dans des environnements qui ont une dimension physique. La génération des interventions dépend : d’un modèle de la tâche qui s’inscrit dans le paradigme du tuteur, c’est-à-dire qui représente une abstraction et une généralisation des instructions d’un tuteur humain; d’un modèle de l’UI qui permet des interventions riches comme une démonstration (c.-à-d. déplacements du pointeur et simulation des clics et des saisies); de langages dédiés et d’outils qui réduisent les efforts de création des auteurs; de mécanismes d’extension qui permettent d’adapter la génération en fonction d’une stratégie pédagogique particulière. Le paradigme du tuteur, parce qu’il favorise une communication transparente entre le système et l’apprenant, met en évidence les avantages et les désavantages de l’approche pédagogique des MTT, essentiellement une évaluation précise (c.-à-d. qui permet de produire des indices sur la prochaine étape et des rétroactions sur les erreurs), mais serrée. En s’inscrivant explicitement le paradigme du tuteur, entre autres en évitant de tirer profit de la nature de domaines particuliers ou de propriétés de tâches particulières pour assouplir l’évaluation, la plateforme Astus se démarque plus nettement des autres familles de STI que les autres MTT. Par conséquent, elle établit plus clairement le rôle pédagogique des MTT. Cinq expérimentations (menées par Luc Paquette) à petite échelle ont été réalisées auprès d’étudiants au baccalauréat au département d’informatique (un laboratoire pour la manipulation d’arbres binaires de recherche et un pour la conversion de nombres en virgule flottante). Ces expérimentations indiquent que les interventions générées sont efficaces. Au-delà de ces résultats, c’est le processus entourant ces expérimentations, parce qu’il est comparable au processus des chercheurs potentiellement intéressés par la plateforme Astus, qui montre que la version présentée dans cette thèse est plus qu’un prototype et qu’elle peut être utilisée à l’interne dans un contexte réel

Teachers and administrators\u27 perceptions of the implementation of district student conduct procedures.

While there is a body of research about student conduct policies and procedures, there is a lack of research about how different role groups work together to implement these procedures and have a positive working interpersonal relationship. This sequential mixed methods case study design takes place in a large urban school district. In this study, I investigate the perceptions that educators have on the implementation of student conduct procedures in their school. I also explore how their perceptions of each other shape their interpersonal relationships. I used Normalization Process Theory (NPT) as my guiding theoretical framework. This study drew upon data collected from document analysis, an electronic survey, and a semi-structured interview. The district’s administrative documents and data provided background information on demographics as well as a basic understanding of district and school procedures in managing student conduct. The electronic survey provided a basic understanding of what participants perceived as contributing to interpersonal relationships positively or negatively. The semi-structured interview provided more detail on this interpersonal relationship and the perceptions that participants had in relation to implementing procedures regarding managing student conduct. The findings showed that the teachers and administrators that participated in the study understood their role and responsibilities in managing student conduct. Administrators perceived teachers as managing student conduct daily in their classrooms in various ways, utilizing some sort of behavior management plan that incorporated building relationships with students. Based on the results of the study, teachers perceived administrators as supportive of them in managing student conduct, ensuring that teachers and students were abiding by the school and district procedures. It was also important that administrators build relationships with students. The participants’ perceptions of their own roles and responsibilities aligned with what the district outlined in their handbook for managing student conduct. It was more difficult to answer the research questions that pertained to the participants’ perceptions about their counterparts’ roles and responsibilities in managing student conduct due to limitations of the study. However, analysis revealed that it was difficult for participants to understand their counterparts’ role fully due to lack of communication between the role groups. Participants perceived the misalignment in communication between teachers and administrators as having a negative impact on the interpersonal relationship between the two. This miscommunication also led to the participant\u27s perceptions of the management of student conduct as ineffective, inconsistently, or untimely