Internet et éducation : répertoire de ressources

Disponible sur support papier au CD

Ontologies, web sémantique et elearning : vers la composition automatique des objets d'apprentissage fondée sur les ontologies et les théories pédagogiques

Un des grands défis de l'apprentissage en ligne est la difficulté de composition des scénarios de formation à partir des objets d'apprentissages sémantiquement référencés pour répondre aux besoins spécifiques de formation. Un tel travail demande l'acquisition des connaissances du domaine qui repose généralement sur des experts humains du domaine et sur un processus d'explicitation de leurs connaissances. Il en est de même pour les principes devant guider la composition des scénarios afin de garantir leur qualité (valeurs pédagogiques). Répondre rapidement à ces besoins d'apprentissage par la proposition d'un contenu approprié ainsi qu'un cheminement d'apprentissage efficace et pédagogiquement valide est une nécessité, tant dans la formation classique en ligne que dans la formation en milieu industriel. L'offre d'une solution permettant d'atteindre un tel objectif contribuerait à une économie de coûts liés à la formation. Ce mémoire rend compte d'un travail visant à proposer une solution novatrice pour générer un contenu sur mesure (selon un besoin précis) et ainsi qu'un parcours pédagogiquement valide de celui-ci. La méthode s'appuie essentiellement sur une ontologie du domaine pour sélectionner les éléments de contenus appropriés (ou objets d'apprentissage) et sur un ensemble de principes pédagogiques explicites pour les structurer. Après un état de l'art conséquent qui met en perspectives l'ensemble des domaines en jeu (elearning, web sémantique et ingénierie ontologique), les standards disponibles dans le domaine du elearning pour la gestion des contenus d'apprentissage, et les problèmes de composition automatique (fondée ou non sur les ontologies) des objets d'apprentissage, une architecture générale de l'approche proposée est présentée, illustrant clairement les éléments qui soutiennent le processus de composition. Ce dernier comporte essentiellement trois (3) étapes : la sélection des ressources pertinentes, leur organisation (par la prise en compte des contraintes de référencement sémantique réalisé à partir de l'ontologie du domaine) et la scénarisation pédagogique qui prend en compte les principes de la théorie pédagogique sélectionnée. Un modèle définissant les opérateurs essentiels est proposé ainsi que des algorithmes qui implémentent les différents services. Un outil a été réalisé et testé avec des contenus d'un cours de programmation en Java.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : elearning, web sémantique, ontologies, objets d'apprentissage, théories pédagogiques, composition automatique des objets d'apprentissage

Module de pilotage stratégique pour Moodle - Dashboard

Le centre Cyberlearn, actif depuis 10 ans dans le domaine du e-learning au sein de la Haute École Spécialisée de Suisse occidentale, a émis le souhait d’agrémenter la plateforme e-learning Moodle appelée également Learning Management System, utilisée au sein de l’institution citée avec un module de pilotage stratégique. Le but de ce Travail de Bachelor consiste à créer un module de pilotage basé sur la nouvelle norme finalisée pour l’apprentissage en ligne : Experience API appelée également TinCan API ou xAPI. Le résultat devra proposer un dashboard développé avec les technologies web les plus appropriées pour présenter des informations stratégiques à destination des institutions utilisant Moodle

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

De la Métaphore à la tâche (une bibliothèque de concepts métaphoriques pour le prototypage de techniques d'interactions.)

Nous présentons dans cette thèse les bases d un dialogue entre le modèle cognitif dit incarné et le développement de styles et techniques d interaction pour les interfaces graphiques en 3 dimensions. Ce modèle cognitif, structuré entre autres par Lakoff et Johnson, décrit les correspondances métaphoriques que nous construisons naturellement entre des idées abstraites et les modèles mentaux provenant de notre expérience perceptive. Dortier résume la cognition incarnée en disant que les idées ont des formes, des couleurs, suscitent des goûts et des dégoûts. Cette vision intégrée des systèmes perceptifs et cognitifs s applique non seulement à la représentation mentale des objets ou des personnes, mais aussi aux idées abstraites quelles soient morales, philosophiques ou scientifiques.Ce modèle met en évidence le rôle de ces corrélations en tant que source de compréhension et d action et a fait émerger le concept d interfaces énactives. Aujourd hui elles se présentent comme un regard commun sur les projets émergents d interfaces homme-machine. Des projets, tels que les interfaces tangibles, les systèmes de capture de gestes et d autres solutions logicielles et matérielles multimodales, se servent de notre aptitude à structurer métaphoriquement l information produite par notre action sur le monde, pour créer des interfaces universellement appréhendables.Nous avons illustré l application de ce modèle sur des projets d interfaces graphiques pour la réalisation de tâches dans des contextes hétérogènes. Nous avons ciblé les dispositifs multimédia pour le grand public et les stratégies pour la réussite de ces interfaces en tant qu outil pédagogique pour les musées, expositions et outils de travail collaboratifs. Notre première application est le projet de médiation graphique pour accéder à une base de données d'objets numérisés en 3D pour le Musée des Arts et Métiers. Dans ce projet les objets numérisés sont affichés selon une métaphore de fluides et particules dotés d électromagnétisme. La navigation dans ce catalogue se veut claire et pervasive. Nous avons analysons la capacité des métaphores de construire des ponts cohérents entre les diverses plateformes d accès au catalogue. Dans une seconde implémentation nous employons les métaphores liés à la notion visuelle de profondeur et de densité pour proposer une ligne du temps en 3 dimensions pour la visualisation de donnés temporelles pour EDF. Finalement nos synthétisons les relations entre les ensembles de métaphores pour les appliquer aux composantes d interaction. La structure résultante se présente sous forme d un Framework conceptuel d agents et styles d interaction qui peut servir en tant qu outil de prototypage mais aussi comme catalyseur pour la conception d interfaces innovantes.Embodied cognition has emerged over the last decades as a new paradigm of the human reasoning system. Large numbers of researchers agree on the influences of perceptual and motor activity on our thinking and representational mechanisms. The importance of embodied mind theory is growing in the field of cognitive science. It is now the conceptual support for innovative projects in human computer interaction (HCI). The new paradigms of HCI are shifting towards the venue of natural, invisible and pervasive interfaces. Office tasks of the 80s and their related interfaces are now being replaced by multimodal commands (gesture, voice) and contextual or social inputs. From graphical user interfaces to tangible and multimodal devices, new sets of innovative interaction techniques are emerging and these can no longer rely on classic metaphors and visual analogies. To increase the meaning of new commands and representations of post-wimp interaction techniques and to build coherent and consistent metaphors between different platforms and embedded devices in our environment, researchers have turned their attention to the embodied vision of the cognitive system.We present in this thesis the embodied cognitive paradigm and how it has been adopted by the HCI community. We illustrate this model by analyzing several tasks carried out in heterogeneous environments. Thereafter, proposals are made on how museums, exhibitions and collaboration tools may use embodied metaphors as a design strategy to produce innovative multimedia devices. The first application was one of mediating access to a database of digitized 3D objects for the Museum of Arts and Crafts in Paris. In this project the digitized objects are displayed in a metaphor of fluids and particles managed by electromagnetic forces that guide the semantics of the user s search. Browsing tasks in this catalog are intended to be clear and coherent between different platforms in order to respect the user s levels of desired engagement. An analysis is made of the ability of metaphors to build bridges between the various platform interfaces. In the second application, metaphors related to the concept of visual depth and density was used to propose a 3D timeline so as to visualize temporal data. Finally, the framework synthesizes the embodied metaphorical mappings in a large set of components which will be applied as building blocks when prototyping interaction techniques. This structure takes the form of a conceptual Framework of interaction agents which might serve not only as a tool for prototyping interfaces but also as a catalyst for generating innovative ideas.PARIS-CNAM (751032301) / SudocSudocFranceF

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

École et les réseaux numériques (L\u27)

Intégration à l\u27Ecole de nouvelles missions liées au développement de l\u27économie et de la société de l\u27information