Jeux pédagogiques collaboratifs situés (conception et mise en oeuvre dirigées par les modèles)

Un jeu pédagogique constitue une déclinaison relative à l apprentissage du concept de jeu sérieux (serious game). Ce type d'outil permet la ludification (gamification) de l'activité afin d'utiliser des éléments de jeu dans un contexte non ludique et conduit à catalyser l attention, faire accroître l engagement et augmenter la motivation des joueurs-apprenants dans les situations d apprentissage. Les jeux pédagogiques reposent sur la mise en situation et l immersion des apprenants, utilisant les ressorts ludiques dans des simulations axées vers la résolution de problèmes. Parmi des recherches antérieures, certains retours d expériences font écho d une trop grande artificialité de l activité notamment par manque de contextualisation de l apprentissage dans l environnement d utilisation des connaissances apprises. Nous avons proposé la mise en place un environnement mixte (physique et numérique) et l utilisation de techniques collaboratives pour raffiner l approche pédagogique. Ces orientations nous ont menés à la mise en place de ce que nous appelons des Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés (JPCS). Les deux questions de recherche qui nous ont été posées dans le cadre du projet SEGAREM et qui sont devenues les nôtres sont : 1/ comment accompagner les jeux sérieux par l approche Réalité Augmentée (RA) et l'approche Interface Tangible (IT)? 2/ comment rendre la conception et la mise en œuvre des JPCS (Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés) plus explicite et plus systématique ? Les réponses que nous présentons dans cette thèse sont les suivantes : 1/ la conception et la mise en œuvre des pupitres interactifs supportant des objets réels augmentés, associés à un protocole de communication existant, proposant un support générique des techniques d interaction détectée et de prise en compte du contexte physique d utilisation ; 2/ une approche de production de JPCS se situant après l étape de scénarisation ludo-pédagogique qui constitue notre cahier des charges. Nous avons basé notre approche sur des modèles pour permettre un support d expression qui précise les caractéristiques des JPCS. Ces modèles sont soutenus par des éditeurs contextuels et produisent comme résultat des fichiers de descriptions en XML. La projection des descriptions obtenues sur une architecture générique d exécution du JPCS permet une spécialisation pour obtenir une version exécutable. Dans les six modèles, certains sont adaptés des travaux antérieurs de l équipe, d'autres issues de la littérature et les derniers sont directement proposés ici. Ces six modèles décrivent l activité (un modèle d orchestration de l activité et un modèle de tâches), la structure de différents environnements, l état initial de l environnement et les conditions nécessaires d un état final et les interactions possibles entre les joueurs et l environnement. Nos travaux tant sur les pupitres que sur les modèles et le support d exécution ont été concrétisés dans la mise en place de Lea(r)nIt. Ce JPCS avait pour but de consolider des acquis méthodologiques en Lean Manufacturing par l utilisation et l optimisation d une chaîne de production simulée sur pupitres (supportant interactions tactiles, interactions tangibles et pouvant être assemblés) et sur téléphones mobiles (permettant la mobilité des joueurs-apprenants).A Learning game is a declension of the serious game concept dedicated to the learning activity. A Learning game is based on a scenario and immersion of the learners with use of game mechanics on problem based simulation. The gamification concept is the use of game elements in a non-playful activity with as impact attention, motivation and engagement. However, some research feedback explains that too much artificiality on learning activity caused by a lack of contextualization of the activity on the professional environment. We propose to use Mixed Reality and Collaborative Supported Computer Work as technological solution to support situated and collaborative situation in aim to enhance pedagogical strategy and allow a better learning. We call it Situated Collaborative Learning Game (SCLG) as a concept of pedagogical tools to enhance learning of content with use of collaborative learning (when learners interactions is useful to learn), situated learning (when the environment context is meaningful) and human-physical objet interaction (with use of mixed reality, with kinesthetic and tangible interaction in augmented reality) and game based learning (when learner's motivation is improved by the learning activity). In these contexts, our two research questions are: 1 / How to create a serious games support by use of Augmented Reality (AR) approach and Tangible Interface (IT) approach? 2 / How to make design and development of SCLG (situated collaborative learning game) more explicit and systematic? We propose two solutions: 1/ the design and the production of four interactive desks with support of tangible interaction on and above the table. These devices are linked to a communication protocol which allows a generic support of technical interaction. 2/ A generic way to design the CSLG system, with integration of advanced human computer interaction support (as augmented reality and tangible interaction) and ubiquitous computing in Learning Games. For that, we propose, with a user centered oriented and model oriented design, a way to make a CSLG factory. For that, we propose use of six models to determinate the behavior of the CSLG. These six models describe learners activity (with use of three different models to follow the activity theory s), the mixed game environment, deployment of entities on the environment, and human computer interactions. All of these models are linked by an orchestration model and can be project on a multi-agent multi-layers architecture by use of XML description file. We propose tools to help each step of our design and production process. Our work on interactive desks, on the six models and on the runtime support has been realized in the production of Lea(r)nIT. This SCLG consolidate methodological knowledge of Lean Manufacturing by use and optimization of a simulated chain production on four desks (which support touch and tangible interactions and can be assembled) and on mobile phones (to allow movement of learners).LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF

Jeux pédagogiques collaboratifs situés : conception et mise en oeuvre dirigées par les modèles

A Learning game is a declension of the serious game concept dedicated to the learning activity. A Learning game is based on a scenario and immersion of the learners with use of game mechanics on problem based simulation. The gamification concept is the use of game elements in a non-playful activity with as impact attention, motivation and engagement. However, some research feedback explains that too much artificiality on learning activity caused by a lack of contextualization of the activity on the professional environment. We propose to use Mixed Reality and Collaborative Supported Computer Work as technological solution to support situated and collaborative situation in aim to enhance pedagogical strategy and allow a better learning. We call it "Situated Collaborative Learning Game" (SCLG) as a concept of pedagogical tools to enhance learning of content with use of collaborative learning (when learners interactions is useful to learn), situated learning (when the environment context is meaningful) and human-physical objet interaction (with use of mixed reality, with kinesthetic and tangible interaction in augmented reality) and game based learning (when learner's motivation is improved by the learning activity). In these contexts, our two research questions are: 1 / How to create a serious games support by use of Augmented Reality (AR) approach and Tangible Interface (IT) approach? 2 / How to make design and development of SCLG (situated collaborative learning game) more explicit and systematic? We propose two solutions: 1/ the design and the production of four interactive desks with support of tangible interaction on and above the table. These devices are linked to a communication protocol which allows a generic support of technical interaction. 2/ A generic way to design the CSLG system, with integration of advanced human computer interaction support (as augmented reality and tangible interaction) and ubiquitous computing in Learning Games. For that, we propose, with a user centered oriented and model oriented design, a way to make a CSLG factory. For that, we propose use of six models to determinate the behavior of the CSLG. These six models describe learners' activity (with use of three different models to follow the activity theory's), the mixed game environment, deployment of entities on the environment, and human computer interactions. All of these models are linked by an orchestration model and can be project on a multi-agent multi-layers architecture by use of XML description file. We propose tools to help each step of our design and production process. Our work on interactive desks, on the six models and on the runtime support has been realized in the production of Lea(r)nIT. This SCLG consolidate methodological knowledge of Lean Manufacturing by use and optimization of a simulated chain production on four desks (which support touch and tangible interactions and can be assembled) and on mobile phones (to allow movement of learners).Un jeu pédagogique constitue une déclinaison relative à l'apprentissage du concept de jeu sérieux (serious game). Ce type d'outil permet la ludification (gamification) de l'activité afin d'utiliser des éléments de jeu dans un contexte non ludique et conduit à catalyser l'attention, faire accroître l'engagement et augmenter la motivation des joueurs-apprenants dans les situations d'apprentissage. Les jeux pédagogiques reposent sur la mise en situation et l'immersion des apprenants, utilisant les ressorts ludiques dans des simulations axées vers la résolution de problèmes. Parmi des recherches antérieures, certains retours d'expériences font écho d'une trop grande artificialité de l'activité notamment par manque de contextualisation de l'apprentissage dans l'environnement d'utilisation des connaissances apprises. Nous avons proposé la mise en place un environnement mixte (physique et numérique) et l'utilisation de techniques collaboratives pour raffiner l'approche pédagogique. Ces orientations nous ont menés à la mise en place de ce que nous appelons des "Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés " (JPCS). Les deux questions de recherche qui nous ont été posées dans le cadre du projet SEGAREM et qui sont devenues les nôtres sont : 1/ comment accompagner les jeux sérieux par l'approche Réalité Augmentée (RA) et l'approche Interface Tangible (IT)? 2/ comment rendre la conception et la mise en œuvre des JPCS (Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés) plus explicite et plus systématique ? Les réponses que nous présentons dans cette thèse sont les suivantes : 1/ la conception et la mise en œuvre des pupitres interactifs supportant des objets réels augmentés, associés à un protocole de communication existant, proposant un support générique des techniques d'interaction détectée et de prise en compte du contexte physique d'utilisation ; 2/ une approche de production de JPCS se situant après l'étape de scénarisation ludo-pédagogique qui constitue notre cahier des charges. Nous avons basé notre approche sur des modèles pour permettre un support d'expression qui précise les caractéristiques des JPCS. Ces modèles sont soutenus par des éditeurs contextuels et produisent comme résultat des fichiers de descriptions en XML. La projection des descriptions obtenues sur une architecture générique d'exécution du JPCS permet une spécialisation pour obtenir une version exécutable. Dans les six modèles, certains sont adaptés des travaux antérieurs de l'équipe, d'autres issues de la littérature et les derniers sont directement proposés ici. Ces six modèles décrivent l'activité (un modèle d'orchestration de l'activité et un modèle de tâches), la structure de différents environnements, l'état initial de l'environnement et les conditions nécessaires d'un état final et les interactions possibles entre les joueurs et l'environnement. Nos travaux tant sur les pupitres que sur les modèles et le support d'exécution ont été concrétisés dans la mise en place de Lea(r)nIt. Ce JPCS avait pour but de consolider des acquis méthodologiques en Lean Manufacturing par l'utilisation et l'optimisation d'une chaîne de production simulée sur pupitres (supportant interactions tactiles, interactions tangibles et pouvant être assemblés) et sur téléphones mobiles (permettant la mobilité des joueurs-apprenants)

Nouvelles interactions dans les serious games

RJC'EIAH 2010L'utilisation des Serious Games en entreprise est de plus en plus courante pour permettre l'apprentissage de nouvelles compétences ou connaissances. Cependant, cet apprentissage est limité par la distance entre la situation réelle et celle d'apprentissage. L'utilisation conjointe de réalité mixte et des Serious Games permet une perception et une manipulation augmentée, qui pourrait amener à un meilleur apprentissage. Nous présenterons les formalismes, les démarches et plate-forme déjà crée par différents membres du laboratoire pouvant permettre d'associer Serious Game et réalité mixte

Supportive User Interfaces for MOCOCO (Mobile, Contextualized and Collaborative) Applications

International audienceEnhancing interaction with supplementary Supportive User Interfaces: Meta-UIs, Mega-UIs, Extra-UIs, Supra-UIs, etc. is a relatively new challenge for HCI. In this paper, we describe our view of supportive user Interfaces for AmI applications taking into account Mobility, Collaboration and Contextualization. We describe proposed formalisms and their working conditions: initially created for designers in the design stage; we consider that they can now also be used by final-users for dynamic adjustment of working conditions

Learning Games Collaboratifs Contextualisés. Conception et mise en œuvre

National audienceCet article présente une méthode de conception et de mise en œuvre de learning games en situations collaboratives et utilisant des techniques d’interaction hommes-machines avancées. Un learning game est la version orientée apprentissage de l’approche serious game, elle-même issue de la tendance de numérisation des services et des activités. Les apprentissages visés sont collaboratifs c’est-à-dire impliquant plusieurs participants et contextualisés c’est-à-dire se déroulant dans un environnement physique pris en compte et accentué par des interactions homme-machine innovantes contextualisées. Dans l’approche présentée, nous partons de besoins identifiés dans les domaines de la pédagogie et des jeux interactifs pour proposer une démarche organisée, soutenue par des formalismes pour proposer des modèles projetés dans une architecture de jeu. Le fil rouge de cet article est un jeu pédagogique collaboratif contextualisé

Place de la réalité mixte dans les Serious Games

National audienceLe couplage entre Serious Game et réalité mixte constitue un sujet de recherche important car il vise à mettre en place différents types d’apprentissage. En effet, les jeux sérieux sont réalisés soit intégralement dans le monde réel soit intégralement dans un environnement virtuel (informatique ou informatisé). En utilisant des environnements de réalité mixte, il est possible d’exploiter et coupler les avantages issus des deux mondes. Nous présentons dans cet articlenotre réflexion illustrée par cas visant l’adaptation d’une activité présente dans un Serious Game en environnement non informatisé vers un environnement utilisant des interfaces tangibles. Il s’agit de mettre en valeur, par notre étude de cas, les différentes possibilités d’introduction de la réalité mixte dans un scénario en relation avec l’apprentissage visé

Place de la réalité mixte dans les Serious Games

National audienceLe couplage entre Serious Game et réalité mixte constitue un sujet de recherche important car il vise à mettre en place différents types d’apprentissage. En effet, les jeux sérieux sont réalisés soit intégralement dans le monde réel soit intégralement dans un environnement virtuel (informatique ou informatisé). En utilisant des environnements de réalité mixte, il est possible d’exploiter et coupler les avantages issus des deux mondes. Nous présentons dans cet articlenotre réflexion illustrée par cas visant l’adaptation d’une activité présente dans un Serious Game en environnement non informatisé vers un environnement utilisant des interfaces tangibles. Il s’agit de mettre en valeur, par notre étude de cas, les différentes possibilités d’introduction de la réalité mixte dans un scénario en relation avec l’apprentissage visé

Conception et mise en œuvre de Learning Games Collaboratifs Contextualisés

National audienceLa réalisation de Learning Games permettant des situations collaboratives et utilisant des techniques d’interactions hommes-machines avancées impose l’utilisation de méthodes de conceptions etx d’outils adéquats pour faciliter leur production notamment de par la complexité de leur contexte social et environnemental. Nous proposons dans cet article différents concepts et modèles supportant la conception, que nous projetons sur une architecture de Learning Games afin de mieux prendre en compte les choix de conception dans le développement

Formalisme pour la spécification de systèmes coopératifs mobiles et contextuels

National audienceGrâce à la miniaturisation des dispositifs personnels appelés handheld computers (Smartphones, tablettes et autres), la réalité augmentée, l’informatique pervasive et ubiquitaire et l’intelligence ambiante, le travail collaboratif s’étend désormais vers la mobilité et la prise en compte du contexte d’usage. Dans cet article nous présentons un formalisme appelé ORCHESTRA dont le but est d’exprimer de nombreux aspects qu’un système coopératif doit proposer et prendre en compte (acteurs, étapes du workflow, tâches à effectuer, contexte d’usage, awareness, …), ainsi que l’environnement support de ce formalisme. Un cas typique d’application, celui d’intervention efficace des réparateurs professionnels évoluant dans le contexte des Smart City complète la présentation

Conception et mise en œuvre de Learning Games Collaboratifs Contextualisés

National audienceLa réalisation de Learning Games permettant des situations collaboratives et utilisant des techniques d’interactions hommes-machines avancées impose l’utilisation de méthodes de conceptions etx d’outils adéquats pour faciliter leur production notamment de par la complexité de leur contexte social et environnemental. Nous proposons dans cet article différents concepts et modèles supportant la conception, que nous projetons sur une architecture de Learning Games afin de mieux prendre en compte les choix de conception dans le développement