RAPPORT D`ACTIVITE et PROJET SCIENTIFIQUE Equipe

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LIG — Dossier de contractualisation
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RAPPORT D'ACTIVITE
et PROJET SCIENTIFIQUE
Equipe MeTAH
Responsable : Jean-François Nicaud, Professeur, UJF
1. PERSONNEL
Chercheurs :
N. Balacheff, M. Ney
Enseignants-chercheurs :
J-M. Adam, D. Bouhineau, J-M. Cagnat, H. Chaachoua, J-P. David, C. D’Ham, C.
Desmoulins, N. Gaudin, V. Guéraud, I. Giraud, A. Lejeune, V. Luengo, P. Marzin, F.
Michau, J.F. Nicaud, J-P. Pernin, J-P. Peyrin J. Trgalova, C. Wajeman,
Ingénieurs (contractuels) :
M. Gravier, S. Mezerette, B. Rousseau, L. Vadcard, J. Zeiliger
Doctorants : 14
Nombre d'équivalents chercheurs (NE) : 20,1
La liste détaillée des membres de l'équipe est fournie en annexe 1.
2. BILAN DES ACTIVITES DE RECHERCHE 02-05
2.1
Thématique scientifique et objectifs généraux
L’équipe MeTAH du quadriennal 07-10 regroupe les équipes ARCADE (IMAG/CLIPS),
Did@TIC (IMAG/Leibniz) et SEED du (IMAG/Leibniz) du quadriennal 03-06. Le bilan est
ci-dessous est présenté en mettant à la suite les thèmes des équipes du quadriennal 03-06, ce
qui produit un chevauchement entre certains thèmes. Les perspectives sont présentées à la fin
du document avec l’intégration des thèmes correspondant à la constitution de l’équipe
MeTAH.
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2.1.1. Thème 1 : Modélisation didactique et informatique des
connaissances et des interactions
Participants
S. Arslan, N. Balacheff, D. Bouhineau, H. Chaachoua, N. Gaudin, T. Huguet, I. Lima, F.
Michau, T. Miyakawa, J.F. Nicaud, B. Pedemonte, X. Pavard
Mots-clés : Modélisation didactique, modélisation informatique, connaissance, apprenant
Résumé
Une part essentielle de la conception et du développement d'un EIAH porte sur la
modélisation de la connaissance, et donc du raisonnement : connaissance de référence, au sens
du contenu à enseigner, connaissances de l’apprenant qui seront au moins prises en compte
pour permettre d’assurer des interactions pertinentes au regard de l’apprentissage visé, mais
aussi connaissances à l’interface des systèmes, lieu privilégié des interactions. Ce thème
s'intéresse donc à la modélisation didactique et informatique des connaissances, des processus
et interactions didactiques pour apporter à l'informatique les moyens du développement
d’EIAH plus pertinents et plus efficaces, mais aussi pour disposer au sein de la didactique
d’outils pour mieux les comprendre.
Trois grands domaines de question de la didactique des mathématiques ont été
particulièrement étudiés : l’analyse, l’algèbre et la démonstration ; des techniques issues de
l’automatique ont été appliquée au diagnostic de compétences d’apprenants travaillant sur des
simulateurs d’entraînement.
Description détaillée
Sous-thème 1 : Elaboration d’une théorie de l’algèbre et modélisation de la connaissance
de référence
L’algèbre est le langage fondamental des sciences. Les raisons proviennent : (1) de la clarté de
sa sémantique première (les nombres et les fonctions) qui font que tout ce qui peut s’exprimer
à l’aide d’une expression algébrique gagne à l’être, (2) du nombre très important de problèmes
de domaines très variés qui se traduisent par des problèmes algébriques, (3) de l’autonomie
des problèmes algébriques (ils se résolvent sans qu’il ne soit nécessaire de considérer les
problèmes dont ils sont issus) et (4) de sa puissance de résolution. L’algèbre nous semble
donc être un domaine dont l’apprentissage est indispensable. L’existence de calculateurs
formels ne modifie pas cela fondamentalement, car pour comprendre le calcul formel, il faut
posséder les principaux concepts de l’algèbre.
En étudiant les travaux de recherche de didactique consacrés à l’apprentissage de l’algèbre, on
s’aperçoit que : l’apprentissage de l’algèbre est difficile, il y a peu d’acquis sur les bonnes
façons de l’enseigner ; les calculs algébriques, qualifiés généralement de « manipulations
algébriques », sont souvent considérés comme des actions dépourvues de sens ; l’algèbre perd
de la place dans les curriculums. Les travaux portent plus sur la pré-algèbre (passage de
l’arithmétique à l’algèbre) que sur l’algèbre ou l’arithmétique symbolique comme la conçoit
N. Balacheff (dans Sutherland et al. 2002). La communauté n’a pas actuellement construit un
modèle un tant soit peu formel de l’algèbre enseignée, d’ailleurs l’agenda de recherche de
Kieran et al. en 1989 commence par la question « Qu’est-ce que l’algèbre ? » et cette question
était encore au programme de la conférence ICMI 2001. On s’accorde à dire qu’il y a une
rupture dans le passage de l’arithmétique à l’algèbre. Sutherland et al. rapportent des travaux
MeTAH - 2
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de Davidov (1962) et de Freudenthal (1974) qui concluent « algebra does not necessarily have
to be grafted on to a sound arithmetic base ». Cette conclusion devrait apporter de l’espoir et
encourager la recherche de contextes (et d’environnements informatiques) favorables à un
apprentissage différent.
Notre objectif est d’apporter une contribution à l’enseignement de l’algèbre par l’élaboration
d’un cadre théorique formalisé et par la construction d’EIAH permettant un travail structurant
sur ses objets fondamentaux.
Modélisation des connaissances de référence en algèbre
Les connaissances de référence, dans un EIAH, sont les connaissances du domaine enseigné
utilisées par l’EIAH pour résoudre des problèmes, apporter des explications, encadrer une
résolution d’élève, apporter de l’aide, etc. Elles dépendent du niveau où l’enseignement se
place et sont obtenues par transposition didactique et modélisation informatique. En algèbre,
elles forment un objet complexe que nous cherchons à représenter dans un langage non
informatique compréhensible par les humains (le niveau connaissance de Newel) ainsi que
dans un langage informatique de haut niveau (celui du générateur de systèmes experts SIM
que nous avons développé dans pour cela). Un modèle à niveau connaissance a été publié
dans Recherche en Didactique des Mathématiques en 1994.
Lorsque les apprentissages ne sont pas fortement limités dans le temps, les connaissances de
référence évoluent par l’introduction de nouveaux objets, de nouvelles règles, de nouveaux
concepts, etc. Il devient nécessaire de représenter cette évolution dans le système
informatique. Le premier cadre théorique qui a été développé pour résoudre ce problème est
celui des graphes génétiques. Il a été conçu par Goldstein en 1982 : un graphe génétique relie
les items de connaissance par des liens génétiques étiquetés analogie, spécialisation,
généralisation, déviation ou prérequis. Ce type de construction nécessite d’être étendu : (1)
pour prendre en compte d’autres formes d’apprentissage, en particulier la découverte et
l’instruction ; (2) pour permettre une évolution non monotone des connaissances. Nous avons
proposé [actes du colloque Intelligent Tutoring System de 1992] un cadre théorique plus
général, appelé réseaux de référence. Ce sont des graphes entre des ECR (Etats de
Connaissance de Référence), un ECR modélisant les connaissances de référence pour un
niveau donné. Les liens entre les ECR sont des liens génétiques d'acquisition des
connaissances comportant des liens de nature auto-acquisition et des liens de nature
instruction. Cette construction autorise la non-monotonie et permet de définir différents types
de régions dans les réseaux, en particulier des régions monotones, des régions continues, des
situations stables et des situations nouvelles.
Nos travaux portent sur la définition et l’implantation des connaissances de référence pour les
problèmes de factorisation polynômes et de résolution d’équations polynomiales, ainsi que
leurs sous-problèmes (développement et réduction). Sur cet ensemble de connaissances, nous
concevons un mécanisme de choix d’un ECR. Il s’agit de permettre à un professeur non
informaticien de régler les connaissances au niveau souhaité, par l’intermédiaire d’un petit
nombre d’opérations significatives, et non en lui demandant d’indiquer quels sont les items de
connaissance actifs parmi plusieurs centaines. Ces travaux ont fait l’objet de la thèse de X.
Pavard, soutenue en 2003.
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Sous-thème 2 : Apprentissage de l'analyse : aspects sémiotiques et didactiques dans les
environnements informatiques
Cet axe a pour objectif la modélisation des connaissances sur les concepts de l’analyse, d’une
part pour mieux rendre compte des difficultés des élèves et d’autre part pour fournir des
modèles et des outils didactiques pour la réalisation informatique d’EIAH pour l‘analyse.
Au concept de fonction, on peut associer plusieurs registres de représentations : symboliques
(expressions algébriques, relations fonctionnelles, …), numériques (tableaux de valeurs),
graphiques, tableaux de variations… La manipulation de ces registres est déterminante pour
l'acquisition du concept de fonction, en particulier, l'articulation des registres, la pertinence de
chaque registre par rapport aux types de problèmes et leur complémentarité.
Ces différents registres sont présents dans l'enseignement de l'analyse, mais, seuls quelques
liens sont habituellement privilégiés. En effet, la domination du cadre algébrique privilégie les
calculs symboliques comme moyen d'accéder aux autres registres. Notre hypothèse est que
cette habitude ne peut pas contribuer à une bonne conceptualisation de la notion de fonction.
Une recherche s'est portée sur les conceptions de la notion de fonction en mathématiques. Par
une étude épistémologique, historique et didactique du concept de fonction, ce travail a
précisé les relations entre construction de la “ connaissance ” et construction de la
“ rationalité ” dans le cas particulier des fonctions en mathématiques (Thèse de N. Gaudin).
Une autre recherche s'est intéressée au thème des équations différentielles. L'enseignement de
cette notion privilégie actuellement le cadre algébrique. Or, ici encore, celui-ci ne suffit pas à
donner un sens au concept "équation différentielle". Cette recherche a étudié, en adoptant des
approches épistémologique, cognitive et didactique, les relations entre les différents cadres
pour déterminer dans quelle mesure elles peuvent contribuer à la conceptualisation des
équations différentielles. (Thèse de S. Arslan).
Sous-thème 3 : Modélisation des connaissances et des conceptions des apprenants
Le sujet humain, considéré du point de vue de ses connaissances, a des caractéristiques fortes,
liées à ses capacités d’adaptation, qui peuvent paraître déconcertantes lorsqu’elles sont
regardées d’un point de vue académique : il n’y a pas une façon unique de comprendre, de
représenter, de mettre en œuvre telle ou telle connaissance. Les connaissances dans une
variété de situations peuvent paraître contradictoires, ce que réfuterait l’hypothèse
généralement admise de rationalité. Ce qui est vrai pour les experts comme l’ont montré les
recherches sur l’extraction de la connaissance, l’est plus encore pour les apprenants ; les
travaux sur les « misconceptions » dans les années 80 ont largement mis en évidence ce
phénomène. Cette réalité psychologique et épistémologique est la source des plus grandes
difficultés pour ceux qui s’engagent dans des recherches sur la modélisation de l’apprenant
dans la conception d’un EIAH.
Nous nous proposons de contribuer à résoudre ce problème en partant des théories et des
modèles construits en didactique pour rendre compte de cette complexité (contradiction des
connaissances, non monotonie de l’apprentissage).
Nous décrivons la connaissance d’un agent humain, en référence à un contenu particulier, par
l’ensemble de ses conceptions relativement à ce contenu ; chaque conception C particulière
peut être déterminée empiriquement par une classe de situations dans lesquelles elle est
opérationnelle. Pour caractériser une conception, nous avons repris et étendu le modèle de
Vergnaud en lui associant un quadruplet (P, R, L, ∑) formé de la façon suivante :
- P est un ensemble de problèmes
- R est un ensemble d'opérateurs
- L est un système de représentation
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- ∑ est une structure de contrôle
D’une façon rapide, on retiendra que P caractérise l’ensemble des problèmes sur lesquels C
est opératoire, R désigne l’ensemble des opérateurs qui permettent de résoudre les problèmes
de P, L permet d'exprimer les éléments de P et de R, enfin ∑ permet la prise de décision, les
jugements de validité et assure en particulier la non-contradiction de C. Résoudre un problème
consiste en l’application d’une suite d’opérateurs sous le contrôle de ∑ jusqu’à parvenir au
jugement « problème résolu ». On définit d’une façon naturelle la résolution d’un problème
complexe, c’est-à-dire qui ne relève pas d’une unique conception, par un ensemble de
conceptions (dans ce cas la suite des opérateurs emprunte au diverses conceptions, et la
structure de contrôle de l’une des conceptions prend en charge le jugement de bonne fin).
Cette formalisation permet d’organiser l’ensemble des conceptions (relations de généralité,
efficacité, fausseté relative, etc.) et de caractériser les connaissances d’un individu, comme un
ensemble de conceptions, en résolvant le paradoxe que constituerait l’adoption simultanée
d’une perspective constructiviste et de la reconnaissance de contradiction relativement à une
même connaissance pour un même individu. Deux conceptions, pour une même connaissance,
peuvent être contradictoires parce que leurs domaines d’usage n’ont pas d’intersection.
Cette formalisation des connaissances et de la résolution de problèmes induit une relation
canonique entre problèmes et conceptions dont on peut rendre compte par la constitution d’un
graphe biparti (problèmes-conceptions). Un processus didactique est alors modélisé par une
fonction de transition particulière définissant des parcours de ce graphe. Ces fonctions de
décision peuvent être effectivement exprimées et calculées par un précepteur artificiel, ou être
mise en œuvre par un précepteur humain.
Cette représentation est utilisée dans le projet Baghera présenté plus loin, qui porte sur des
questions de modélisation informatique des connaissances (thèse de C. Webber), mais aussi
dans des travaux de didactique portant sur l’étude des conceptions des élèves (thèses de N.
Gaudin, B. Pedemonte) et (thèses en cours de I. Lima et T. Miyakawa).
Sous-thème 4 : Apprentissage et enseignement de la preuve en mathématiques
Les recherches sur l’apprentissage de la preuve en mathématiques, prenant en compte les
contrôles dans le processus de résolution de problèmes, sont anciennes à Grenoble où les
premiers travaux remontent à la fin des années 70. Parmi les résultats solides figurent la mise
en évidence d’une interaction étroite entre conjectures, tentatives de preuve, réfutations. Cette
relation dialectique joue un rôle central dans la découverte des éléments nécessaires à
l’élaboration d’une démonstration, et permet la construction d’une signification pour les
contenus mathématiques en jeu.
A l’interaction profonde entre théorie, preuve et théorème en mathématiques (repris en
didactique par M. A. Mariotti), correspond dans la résolution de problèmes considérée d’un
point de vue cognitif, une interaction profonde entre conception (au sens ci-dessus),
argumentation et conjecture. Nous avons mis clairement ce parallélisme en évidence, et pour
cette raison centré nos travaux sur :
•
la relation entre argumentation et démonstration en nous fondant sur la
modélisation de l’argumentation que propose Toulmin (thèse de B. Pedemonte, en cotutelle avec A. M. Mariotti),
la possibilité d’une modélisation des conceptions qui prenne en compte de façon
fondamentale les processus de contrôle. Cet aspect est bien sûr exploré en relation étroite
avec l’action décrite ci-dessus.
Les modèles issus de ces travaux ont été repris dans la construction d’un environnement pour
l’apprentissage de la preuve (thèse de V. Luengo), puis plus récemment, dans le cadre du
projet Baghera, dans la conception d’un environnement d’apprentissage de la géométrie.
•
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Dans ce dernier cas, il s’agit de concevoir et mettre en œuvre les principes d’un agent
rationnel pour lequel l’élève puisse exprimer des connaissances et les organiser selon sa
propre vision des choses. La fonction de cet agent est d’assurer des feed-back qui soient liés à
la cohérence propre du raisonnement de l’élève et non à des idées a priori de ce que devrait
être la résolution. L’élève peut formuler des énoncés et leur associer un statut (de conjecture,
de lemme, de théorème si cet énoncé provient d’une base d’énoncés autorisés, ou de propriété
vraie si cet énoncé a été établi par l’élève lui-même). La relation élémentaire entre les énoncés
est l’inférence. Un tel agent rationnel, EUCLIDE, a été conçu par V. Luengo dans le cadre de
sa thèse.
Le premier prototype réalisé dans le cadre du projet
Baghera (maître d’œuvre S. Pesty)
Le micromonde EUCLIDE analyse la structure d’un ensemble d’énoncés et cherche si cette
structure est, ou non, celle d’une démonstration relativement à un énoncé donné comme
conclusion. Au-delà de la réalisation de ce prototype et de son évaluation avec des élèves, ce
que l’on peut retenir comme résultat de cette opération de recherche, constituant une part
essentielle du travail de V. Luengo, est la possibilité de concevoir et réaliser un
environnement qui a une interaction pertinente avec un élève, sans pour autant disposer de ce
que l’on nomme communément un modèle de l’utilisateur. Ainsi, ce micromonde permet de
construire des preuves « fausses » pour autant que la fausseté ne concerne pas leur structure
logique, mais les définitions ou les énoncés qui constituent le cadre de leur construction
(axiomatique). Les interactions consistent en des réfutations (contre-exemples, conditions
d’application d’un théorème), ou des demandes de clarification (statut des énoncés,
complétion de la preuve). Une caractéristique générale des micromondes, est qu’ils
fournissent un moyen d’expression de la connaissance de l’utilisateur sous des contraintes
essentiellement syntaxiques et pas celles d’un contenu fixé a priori. C’est parce que
EUCLIDE permet la révision des connaissances (par la modification des définitions et des
énoncés premiers), qu’il peut participer à un apprentissage touchant au contenu. Il reste qu’il
faut, pour obtenir un tel apprentissage, introduire d’autres interactions pour orienter la
dialectique des preuves et des réfutations suscitée par le micromonde - ce qui peut être obtenu
en passant le contrôle à un autre agent artificiel ou à un agent humain (professeur ou
formateur).
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Ces travaux n’ont pas d’équivalent actuellement car les environnements qui ont les mêmes
objectifs s’appuient en général sur des démonstrateurs qui contraignent l’utilisateur tant au
plan logique qu’au plan du contenu en jeu, la notion de réfutation étant comprise dans une
acception qui peut être qualifiée de dogmatique (rejet pur et simple).
Cette recherche a été développée dans le cadre du projet Baghera, présenté plus loin dans ce
rapport.
Sous-thème 5 : Modélisation des connaissances pour le diagnostic
Issu de la communauté automaticienne ce travail conduit depuis quelques années des activités
de recherche concerne l’apport des méthodes de diagnostic automatique aux Modèles et
Technologies pour l'Apprentissage Humain. Les recherches développées s’intéressent
particulièrement à la conception de méthodes d’aide au diagnostic de compétences
d’apprenants travaillant sur des simulateurs d’entraînement. Ce secteur de recherche présente
plusieurs enjeux. Du point de vue des retombées industrielles, l’entraînement d’opérateurs sur
simulateurs permet de prévenir les situations exceptionnelles et concerne de nombreux
secteurs industriels : le contrôle et la supervision de systèmes présentant des risques (centrales
nucléaires, réseaux de transport et de distribution électriques), la conduite de mobiles (trains,
avions) ou encore la conception de jeux éducatifs (sécurité routière). Si le contrôle des actions
de l’opérateur est en général assuré par des fonctions d’alerte intégrées au simulateur qui
indiquent instantanément un dysfonctionnement (variables du système sortant d’une plage de
validité, non respect de consignes etc..), la détermination des compétences qui ont fait défaut à
l’opérateur reste est un problème d’une grande complexité. Ce type de fonctionnalités relève
du diagnostic de compétences.
2.1.2. Thème 2 : Conception d'EIAH en mathématiques
Participants
D. Bouhineau, H. Chaachoua, M.C. Croset, T. Huguet, N. Gaudin, I. Lima, J.F. Nicaud, S.
Mezerette, S. Soury-Lavergne, C. Viudez, C. Webber
Mots-clés : micromonde, algèbre, apprentissage
Résumé
Nos travaux de conception et de réalisation d’EIAH sont conduits selon deux orientations
complémentaires. La première orientation est celle de systèmes dédiés à un domaine
mathématique : nous nous intéressons à l’algèbre et nous développons des systèmes
originaux, de type tuteur ou micromonde, avec une finalité de distribution commerciale (cf.
projet Aplusix). La seconde orientation est celle des plates-formes de recherche : nous
développons une plate-forme multi-agents pour l’enseignement à distance. Cette plate-forme
doit permettre d’accueillir des composants informatiques pour construire des EIAH
spécifiques, avec ses propres domaines et modes d’interaction (cf. projet Baghera).
Sous-thème 1 : Aplusix
Site : http://aplusix.imag.fr/
Le projet Aplusix s’appuie sur le logiciel du même nom, qui est un micromonde d’aide à
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l’apprentissage de l’algèbre en phase de valorisation (commercialisé en France, en voie de
commercialisation à l’étranger).
Le micromonde Aplusix
Aplusix est un micromonde algébrique qui a atteint une forme de produit en 2004 et a
commencé à être déployé en 2005. Le logiciel comporte un éditeur avancé d’expressions
algébriques, avec des actions classiques d’insertion, suppression, sélection, couper, copier,
coller et glisser-déposer, qui permettent à l’élève de faire les calculs de son choix. En mode
« exercice », Aplusix fournit deux rétroactions fondamentales : il indique si les étapes de
calculs sont correctes ou non, il indique si l’exercice est achevé ou non. En mode « test »,
Aplusix fait résoudre des exercices sans apporter de rétroaction et fournit un score. En mode
« Autocorrection », les élèves peuvent revoir leurs tests, avec les rétroactions qui ont été
ajoutées et corriger leurs résolutions. Un générateur d’exercices basé sur des patrons avec
tirage aléatoire des coefficients et respect de contraintes a été réalisé. Un éditeur d’exercices
permet aussi au professeur de produire des fichiers d’exercices. Des problèmes donnés en
langue naturelle, et comportant plusieurs sections, ont été ajoutés au logiciel récemment. Un
éditeur a été réalisé pour permettre au professeur de produire des fichiers d’exercices.
Des expérimentations ont été conduites dans différents pays et différents contextes (usage
individuel/collaboratif – apprentissage/remédiation – milieu spécifique/écologique). Elles ont
montré des progressions significatives des connaissances des élèves et un bon report sur
l’environnement papier-crayon (évaluations par des pré- et post-tests papier-crayon).
Aplusix enregistre les activités de l’élève pour permettre une étude en différé de son travail et
contient un magnétoscope permettant rejouer de ce que l’élève a fait. Cet outil est utilisable
par l’élève, le professeur et le didacticien.
Aplusix est développé en Borland Delphi sur PC. Il est commercialisé en France par Les
Editions Archimède. La poursuite du développement et la commercialisation à l’étranger vont
être confiées à l’entreprise Floralis, filiale de l’Université Joseph Fourier. S. Mezerette,
ingénieur d’étude, a été affectée au développement du logiciel avec un traitement d’un an par
le CNRS puis un traitement de 7 mois de l’UJF.
Vers un CAS pour l’éducation
Les systèmes de calcul formel (CAS) sont fréquemment utilisés dans l’enseignement
secondaire et supérieur, malgré de nombreuses difficultés montrées par la communauté
didactique. Les systèmes de type tuteur pour l’algèbre (comme le produit commercial
MathXpert) n’ont pas quant à eux un très grand succès. Ces systèmes font résoudre les
problèmes à l’aide de commandes produisant chacune un pas de calcul et apportent de l’aide à
l’élève.
Il nous semble clair que le type de système le plus susceptible d’être utilisé, et d’être utile, est
celui de système de calcul formel pour l’éducation que nous concevons comme étant un
éditeur algébrique du type d’Aplusix auquel deux sortes de commandes sont ajoutées.
Les commandes de la première sorte sont semblables à celles du calcul formel et consistent à
demander au système l’exécution d’une tâche, comme résoudre-équation, factoriserpolynôme, pour obtenir brutalement la solution (c’est-à-dire sans avoir une succession
d’étapes y conduisant). Pour être adapté à différents niveaux, un paramétrage des commandes
est nécessaire, ainsi résoudre-équation pourra-t-il être absent à niveau élémentaire et limité
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aux équations de degré un à niveau intermédiaire. Nous avons implanté des commandes sur
les expressions de complexité moyenne (en particulier pour les équations jusqu’au degré 4 et
les systèmes linéaires jusqu’à 10*10).
Sous-thème 2 : Baghera
Site : http://www-baghera.imag.fr/
Cette opération a été conduite en collaboration avec les équipes ATINF ET MAGMA du
laboratoire.
Le projet Baghera est né en 1998. Il peut être vu, sur le versant technologique, comme un
projet de plate-forme d'enseignement à distance, et, sur le versant théorique, comme une
opération dirigée vers la recherche des principes de conception d'un environnement pour
l’apprentissage qui viennent à bout des principaux obstacles maintenant bien identifiés —
notamment l'absence de modèle d'enseignement universel et la singularité des connaissances
de l'apprenant.
Au plan technologique, Baghera est une plate-forme multi-agents, dont l’agent au contact de
l’utilisateur est une version d’EUCLIDE. L’analyse des productions de l’élève est conduite
avec le recours éventuel à un service de raisonnement apporté par le démonstrateur ATINF
encapsulé dans un agent (diagnostic d’analogie, recherche de contre-exemples, …), ou en
établissant une communication avec un agent humain (un autre élève, un enseignant ou un
formateur). La représentation d’une connaissance est constituée d’agents représentant des
modèles de conception au sens précisé plus haut. Des agents didactiques prennent des
décisions pour guider l’apprentissage, ou pour solliciter l’intervention d’un agent humain,
enseignant ou formateur.
Au plan théorique, l’objectif premier du projet est d’ouvrir une perspective nouvelle pour la
conception d’environnements dédiés à l’apprentissage humain. La modélisation multi-agents
permet de ramener la question du diagnostic et du contrôle sur l’apprentissage à un niveau de
granularité pour lequel nous disposons de modèles didactiques et pédagogiques efficaces,
alors qu’il n’existe pas actuellement de modèles génériques ou universels. C’est de la
collaboration d’agents spécialisés au sein du système que viendra la pertinence didactique de
l’environnement et sa valeur pour l’apprentissage. La fonction didactique sera une propriété
émergente du système, et non la propriété particulière de l’un de ses composants. On est bien
dans un autre paradigme que celui qui régissait les travaux sur les tuteurs intelligents des vingt
dernières années. Le projet a été évalué par des experts du programme FET de la communauté
européenne : « Innovative design approach for learning environments. In case of success a
considerable contribution to the state of the art. ». Le rapport final du projet est publié sur :
http://www-leibniz.imag.fr/NEWLEIBNIZ/LesCahiers/2003/Cahier81/ResumCahier81.html
2.1.3. Thème 3 : Conception d'EIAH d’enseignement de la démarche
scientifique
Participants
K. Bui Thi, C. d'Ham, M. Ergun, V. Guéraud, I. Girault, P. Marzin, M. Ney, C. Wajeman, A.
Yavuz
Mots-clés : Biologie, Chimie, Physique, Sciences de la Terre, démarche expérimentale,
conception de protocole expérimental, manipulation contrôlée à distance
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Résumé
Le projet [email protected] montre un exemple de travaux pratiques de chimie réalisé à distance,
par l’intermédiaire d’un robot. L’apprenant conçoit le protocole de la manipulation grâce à un
environnement informatique dédié ; le protocole est alors validé par un tuteur artificiel avant
d’être exécuté en temps réel par un robot accessible par Internet. Le projet CHIPEX sépare le
logiciel de conception de protocole de l'interfaçage réalisé avec le robot, permettant ainsi
d’autres usages.
Dans le projet COPEX (COnstruire des Protocoles pour apprendre les sciences
EXpérimentales : des pratiques de classe actuelles à l’assistance par un environnement
informatique), nous partons de l'étude des usages dans les activités de travaux pratiques en
sciences expérimentales (niveau secondaire et universitaire), en particulier lors de
l'utilisation de logiciels dédiés, pour envisager l'insertion dans les TP, d'une activité
originale, structurée et guidée, de conception du protocole expérimental. Les
problématiques travaillées sont les suivantes :
Quelles sont les pratiques des enseignants de sciences expérimentales quand ils font
élaborer des protocoles de TP aux élèves ?
Peut-on mettre en évidence des invariants dans les protocoles de TP en sciences
expérimentales ?
La méthodologie mise en œuvre est l’étude in situ de séquences d’enseignements ainsi que
l’analyse de fascicules de travaux pratiques. La méthodologie et le cadre théorique utilisés
seront dans la continuité des travaux de P. Marzin sur l’analyse des pratiques d’enseignants
en situation de prévention du Sida (thèse de M. Sacadura, Marzin 2001, Sacadura et al.
2005).
La finalité est de caractériser la tâche de conception de protocole, de déterminer les
guidages à mettre en œuvre (thèse de Yavuz A.), les représentations utilisées par les élèves
pour cette tâche et de caractériser les apprentissages réalisés.
Sous-thème 1 : [email protected] et CHIPEX
L’originalité de ce travail réside à la fois dans l’élaboration d’un logiciel de conception de
protocoles d’expérience, basé sur une modélisation de la situation pédagogique et impliquant
un tuteur artificiel et dans la robotisation d’une manipulation de chimie. L’hypothèse qui
fonde la réalisation de cet environnement est que la conception du protocole expérimental par
l’apprenant favorise l’apprentissage de la démarche expérimentale : l’étape de conception du
protocole articule le questionnement initial avec la réalisation expérimentale et donne du sens
à l’analyse des résultats. La conception d’un protocole est une activité scientifique complexe,
qui nécessite un guidage de l’apprenant. Dans [email protected], nous avons pris le parti de
structurer la tâche en étapes, actions et paramètres, basés sur un modèle du processus et des
connaissances mis en jeu et relatif aux méthodes générales utilisées en chimie (d’Ham et al,
2004).
Résultats de l’évaluation d’[email protected]
Un prototype a été développé et testé sur deux classes d’élèves de terminale. Cette
évaluation permet de tester et d’analyser les hypothèses de recherches, les choix effectués lors
de la réalisation, et les besoins des apprenants dans un domaine de validité limité à un TP de
chimie (Marzin et al). Les premiers résultats montrent par exemple que l’activité de
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conception de protocole proposée aide les apprenants à progresser dans l’acquisition de
connaissances procédurales, en particulier celles qui permettent de faire fonctionner une
connaissance théorique dans une situation expérimentale donnée. Cela constitue une
articulation entre des connaissances théoriques et gestuelles ;
Le logiciel permet à une majorité d’apprenants de construire un protocole grâce à la préstructuration du protocole en étapes, actions et paramètres.
Néanmoins, l’évaluation a permis de mettre en évidence des problèmes :
- Certains apprenants utilisent le tuteur selon une stratégie d’essais et erreurs qui peut les
conduire à éviter de s’investir dans un raisonnement véritablement scientifique ;
- Les contraintes imposées par l’usage du robot réduisent fortement les possibilités du
scénario d’apprentissage.
L’autonomisation entre le logiciel de conception de protocole et l'interfaçage réalisé avec le
robot s’est effectuée à plusieurs niveaux :
• suppression de l'accès au robot,
• modification des "briques élémentaires" de manipulation en remplaçant le matériel
spécifique du robot par le matériel standard de laboratoire,
• modification des retours du tuteur artificiel qui ne doivent plus prendre en compte les
contraintes du robot.
Sous-thème 2 : COPEX
Le travail réalisé a porté sur l’étude des usages en travaux pratiques de sciences
expérimentales, avec et sans TICE : recherche des conditions de généralisation des pratiques
de conception de protocole
Les objectifs étaient :
- d’identifier les éléments existants de conception de protocoles dans les TP courants des
sciences expérimentales et caractériser un protocole pour rendre homogène la démarche
dans les diverses disciplines expérimentales.
- de définir les caractéristiques d'une situation d'apprentissage intégrant une activité
structurée de conception du protocole en TP, avec ou sans TICE.
Méthodologie : corpus des TP courants, avec et sans logiciels de TP. Modélisation gros grain
de connaissances pour caractériser et comparer les organisations de connaissances dans les
protocoles, d’expérience entre les disciplines scientifiques.
2.1.4. Thème 4 : Ingénierie des connaissances pour les Situations Actives
d'Apprentissage (SAA)
Participants
F. Azouaou, C. Desmoulins, V. Luengo, D. Mille, D. Mufti-Alchwafa, L. Vadcard
Mots-clés : Modélisation des connaissances, Ingénierie des connaissances, Diagnostic
automatique, Prise de décision didactique automatique, Mémorisation et remémoration des
conceptions personnelles, Annotations
Résumé
Le thème Ingénierie des connaissances pour les SAA est consacré à la modélisation, la
représentation, l’extraction, la mémorisation et le traitement de la connaissance pour un
EIAH. Plus particulièrement, nous nous intéressons à des questions relatives :
MeTAH - 11
494
- aux modèles de la connaissance dans les EIAH (formalisations, représentations internes
permettant les traitements informatiques, représentations à offrir aux acteurs des SAA) ;
- aux outils manipulant de traitement la connaissance dans les EIAH : services internes de
manipulation de la connaissance (outils automatiques pour le diagnostic, la prise de
décision didactique, etc.) et outils à fournir aux acteurs.
La méthode de travail consiste à articuler une approche générique avec des analyses
spécifiques aux domaines considérés.
Ce thème regroupe des travaux concernant :
- les calculs de diagnostic et de prise de décision didactique,
- les mémoires volontaires de formation à base d'annotations.
Sous-thème 1 : De la formalisation des connaissances à la génération de rétroactions
épistémiques situées
Ces travaux sont basés sur une analyse des diverses formes de connaissances mises en jeu
dans des situations actives d'apprentissage : connaissances de référence, connaissances après
transposition didactique, connaissances effectives de l'apprenant. La formalisation de ces trois
types de connaissance peut difficilement être effectuée de façon indépendante ; il est
nécessaire à la fois d’isoler ces formes de connaissances et leur fonctionnement propre et de
représenter les relations qu’elles entretiennent entre elles.
Pour modéliser ces aspects, nous choisissons d'utiliser le formalisme ckç (Balacheff 2003, cf.
thème 1 sous-thème 3), parce que cette modélisation ne cherche pas à rendre compte d’une
cohérence globale des connaissances, mais admet au contraire des contradictions éventuelles
entre les connaissances d’un individu (dues à leur caractère situé).
Une telle modélisation des connaissances est abordée pour la formation à la chirurgie. Elle
permet d'identifier plus finement des connaissances de différentes nature : déclaratives,
décisionnelles et gestuelles et d'étudier les rapports qu'elles entretiennent entre elles. Quels
sont par exemple les liens entre la théorie et la pratique ? Comment déterminer ce qui conduit
l'apprenant à un geste erroné ?
A partir des modélisations faites, nous proposons :
- une représentation informatique des conceptions faites selon le formalisme ckç afin de
pouvoir les exploiter de façon automatique ;
- des inférences ou des déductions automatiques pour le diagnostic des connaissances de
l'apprenant ;
- un système de prise de décisions didactiques qui, partant d'un diagnostic de l’état de
connaissance de l’apprenant génère des rétroactions pertinentes.
L'originalité de ces travaux (Thèse de Dima Mufti-Alchawafa) est de :
- s'intéresser à la production automatique de rétroactions liées à l'état des connaissances de
l'apprenant, cette prise de décision est souvent déléguée à l'humain ;
- proposer une architecture de couplage entre le diagnostic et la production des décisions
didactiques ; cette architecture permet notamment de pouvoir réutiliser un diagnostic
existant (quelle que soit sa source) pour produire des rétroactions pertinentes.
Les travaux concernent l'apprentissage de la chirurgie (projet TELEOS) et les formations
données aux pilotes de ligne (collaboration BritAir). La modélisation effective des
connaissances est propre à chaque domaine, mais les représentations et les mécanismes
d'exploitation visent la généricité. Ces résultats pourront être réinvestis dans d'autres
MeTAH - 12
495
domaines et intégrés dans divers systèmes informatiques d’apprentissage. Les travaux sont
naturellement exploitables dans le cadre de l'ingénierie du suivi des apprenants (cf. thème 6).
Sous-thème 2 : Mémoires de formation à base d'annotations
Nos recherches concernent les modèles et outils logiciels permettant de fournir aux différents
acteurs d’un enseignement une mémoire informatique et subjective sur les activités qu’ils ont
effectuées. Les travaux sont centrés sur les annotations de mémorisation dont les fonctions
majeures sont la mémorisation (création d’annotation) et la remémoration (à la demande de
l’utilisateur ou provoquée par le système).
Les résultats concernent aujourd'hui essentiellement les annotations sur les documents.
L’annotation est vue comme une relation subjective (reflet de la connaissance de l’annoteur)
liant un élément du document à des concepts domaine ou métier (connaissance partagée).
Nous proposons tout d'abord :
- un modèle formel de l'objet annotation qui étend la formalisation de l'annotation dans le
web sémantique en définissant trois facettes ; une facette tangible visible sur le document,
une facette sémantique exprimant l'objectif et le contenu de l'annotation, une facette
épisodique mémorisant le contexte d'annotation et son auteur (thèse de D. Mille).
- un modèle de l'activité d'annotations. Pour conserver à la fois les pratiques classiques
(annotation graphique à la main, rapide et facile) et conserver dans la mémoire la
sémantique et l’épisode d’annotation, l’activité a été modélisée sous forme de patrons
d’annotation.
L'objet annotation est également représenté et rendu manipulable à son utilisateur. Une
première version de l’outil MémoNote développé sur TabletPC permet l’annotation avec un
stylet et la mémorisation de sa sémantique et son épisode à partir d’ontologies. Elle offre une
fonction de patrons d’annotation. Elle a permis des expérimentations écologiques dans divers
contextes (TP chimie, TD psychologie) et le développement de fonctionnalités de patrons
d’annotation. Elle est en cours de transfert sous la forme d'un outil Web intégré dans l'ENT de
Savoie (collaboration avec l'entreprise Pentila). Une fonction de remémoration d’annotations
à la demande de l’utilisateur est en cours de développement.
Les extensions des formalismes et des outils ont porté sur :
- un modèle spécifique d'annotation (objet et activité) pour l'enseignant. Il repose
principalement sur la décomposition de l’objectif d’annotation en trois niveaux
(pédagogique, domaine et document) (Thèse de F. Azouaou) ;
- la modélisation du partage d’une annotation et de la construction d’une mémoire
consensuelle dans des équipes enseignantes ;
- un service d'adaptation des annotations et de filtrage des patrons en fonction des contextes.
Plus généralement, des travaux menés collectivement dans le cadre du projet OURAL en
collaboration avec des chercheurs en sciences de l'Education ont permis la construction d'une
ontologie des Situations Actives d'Apprentissage et un ensemble de services associés.
2.1.5. Thème 5 : Ingénierie des Situations Actives d'Apprentissages :
approche générique transversale aux domaines d'apprentissage
Participants
J-M. Cagnat, V. Guéraud, A. Lejeune, J-P. Pernin, J-P. Peyrin
Mots-clés : Scénario pédagogique, langage de modélisation pédagogique, environnementauteur de scénario
MeTAH - 13
496
Résumé
Nous nous intéressons aux modèles, méthodes et outils informatiques permettant la
conception et la mise en place de situations actives d'apprentissage par des enseignants ou des
ingénieurs pédagogiques. Notre approche est générique et transversale aux domaines
d'apprentissage. Elle repose sur le concept de scénario pédagogique. Considéré comme le fil
directeur d'une situation d'apprentissage, le scénario décrit le déroulement prévu ; il précise les
rôles, les activités et leur organisation, ainsi que l'environnement et les ressources nécessaires
à la réalisation des activités. Il peut également décrire a priori les règles de contrôle qui
permettront aux acteurs concernés (enseignants, tuteurs, apprenants eux-mêmes et/ou
système) de suivre la progression des apprenants et de réguler le déroulement des situations
d'apprentissage.
Le concept de scénario s'applique à des situations d'apprentissage de granularité diverse :
organisation d'unités d'apprentissage au sein de cursus de formation, articulation d'activités
pédagogiques au sein d'une unité d'apprentissage, tâches à accomplir en interaction avec des
Objets Pédagogiques Interactifs (OPI) au sein d'une activité. Nos travaux visent à proposer
des solutions pour ces différents niveaux de granularité, et à assurer l'interopérabilité entre les
solutions des différents niveaux.
Différentes questions-clés motivent nos recherches :
- Comment modéliser les scénarios ?
- Comment faciliter l'activité de conception de scénarios - par des enseignants ou par des
experts en modélisation pédagogique ?
- Comment rendre opérationnels les scénarios produits, c'est-à-dire permettre la mise en
oeuvre effective des situations d'apprentissage correspondantes, sur des environnements
d'exploitation divers, en interopérant avec les ressources nécessaires ?
Ces recherches sont abordées selon deux thématiques complémentaires :
- l'une se situe au niveau de granularité concernant l'activité ; elle vise spécifiquement la
conception de SAA spécifiques basées sur l'exploitation d'OPIs tels que simulations ou
micro-mondes ;
- l'autre se situe à un niveau de granularité plus élevé et aborde la conception de SAA de
façon plus générale.
Sous-thème 1 : Approche générique pour la conception d'activités basées sur l'exploitation
d'Objets Pédagogiques Interactifs.
Ces recherches s'appuient sur des travaux antérieurs de l'équipe ARCADE portant sur la
conception de situations actives d'apprentissage basées sur l'exploitation de simulations
(projets européens et industriels). Elles en étendent la portée et les résultats (Habilitation de V.
Guéraud).
Notre objectif est ici d'assister la conception de Situations Actives d'Apprentissage (SAA), de
nature individuelle, basées sur l'exploitation d'Objets Pédagogiques Interactifs (OPI). Nous
proposons un modèle de conception spécifique permettant de dissocier nettement l'OPI
support de l'activité et le scénario pédagogique qui l'exploite. L'idée est de permettre aux
enseignants de créer leurs propres scénarios pédagogiques sur des OPI déjà existants
(simulations disponibles sur le Web, micro-monde du domaine…).
Nos propositions vont de la conception de scénarios par les enseignants à la prise en charge
automatique de leur exécution permettant aux apprenants de travailler sur les situations
MeTAH - 14
497
d'apprentissage ainsi définies. L'une des contraintes est donc de proposer des modèles, des
méthodes et des environnements de travail adaptés à un public enseignant, a priori non
spécialiste de la programmation (approche auteur) ; l'autre est d'assurer l'opérationnalité des
scénarios produits (scénarios "exécutables", interopérabilité entre scénarios et OPI,
environnement de manipulation des scénarios pour l'apprenant…).
Pour cela, nous proposons :
- un concept de scénario pédagogique définissant précisément (1) l'activité proposée aux
apprenants sur l'OPI, (2) le contrôle qui sera fait de la progression de l'apprenant durant
cette activité et (3) l'assistance pédagogique qui lui sera fournie automatiquement en
fonction de sa progression ;
- un modèle de scénario basé sur : la situation de départ et l'objectif à atteindre, un ensemble
de comportements (corrects ou erronés) à repérer pendant que l'apprenant travaille sur
l'OPI pour atteindre l'objectif et la réactivité du système vis-à-vis du comportement de
l'apprenant ;
- un environnement-auteur de scénarios permettant aux enseignants de décrire simplement
les éléments constitutifs des scénarios. L'idée originale pour simplifier la tâche de l'auteur
est basée sur le fait d'exploiter l'OPI au moment de la définition du scénario. Les
expérimentations ont montré la réelle simplicité d'usage de l'environnement proposé ;
- un environnement d'exploitation des scénarios (appelé moniteur de scénarios) qui (1) offre
aux apprenants une interface de manipulation du scénario ; (2) interopère avec l'OPI en
fonction des indications données dans le scénario ; (3) gère le soutien automatique à
l'apprenant et assure l'enchaînement des étapes en fonction de la progression de
l'apprenant.
De façon plus technique, nous avons proposé une architecture de communication et défini les
conditions à remplir (inspectabilité et scriptabilité au minimum) par un OPI pour qu'il soit
contrôlable par un scénario ; il est à noter que les contraintes que nous imposons aux Objets
Pédagogiques sont plus exigeantes que les caractéristiques imposées par les standards actuels
du domaine.
Les terrains d'expérimentation pour ces propositions à caractère générique sont variés.
Soulignons que la collaboration avec les didacticiens de MeTAH dans les disciplines des
sciences expérimentales – collaboration initiée pour la chimie dans le cadre du projet IMAGe-Xperience – se poursuit dans le cadre du projet COPEX proposant, pour diverses sciences
expérimentales (physique, chimie, biologie), un type d'activité commun : la construction de
protocoles expérimentaux (cf. thème 3).
Les résultats obtenus dans cette thématique nous permettent également d'élaborer des
solutions originales en terme de suivi des apprenants (cf. plate-forme FORMID, thème 6).
Sous-thème 2 : Approche générique pour la conception de Situations Actives
d'Apprentissage plus générales
Nous abordons ici la conception de Situations Actives d'Apprentissage de façon plus générale
mais avec les mêmes objectifs que précédemment : assister les enseignants dans l'activité de
conception et assurer le caractère opérationnel des résultats de la conception. Pour cela, nous
prenons comme point de départ des propositions élaborées par d'autres équipes de recherche.
Nous considérons les langages de modélisation pédagogique (ou EMLs), et en particulier la
spécification IMS Learning Design issue des travaux de Koper et candidate au statut de
standard dans le domaine. Ce langage permet a priori de modéliser toute situation
d'apprentissage, y compris le contrôle et l'assistance associés mais il est destiné aux experts en
MeTAH - 15
498
modélisation pédagogique et ne convient pas tel quel au public d'enseignants que nous visons.
Nos contributions relatives à IMS/LD concernent particulièrement la modélisation de
scénarios d'apprentissage collaboratifs (projet Emergence – Région Rhône Alpes):
- identification de certaines insuffisances (relatives à la description des interactions des
membres du groupe, à l'expression des droits de chacun sur les ressources, à la prise en
compte dans le scénario de productions effectuées par les membres pendant l'exécution du
scénario). Les études de cas ont été effectuées à partir de scénarios textuels exprimés par
les enseignants du Lycée Ouvert de Grenoble (LOG) ;
- proposition d'un autre EML, le langage LDL, visant à pallier les insuffisances repérées en
exploitant les concepts du "Modèle de Participation" élaboré par l'équipe Syscom
(Université de Savoie) avec laquelle nous collaborons.
Parallèlement une architecture a été conçue par la société Pentila et en collaboration avec
Syscom pour la mise en œuvre de scénarios collaboratifs modélisés à l'aide de LDL. Les
premières expérimentations sont prévues fin 2005 sur l'ENT de Savoie.
Une autre contribution vise à proposer une approche auteur pour la définition de scénarios en
langage IMS/LD. Nous avons élaboré un prototype de système-auteur GenScen' destiné aux
enseignants des Maisons Familiales Rurales1 (Mémoire CNAM de Dominique Faure).
L'enseignant décrit le scénario en manipulant directement les objets et acteurs de la classe
représentés à l'écran et en répondant à des dialogues précisant l'activité. Il peut vérifier la
cohérence de son scénario en regardant l'animation résultante à l'écran. Cette modeste
contribution ne couvre que très partiellement les concepts IMS/LD mais illustre néanmoins le
type d'approche que nous souhaiterions.
Outre les travaux concernant IMS/LD, nous nous intéressons également aux travaux menés au
Québec (Université de Montréal, CIRTA-LICEF) sur la conception d'activités et de conseils.
Une thèse en co-tutelle vise ainsi à élaborer un dispositif de soutien pour l'enseignant dans sa
tâche de conception de scénarios pédagogiques (Thèse d'Emmanuelle Villiot-Leclercq).
De façon plus générale, nous participons activement aux réflexions de la communauté sur le
thème de la conception de scénarios, comme en témoignent :
- des invitations à contribuer à des événements : Journées Recherche et Industrie organisées
par l'Agence Rhône-Alpes Numérique, Ecole thématique du CNRS "Modèle,
Architectures logicielles et Normes pour le développement et l'intégration d'EIAH" ;
- les sollicitations provenant d'instituts de normalisation AFNOR (groupe SC36) ;
- l'intégration dans une communauté de pratiques au sein du réseau européen UNFOLD.
Nous sommes également intéressés à fournir des modèles ou outils permettant l'explicitation
des connaissances au sein des scénarios d'apprentissage, en examinant en particulier les liens
entre ingénierie didactique et ingénierie pédagogique (cf. thème 4). Cette thématique a fait
l'objet de plusieurs mémoires de master recherche, notamment en partenariat avec le LAG.
2.1.6. Thème 6 : Ingénierie de l'exploitation et du suivi des Situations
Actives d'Apprentissage : approche générique transversale aux
domaines enseignés
Participants
J-M. Adam, J-M. Cagnat, J-P. David, F. Diagne, C. Eyssautier, V. Guéraud, A. Lejeune, V.
1
Etablissement privé de formation professionnelle dépendant du Ministère de l'Agriculture
MeTAH - 16
499
Luengo, J-P. Pernin, J-P. Peyrin
Mots-clés : Suivi de l'activité des apprenants, suivi de classe virtuelle, traces d'apprenants,
patrons de traces, analyse de traces, environnements de suivi
Résumé
Notre objectif est de favoriser l'exploitation et le suivi de SAA par différents acteurs, dans des
contextes présentiels ou distants, synchrones ou asynchrones.
Nous nous intéressons aux acteurs suivants :
- l'enseignant / tuteur dans son rôle de supervision et de soutien des activités d'apprentissage
individuelles et collectives ;
- l'apprenant lorsqu'il est dans une démarche d'auto-régulation de ses activités ;
- le chercheur qui a pour objectif de vérifier et de valider des hypothèses, modèles ou
systèmes, en observant le déroulement effectif des Situations Actives d'Apprentissage.
Il s'agit d'offrir à chaque acteur des moyens de perception, de compréhension, et de mémoire,
adaptés à son rôle et à son mode de travail. La perception de ce qui se passe durant le
déroulement de l'activité d'apprentissage joue un rôle capital en permettant à chacun de
prendre les décisions qu'il juge pertinentes et de mener sa tâche à bien.
L’ingénierie du suivi d’apprentissage repose sur la modélisation, la collecte et l'analyse de
traces d'apprenants ou de groupes d'apprenants. Nous nous intéressons aux traces concernant
respectivement les individus eux-mêmes (vidéos des apprenants par exemple), l'activité des
apprenants et des groupes sur les SAA, les échanges entre intervenants. La notion de trace
"utile" parce que située au bon niveau sémantique est très variable selon l'acteur et la tâche
considérés. Les besoins d'un tuteur supervisant en direct le travail d'une classe virtuelle par
exemple sont très différents de ceux d'un chercheur en didactique analysant en différé le détail
du comportement d'apprenants dans une situation donnée.
Nous abordons ces recherches selon trois thématiques complémentaires :
- modélisation et ingénierie des traces d’apprentissage ;
- analyse des traces, élaboration et exploitation d'indicateurs (exploitation automatique et
environnements d'exploitation pour les acteurs).
- plates-formes pour l'apprentissage et l'expérimentation
Sous-thème 1 : Modélisation et ingénierie des traces d’apprentissage
Nous avons contribué sur ce thème au sein de divers projets (JEIRP Trails et DPULS) du
réseau d'excellence européen Kaleidoscope. Les résultats concernent :
- l'étude d'un type particulier de traces constituées par des séquences chronologiquement
ordonnées des objets d'apprentissage manipulés par les apprenants (Trails) ; notre
contribution a porté sur l'identification des concepts du langage IMS/LD permettant
d'obtenir des traces de ce type ;
- un état de l'art sur les différents types de traces récoltées et analysées dans les systèmes
existants (DPULS) ;
- un ensemble de patrons de conception pour l'enregistrement et l'analyse de traces :
problèmes fréquemment rencontrés, propositions de solutions à ces problèmes, guides
pratiques de mise en œuvre (DPULS) ;
- un formalisme d'expression des patrons de conception (Design Pattern Language);
MeTAH - 17
-
500
un outil de gestion de patrons est en cours de construction pour le concepteur (DPULS).
Les stratégies de collecte des traces sont variées et constituent également des objets de
recherche. Nos stratégies peuvent consister à définir a priori le type de traces attendues et à
effectuer une collecte sélective (cf. l'approche par scénarios pédagogiques – thème 5) ou à
collecter des traces brutes et à les analyser a posteriori.
Sous-thème 2 : Analyse des traces, élaboration et exploitation d'indicateurs (exploitation
automatique et environnements d'exploitation pour les acteurs).
Les techniques d'analyse dépendent de la nature des traces et des objectifs poursuivis. Nous
proposons par exemple de procéder par extraction de la connaissance (au sens systèmes
d'information), par analyse didactique et diagnostic épistémique (cf. thème 4 sous-thème 1),
ou encore par des techniques spécifiques aux types de traces manipulés.
Nos travaux concernent par exemple :
-
l'exploitation de la vidéo d'expressions faciales des apprenants pour faciliter leur suivi à
distance. Il s'agit ici de prendre en compte la dimension émotionnelle des apprenants en
fournissant à l'enseignant des indicateurs lui permettant par exemple de repérer des
apprenants en difficulté. Ces travaux, financés par une ACI Cognitique, ont bénéficié de
nombreuses collaborations : avec le laboratoire de psychologie sociale de Grenoble
(UPMF et Université de Savoie) pour la définition de protocoles d'expérimentations très
stricts et la production de vidéos d'apprenants en situation écologique ; avec l'équipe
Multicom du CLIPS pour l'exploitation de l'oculométrie, l'analyse des trajets oculaires et
la recherche de stratégies humaines de reconnaissance d'expressions faciales; avec l'équipe
MRIM du CLIPS et le laboratoire LIS pour l'élaboration des techniques de reconnaissance
automatique d'expressions.
-
le traitement de traces hybrides – provenant par exemple d'enquêtes effectuées sur le
terrain, d'enregistrements vidéo et audio ou encore de l'utilisation d'environnements
informatiques. Ce sujet de recherche est notamment abordé au sein du projet ACTEURS
dans le cadre de l'ERTé e-Praxis (collaborations avec LIRIS-Lyon 1, ISPEF-Lyon 2 et
l'INRP). Financé par une ACI Terrains Techniques Théorie (2005-2007), ce projet
s'intéresse globalement à l'analyse de Situations d'Apprentissage Collectives
Instrumentées dans le cadre de l'enseignement supérieur. Nous travaillons particulièrement
sur les formats de description et aux méthodes de traitement des traces d'apprentissage
hybrides, en confrontant différents modèles élaborés dans plusieurs équipes, et en visant la
proposition d'un modèle générique pouvant être opérationnalisé au travers de platesformes d'observation et d'analyse. Le projet repose en particulier sur les apports de nos
travaux et sur des processus d'instrumentation de l'observation mis en place au sein de
l'équipe MULTICOM-CLIPS.
-
la mise au point d'un modèle de supervision basé sur l'élaboration d'indicateurs de
différentes natures (Thèse F. Diagne) : indicateurs d'activités (cf. ingénierie des scénarios,
thème 5), d'indicateurs cognitifs (cf. ingénierie des connaissances, thème 4) et sociaux
(pour refléter la collaboration).
L'objectif général des stratégies de collecte et d'analyse de traces est d'élaborer des indicateurs
pertinents pour la tâche de l'acteur dans le contexte considéré. L'exploitation de ces
indicateurs (complexes) est également au cœur de nos recherches.
La visualisation et l'appropriation des indicateurs par les acteurs sont stratégiques ; ces
derniers doivent pouvoir observer les indicateurs en direct ou en différé, sous forme
MeTAH - 18
501
synthétique ou détaillée, individuelle ou collective, etc. afin d'être capable de prendre les
décisions pertinentes. Citons sur ces aspects :
- l'environnement FORMID-Suivi, exploitant les informations délivrées grâce aux scénarios
pédagogiques (cf. thème 5), permet à un tuteur de suivre en direct une classe en situation
active d'apprentissage (situation de TD/TP par exemple) (habilitation de V. Guéraud) ;
- un ensemble d'outils informatiques à destination de l'apprenant pour lui permettre de
découvrir ces indicateurs et de se les approprier. L'objectif est d'améliorer le travail
réflexif sur son apprentissage ; outre la visualisation de ses profils, nous lui proposons des
activités informatiques variées favorisant l'appropriation des indicateurs le concernant
(thèse de C. Eyssautier en collaboration avec le LIRIS).
Une exploitation automatisée des indicateurs peut permettre d'alléger la tâche de l'acteur
considéré (soutien à l'apprenant, régulation des activités…). L'environnement FORMID, grâce
à l'assistance automatique apportée aux apprenants selon les prescriptions des scénarios, prend
par exemple en charge une part (routinière) de la tâche de suivi, permettant ainsi au tuteur
humain de se consacrer aux cas plus délicats.
Enfin, la composition d'indicateurs issus de différentes situations d'apprentissage, leur fusion,
leur évolution dans le temps sont aussi étudiées : profils d'apprenants, mémoires collectives
d'enseignants (cf. thème 4 sous-thème 2), etc.
Sous-thème 3 : Plates-formes pour l'apprentissage et l'expérimentation
La mise en œuvre et l'expérimentation des résultats précédents nécessitent de disposer de
plates-formes pour l'apprentissage dans lesquelles intégrer nos propositions spécifiques. Les
nombreuses plates-formes de formation disponibles sur le marché ne sont la plupart du temps
pas suffisamment ouvertes et adaptables pour autoriser une telle démarche ; elles ne
supportent souvent pas les mécanismes qui sont nécessaires à la mise en œuvre de nos
résultats.
Face à ce constat, nous avons travaillé de différentes manières :
- nous avons élaboré la plate-forme FORMID, mise en œuvre logicielle des propositions
faites pour la conception, l'exploitation et le suivi de SAA basées sur l'utilisation d'OPI.
Elle offre des "postes apprenant" ainsi qu'un poste "Tuteur" permettant le suivi synchrone
ou asynchrone de l'activité des différents postes Apprenants. Un poste Auteur est
également disponible ; il est dédié à la conception de scénarios définissant chacune des
SAA mises à disposition des apprenants.
- nous avons contribué à la définition d'infrastructures pour la recherche au sein de projets
nationaux (AS "Plate-forme pour les EIAH" - RTP 39) et européens (projet SVL du réseau
Kaleidoscope). Le laboratoire virtuel (Shared Virtual Lab) est une infrastructure au service
des autres projets du réseau : les services fournis sont destinés aux chercheurs
(concepteurs, développeurs et responsables d'expérimentations) ; ils concernent les
échanges et la réutilisation de logiciels, la dissémination de standards et de "bonnes
pratiques" génie logiciel, l'interopérabilité des environnements d'apprentissage et des
outils expérimentaux, l'instrumentation pour l'expérimentation. Sur ce dernier axe, nous
proposons notamment des outils pour la mise en œuvre d'expérimentations et pour le suivi
d'activités.
MeTAH - 19
2.2
502
Résultats majeurs
Le logiciel Aplusix a fait l’objet d’un dépôt à l’APP, est commercialisé en France (éditeur :
Les Editions Archimède – contrat CNRS, UJF, INPG, Univ. Nantes), est en cours de transfert
à Floralis (filiale de l’UJF pour poursuite du développement et commercialisation à
l’étranger).
Le logiciel Educaffix a été valorisé et a donné naissance à une startup nommée
[email protected].
Le logiciel MémoNote d’annotation est en cours de transfert dans l’ENT de Savoie.
Integration d’outils pour favoriser l’instrumentation des expérimentations dans la Plate-forme
SVL (Shared Virtual Lab).
Intégration de l’oculométrie pour l’analyse de la reconnaissance des expressions faciales dans
la plateforme Multicom.
Le réseau d’excellence européen Kaleidoscope a été porté et est dirigé par l’équipe MeTAH.
3. ACTIVITES D’ENCADREMENT
3.1
Thèses et HDR soutenues depuis le 01/10/01
La liste des thèses et HDR est fournie dans le tableau en annexe 2.
3.2
Thèses et HDR en cours
HDR:
GUERAUD Viviane, Approche Auteur pour les Situations Actives d'Apprentissage, Dir.
Jean-Pierre Peyrin, ED MSTI, UJF, Soutenance le 22 octobre 2005.
Thèses:
MIYAKAWA Takesh. Etude du fonctionnement de la connaissance dans la preuve : le cas de
la symétrie orthogonale. Dir. N. Balacheff, ED MSTI, UJF, sans financement, 1re inscription
en 2000.
BUI THI Khanh Hang, Etude didactique de la relation entre enseignement de l'énergie au
lycée et formation des enseignants de physique en France et au Vietnam. Dir. Bettega H.,
Wajeman C., Trac M., Bessot A., ED MSTI, UJF, allocation région, 1re inscription en 2001.
LIMA Iranete. De la modélisation des connaissances des élèves à la prise de décisions
didactiques dans le cas de la symétrie orthogonale, Dir. N. Balacheff et J. Trgalova, ED
MSTI, UJF, allocation gvt Brésilien, 1re inscription en 2001.
MeTAH - 20
503
MILLE Dominique, Modèles et outils Logiciels pour l’annotation de documents
pédagogiques par des apprenants. Dir. J.P. Peyrin et C. Desmoulins, ED MSTI, UJF,
allocation MENRT, 1re inscription en 2001.
AZOUAOU Faiçal, Mémoire et outils de mémoire individuel d’enseignants à base
d’annotation. Dir. J.P. Peyrin et C. Desmoulins, ED MSTI, UJF, allocation MENRT, 1re
inscription en 2002.
YAVUZ Ahmed, Conception et analyse didactique d'un environnement pour favoriser
l'apprentissage en mécanique par une démarche scientifique au niveau DEUG. Dir. Dufayard
J., Lacroix D., Wajeman C., ED MSTI, UJF, allocation gvt Turc, 1re inscription en 2002.
ERGUN Mustafa, Etude d'environnements d'apprentissage par l'expérimentation, dans des
situations en présentiel et en télé-manipulation. Dir. Bettega H., D’Ham C., Girault I., ED
MSTI, UJF, allocation gvt Turc, 1re inscription en 2002.
MUFTI-ALCHAWAFA Dima, Modélisation informatique de la connaissance pour le
développement d’un EIAH en chirurgie orthopédique. Dir. J.P. Peyrin et V. Luengo, MSTII,
UJF, allocation gvt. Syrien, 1re inscription en 2003.
NGUYEN Ai Quoc Apprentissage de l’algèbre au lycée dans un environnement informatique
en seconde en France et en classe 10 au Viêt-Nam. Dir. J.F. Nicaud, H. Chaachoua et Lê Thi
Hoai Chau, ED MSTI, UJF, financement AUF, 1re inscription en 2003.
DIAGNE Fatoumata, Modèle de supervision des processus d’apprentissage. Dir. J.P. Peyrin,
J-P. David et V. Luengo, MSTII, UJF, allocation région, 1re inscription en 2004.
CROSET Marie-Caroline, Modélisation de l’apprenant en algèbre, Dir. J.F. Nicaud, ED
MSTI, UJF, allocation MENRT, 1re inscription 2005
MICHELET Sandra, Modèle de formulation et diagnostic. Dir. J.P. Peyrin, J-M. Adam et V.
Luengo, EDISCE, UJF, allocation MENRT, 1re inscription en 2005.
ESSAUTIER-BAVAY Carole, Etude des mécanismes de suivi d'apprenants par les acteurs de
la situation d'apprentissage en contexte d'évaluation et d'auto-évaluation. Dir. J.P. Peyrin et JP. Pernin, ED MSTI, UJF, allocation MENRT, 1re inscription en 2003.
VILLIOT-LECLERCQ Emmanuelle, Modèle de soutien à l'élaboration de scénarios
pédagogiques. Dir. J.P. Peyrin et J-P. David, ED MSTI, UJF, sans financement, 1re inscription
en 2003.
4. COLLABORATION ET VALORISATION
4.1
Principales relations scientifiques hors contrats
Université de Tsukuba, Dpt Sc. de l’éducation, Expérimentation d’Aplusix, DUO (Région)
MeTAH - 21
504
Univ. Fed. Mato Grosso do Sud (Brésil), Dpt de mathématiques, Expérimentation d’Aplusix
et modélisation des connaissances d’élèves, Coopération France-Brésil CAPES/COFECUB
Univ. Fed. Pernambuco (Brésil), Dpt Sc. de l’éducation, Expérimentation d’Aplusix et
modélisation des connaissances d’élèves, Coopération France-Brésil CAPES/COFECUB
Université de Montréal, Fac. Sciences de l'Education, Dpt Didactique. Co-tutelle de la thèse
de E.Villiot-Leclerq
Univ. Lyon 1, LIRIS. Co-tutelle de la thèse de Carole Eyssautier
4.2
Contrats institutionnels
La liste des contrats institutionnels est fournie dans le tableau en annexe 4.
4.3
Brevets et licences
Les brevets et licences sont présentés dans le tableau en annexe 5.
5. PUBLICATIONS (01-05)
On trouvera en annexe 3 des indicateurs de production scientifique
Articles dans des revues avec comité de lecture internationales et nationales (ACL)
Revues internationales :
Année 2002
1. N. Gaudin, Conceptions de Fonction et registres de Représentation: Etude de cas au
Lycée, /For the Learning of Mathematics 22, 2 (July 2002)
Année 2003
2. Marzin P., Triquet E. & Combaz B, Élaboration et mise en œuvre d'une situation
adidactique pour apprendre à reconnaître les arbres en CM2. Didaskalia, 22, 2003,
pp 117-132. INRP. Paris.
3. Tajariol F., Adam J-M., Dubois M., A study on the effect of communication and
monitoring tools in web-based tutoring, International Journal of Computers and
Applications, Vol 25 no.3, May 2003, p. 206-211
4. Viudez C., Expérimentation d’un environnement informatique dans le cadre de travaux
pratiques sur l’interféromètre de Michelson en licence. Didaskalia 23, 2003, pp 147160. INRP. Paris.
Année 2004
5. D'ham C., De Vries E., Girault I., Marzin P . Exploiting distance technology to foster
experimental design as a neglected learning objective in labwork in chemistry. J. Sc.
MeTAH - 22
505
Educ. Technol., 13, 425-434 (2004).
6. Nicaud J.F., Bouhineau D., Chaachoua H . (2004). Mixing Microworld and CAS
Features for Building Computer Systems that Help Students to Learn Algebra.
International Journal of Computers for Mathematical Learning. Vol. 9, p169-211.
Kluwer Academic Publisher
7. Pesty, S., Webber, C. The Baghera multiagent learning environment: an educational
community of artificial and human agents. Journal of CEPIS (Council of European
Professional Informatics Societies), vol.V, n.4, August 2004 issue, p.40-44. ISSN 16845285.
Année 2005
8. Chaachoua H., Saglam A. (2005). Modelling by differential equations. In Teaching
Mathematics and its Applications.2005; 0: 241 Published by Oxford University Press
9. Luengo V., Some didactical and epistemological considerations in the design of
educational software: the Cabri-Euclide example. International Journal for
Computing Mathematical Learning (IJCML). A paraître
Revues nationales :
Année 2001
10. Balacheff N. (2001) Imparare la prova (trad. B. Martini, original français :
"Apprendre la preuve", 1999). La matematica e la sua didaticca 2, 116-149
11. Marzin P., Quelle formation pour les enseignants afin qu'ils fassent de la prévention
du sida et une éducation au risque ? ASTER N°32, 2001, pp. 205-220, Paris. INRP.
Année 2002
12. Desmoulins C., Grandbastien M., Des ontologies pour la conception de manuels de
formation à partir de documents techniques, Sciences et Techniques Educatives, Vol. 9
- N3/2002, Hermès Paris, 2002, pp. 37-86.
13. Nguyen-Xuan A., Nicaud J.F., Bastide A., Sander E. (2002). Les expérimentations du
projet APLUSIX. Sciences et Techniques Educatives, Vol. 9, n° 1-2, p. 63-90.
14. Vadcard L. (2002), Réflexions didactiques autour de la construction d’une université
virtuelle en chirurgie orthopédique, Informatique et Santé, vol.14, pp.73-82.
Année 2003
15. David J.P., Modélisation d’Objets pédagogiques, Revue "Sciences et Techniques
Educatives", Hors série 2003 "Ressources numériques, XML et éducation", avril 2003,
éditions Hermès .
16. Pernin J.P., Objets pédagogiques : unités d’apprentissage, activités ou ressources ?,
Revue "Sciences et Techniques Educatives", Hors série 2003 "Ressources numériques,
XML et éducation", pp 179-210, avril 2003, éditions Hermès
Année 2004
17. Guéraud V., Adam J-M., Pernin J-P., Calvary G., David J-P ., L'exploitation d'Objets
Pédagogiques Interactifs à distance : le projet FORMID, Revue STICEF, Volume 11,
2004, ISSN : 1764-7223
18. Lacroix D., Wajeman C., " Faire évoluer les productions des étudiants vers une
organisation scientifique des connaissances. Etude d’un ludion en autonomie par des
étudiants de 1ère année d'université.", ASTER 38, 2004
19. Lejeune A., IMS Learning Design : Etude d’un langage de Modélisation pédagogique.
MeTAH - 23
506
Revue Distance et Savoirs, Ed. Lavoisier, Volume 2, n°4, “Normes et standards pour
la formation en ligne”, pp 409-450, dépôt légal décembre 2004
20. Sacadura M., Marzin P. & Charbonnier F., La prévention du Sida en milieu scolaire :
pratiques d'enseignants de biologie en France et au Congo, Santé Publique, 17,
N°2/2005, 211-226.
Année 2005
21. Girault I., d’Ham C. Analyse des changements induits par la technologie dans des
travaux pratiques de sciences expérimentales effectués avec un laboratoire distant.
Skholê, hors-série 2, 55-63 (2005).
Conférences invitées (INV)
Conférences d'audience internationale
Année 2001
1. Balacheff N. (2001) Knowing and acting, our driving forces. Publié dans People and
machines: who is driving who? Orbit Comdex Europe. Basel 26-28 septembre.
2. Balacheff N. (2001) The teacher, the student and the machine. A paraître dans :
Maher C., Pirie S. (eds.) Understanding mathematical understanding. 17° Annual
Rutgers Invitational Symposium on education. Rutgers University.
Année 2002
3. Balacheff N. (2002) Cognitive and epistemological complexity of the research on
proof learning. International conference on proving in school mathematics. Taiwan.
4. David J-P., Production et déploiement d’objets pédagogiques avec la plate-forme
ARIADNE, Séminaire effectué dans le cadre du projet d'échange ECOS, Département
Sciences de l’Education de l’Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela, 3-5 juillet
2002
5. David J-P., Production et déploiement d’objets pédagogiques avec la plate-forme
ARIADNE, Séminaire effectué dans le cadre du projet d'échange ECOS, au sein du
CENEAC à l’Université Centrale du Venezuela, Caracas, Venezuela, 8-12 juillet 2002
Année 2003
6. Assude T., Chaachoua H., Grugeon B. (2003) Enjeux et développements d’ingénieries
de formation des enseignants pour l’intégration des TICE. Actes du colloque ITEM
2003, Reims, 20-22 juin 2003
7. Luengo V., Un modelo propuesto a partir de la inteligencia artificial y la didáctica.
Conférence invitée lors de “V JORNADAS INTERNACIONALES DE CIENCIAS
COMPUTACIONALES” Colima, Mexico, octobre 2003
Année 2004
8. Balacheff N. (2004) Knowledge, the keystone of TEL design. 4th Helenic conference
with international participation « Information and communication technologies in
education », 29 septembre-3 octobre, Athènes (texte en ligne Cahier Leibniz n°127)
9. Balacheff N. (2004) Online Educa Berlin. X° conference on technology supported
learning and training. 1-3 décembre.
10. David J-P, Guilloux C. L'outil GenModule pour éditer et mettre en ligne un module emiage Conférence internationale E-miage (Marrakech, mars 2004)
MeTAH - 24
507
11. David J-P., Modélisation de situations actives d’apprentissage en ligne, Séminaire du
laboratoire LICEF, Montréal, Canada, novembre 2004.
MeTAH - 25
508
Année 2005
12. Balacheff N. (2005) The keystone and the architecte: exploring the future of learning
and knowledge. eLearn expo. Paris, Palais des congrès, 25-26 janvier (cédérom
disponible)
13. Balacheff N. (2005) For a renewed academy industry research partnership. eLearning
conference 2005, 19-20 mai, Bruxelles (actes en préparation, texte en ligne Cahier
Leibniz n°124)
14. Luengo V., Conférence invitée lors du European Workshop on Understanding and
rethinking the technology-mediated workplace. The nature of the Knowledge required
in technology - rich workplaces. Liège, octobre 2005.
Conférences d'audience nationale
Année 2001
15. Balacheff N. (2001) Publié dans : M.-J. Perrin, A. Robert (eds.) Cadres et jeux de
cadres en didactique des mathématiques. Hommage à Régine Douady. Uiversité de
Paris 7.
Année 2003
16. Balacheff N. (2003) cKc Modèle des connaissance pour le calcul de situation
didactiques. Ecole d’été de Didactique des mathématiques. Corps. (cours rédigé avec
l’aide de Claire Margolinas, in Mercier A. & Margolinas C. (eds.) Balises pour la
didactique des mathématiques (2005) pp.1-32)
Année 2004
17. Balacheff (2004) Internet et pédagogie médicale. Grenoble, 2-3 décembre
18. Balacheff N. (2004) Conceptions de l’apprenant et design des EIAH. 2° Ecole
thématique CNRS sur les EIAH, Autrans, 2-7 juillet
Année 2005
19. Pernin J-P., Conférence invitée : Scénarisation pédagogique : que faire de la
proposition IMS Learning Design ? , organisation d'une table ronde avec Choquet C.,
Martel C., Nodenot T., Conférence EIAH'2005, Environnements Informatiques pour
l'Apprentissage Humain, Mai 2005, Montpellier
Communications avec actes internationales et nationales (ACT)
Conférences d'audience internationale
Année 2001
1. Bouhineau D., Nicaud J.F., Pavard X ., Sander E. (2001). A Microworld for Helping
Students to Learn Algebra. ICTMT'5, the Fifth International Conference on
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3. Pedemonte B. (2001): Relation between argumentation and proof in mathematics:
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509
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Republic
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9. Desmoulins C., Mille D. Pattern-Based Annotations on E-books: From Personal to
Shared Didactic Content, IEEE International Workshop on Wireless and Mobile
Technologies in Education (WMTE 2002), Växjö, Sweden, IEEE Computer Society,
Los Alamito, California, 2002, pp.82-85.
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Desmoulins C., Riemersma J., Re-using technical manuals for instruction: document
analysis in the IMAT project, Integrating Technical and Training Documentation
Workshop, ITS'02, Biarritz, 2002, pp 15-26.
11. de Hoog R., Kabel S., Boy G., DeLuca P., Desmoulins C., Riemersma J., Verstegen D.,
Re-using technical manuals for instruction: creating instructional material with the
tools of the IMAT project, Integrating Technical and Training Documentation
Workshop, ITS'02, Biarritz, 2002, pp 27-38
12. Luengo V., A model for educational software using artificial intelligence and
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13. J.F. Nicaud, D. Bouhineau, T. Huguet (2002). The Aplusix-Editor: a new kind of
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14. Sacadura M., Marzin P. & Charbonnier F. La prévention du SIDA en classes de
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France et du Congo-Brazzaville. In A. Giordan, J.L. Martinand & D. Raichvarg (Eds).
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Culture Scientifiques et Industrielles, 18-22 mars, Chamonix : 2002.
15. Tajariol F., Dubois M., Adam J-M, Mediated communication in tutoring : When the
face isn't enough IASTED International Conference on Computer and Advanced
Technology in Education (CATE 2002), May 20-22, 2002, Cancun, Mexico
16. Webber, C., Pesty, S., Balacheff, N. A multi-agent and emergent approach to learner
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Artificial Intelligence. F. van Harmelen (Ed.), IOS Press, Amsterdam, 2002.
MeTAH - 27
510
Année 2003
17. Arslan S., Laborde C., (2003). Un outil favorisant le jeu de cadres : Cabri. Une étude
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18. Azouaou F., Desmoulins C., Mille D. , Formalisms for an Annotation-based Training
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Artificial Intelligence and Education conference, Sydney, IOS Press, Amsterdam,
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19. Bui Thi H., Wajeman C., "Construction des concepts dans l'enseignement de l’énergie
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20. Nicaud J.F., Bouhineau D., Chaachoua H., Huguet T., Bronner A. (2003) A computer
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the PEG 2003 conference.
21. Pedemonte B.: What kind of proof can be constructed following an abductive
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International Conference ITS´2004. ISSN/ISBN: 0302-9743
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48. Luengo V., Vadcard L., Design of adaptive feedback in a web educational system.
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12th International Conference on Artificial Intelligence in Education, Amsterdam
2005
49. J.F. Nicaud, M. Bittar, H. Chaachoua, P. Inamdar, L. Maffei. Experiments Of Aplusix
In Four Countries. The 7th International Conference in Technology in Mathematics
Teaching, Bristol, Juillet 2005.
50. Pernin J-P., Mieux articuler connaissances, artefacts informatiques et
environnements d'apprentissage : vers un modèle d'ingénierie des dispositifs centré
sur les scénarios, colloque REF, Montpellier, 15-16 Septembre 2005
51. Pernin J-P., L'intégration de la dimension collective dans les dispositifs numériques
de formation : mythe ou réalité?, Colloque international "L'information numérique et
les enjeux de la société de l'Information", Tunis, 14-16 Avril 2005
52. Raynauld J., Dufresne A., Turcotte S., Villiot-Leclercq E (2005). EvaICT: A
Knowledge Base to Assess ICT Learning Environments. Ed-MEDIA 2005 Montréal.
53. Vadcard L., Luengo V. Interdisciplinary approach for the design of a learning
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Government, Healthcare, and Higher Education to be held in Vancouver, Canada,
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54. Villiot-Leclercq E, Dufresne A. (2005), Supporting the Design of Socio Constructivist
Scenarios with ExploraGraph. Ed-Média Montréal
55. Wajeman C., Girault I., d’Ham C ., Ney M ., Sanchez E., "Analysing experimental
design tasks in scientific labwork", Proceedings of ESERA '05, CRESIL, Barcelone,
2005.
Conférences d'audience nationale
Année 2001
56. Boero P., Garuti R., Pedemonte B., Robotti E. (2001): Il “gioco voci-echi” come
metodologia per la mediazione degli aspetti salienti delle teorie in Atti IV Convegno
Internuclei Scuola dell'Obbligo, Pitagora (ed.), Bologna
57. D. Bouhineau, J.F.Nicaud, X. Pavard , E. Sander (2001). Un micromonde pour aider
les élèves à apprendre l'algèbre. Actes des sixièmes journées EIAO, La Vilette.
Hermès.
Année 2002
58. David J-P, Adam J-M, Paumier J., Promayon E., Création de Ressources
Informatiques Multimédias pour l'Enseignement de l'Informatique (CRIMEI),
Conference TICE2002, Lyon, Nov 2002
Année 2003
59. Arslan S., Moreno J. , (2003), Taller : un ambiente de geometria dinamica para la
MeTAH - 30
513
ensenenza de las ecuaciones diferenciales y la modelizacion, Actes de la XVII Reunión
Latinoamericana de Matemática Educativa, Chilie
60. Azouaou F., Desmoulins C., Mille D. , Formalismes pour une mémoire de formation à
base d'annotations : articuler sémantique implicite et explicite. , in Desmoulins, C,
Marquet, P, Bouhineau, D.(Eds) actes de la conférence Environnements Informatiques
pour l'Apprentissage Humain, Strasbourg, Editions de l'INRP, Lyon, 2003, pp. 43-54,
ISBN 2 7342 0911 X.
61. Bittar M., Chaachoua H. (2003) Estudo de concepção com o auxílio de um
micromundo de álgebra. In: Atas do II Seminário Internacional de Pesquisa em
Educação Matemática. Santos, São Paulo, SBEM - Sociedade Brasileira de Educação
Matemática, 2003.
62. Chaachoua H., Lima I., (2003) De la modélisation des conceptions des élèves à la
prise de décisions didactiques par l'enseignant : le rôle d'un environnement
informatique. Actes du colloque ITEM 2003, Reims, 20-22 juin 2003.
63. Girault I., d'Ham C., Caix-Cécillon C., Bettega H.. Apprentissages en chimie par des
expérimentations pilotées à distance. EIAH 2003 : Environnements Informatiques
pour l'Apprentissage Humain, Strasbourg, France, 15-17 avril 2003, pp. 527-530.
64. Guéraud V., Pour une ingénierie des situations actives d'apprentissage, Conférence
Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain - EIAH 03 , Strasbourg,
Avril 2003
65. Lima I., Chaachoua H., (2003) O Papel de um ambiente computacional de ensino na
modelagem cencepçoes de alunos sobre a simetria ortogonal, In actes du XIV
Simpósio Brasileiro de Informática na Educação -SBIE, Rio de Janeiro, Brésil, 12-14
nov. 2003.
66. Marzin P. Quel discours des enseignants de SVT tiennent-ils à propos de leur rôle
d!’éducateur santé ? Journées d’analyse du discours. Université Pierre Mendès
France, Grenoble. 2003
67. Michau F., PLoix S. “Proposition de carte organisationnelle - décrire le rôle d'un
environnement informatique au sein d'un dispositif pédagogique” Environnements
Informatiques pour l'Apprentissage Humain Strasbourg, EIAH 2003, 15-17 avril
2003, Strasbourg, France
68. Ozgur S., Triquet E., Charbonnier F. La transposition didactique opérée par des
enseignants de collège en Turquie. In: A. Giordan, J.L. Martinand, D. Raichvarg, éds,
Actes des XXVI èmes Journées Internationales sur la Communication, l’Education et
la Culture scientifiques et Industrielles, Chamonix, 2003, pp. 257-262.
69. Trgalová J. (2003) Systèmes de formation à distance sur Internet. Actes de la
conférence Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain, 14 – 17 avril
2003, Strasbourg.
70. Trgalova J. et Soury-Lavergne S. (2003) Diagnostic de conceptions d’élèves dans
Baghera, un environnement informatique pour l’apprentissage humain. Actes du
colloque ITEM (Intégration des Technologies dans l'Enseignement des
Mathématiques), 19 – 22 juin 2003, Reims.
Année 2004
71. Bittar M., Chaachoua H. (2004) : Um software para a aprendizagem da álgebra :
Aplusix. In Anais do VIII Encontro Nacional de Educação Matemática – VIII ENEM,
UFPE, Recife, Brasil. Cdrom ISBN nº 85-98092-02-9
72. D'ham C., Ergun M., Girault I ., Marzin P ., Sanchez E., Construction d’un protocole
expérimental avec un logiciel dédié : apprentissages visés et difficultés rencontrées
par les élèves. Quatrièmes rencontres de l’ARDIST, Lyon, France 12-15 octobre 2005
MeTAH - 31
514
(à paraître).
73. Guéraud V., Cagnat J-M., Suivi à distance de classe virtuelle active, Colloque TICE
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et l'Industrie », Octobre 2004, Compiègne, France, pp 377-383
74. Lima I., Trgalova J. (2004) O papel de um ambiente computacional para a
aprendizagem : diagnóstico de concepções e decisões didáticas, In Anais do VIII
Encontro Nacional de Educação Matemática – VIII ENEM, UFPE, Recife, Brasil.
Cdrom ISBN nº 85-98092-02-9.
75. Mufti Alchawafa D., Luengo V., Vadcard L. , Architecture d’un environnement d’aide
à l’apprentissage de la chirurgie orthopédique, In : TICE 2004, Conférence des
Technologies de l'Information et de la Connaissance dans l'Enseignement Supérieur et
l'Industrie, 20-22 octobre 2004, Compiègne, France
76. Pernin J-P., Lejeune A., Nouveaux dispositifs instrumentés et mutations du métier de
l'enseignant, 7ème biennale de l'Education, Lyon, avril 2004, actes du colloque
77. Pernin J-P., Lejeune A., Dispositifs d'apprentissage instrumentés par les
technologies : vers une ingénierie centrée sur les scénarios, actes du colloque TICE
2004, p.407-414, Compiègne, octobre 2004
Année 2005
78. Azouaou F., Cao T. D., Dehors S., Desmoulins C., Dieng-Kuntz R., Faron-Zucker C.,
Les Outils du Web Sémantique et du E-Learning in actes de la journée thématique
Web sémantique pour le e-Learning, Nice, Inria, 2005, pp. 123-136.
79. Bouhineau D., Bronner A., Chaachoua H., Nicaud J.F. (2005). Patrons d’exercices
pour APLUSIX. Une étape du développement de l’EIAH occasion d’un travail entre
didacticiens et informaticiens. Actes de la conférence EIAH 2005, Montpellier.
80. Chaachoua H., Nicaud J.F, Bittar M. (2005). Détermination automatique des
théorèmes-en-acte des élèves en algèbre. Le cas des équations et inéquations de degré
1. Actes de la conférence EIAH 2005, Montpellier.
81. Desmoulins C., Dubois M., Modéles d'activités cognitives d'annotation sur des ebooks pour la formalisation d'annotation informatique, Colloque Société de
l'Information, CNRS, Lyon, 2005, pp. 85-88.
82. Diagne F, David J-P. Informatique Décisionnelle et Suivi d'apprentissage. Annexes
des Actes d'EIAH'2005. Montpellier, mai 2005.
83. Faure D., Lejeune A., GenScen’, un éditeur graphique pour l’enseignant scénariste.
EIAH 2005, Montpellier, 25-27 mai 2005 4, Actes de la conférence, pp 431-436.
84. Ferraris C, Lejeune A.,Vignollet L.,David J-P, Modélisation de scénarios pour la
classe, conférence EIAH05, Montpellier, mai 2005.
85. Mille D., Formalisation d'annotations produites par des apprenants - Etape préalable
à la réalisation d'un annoteur, Actes de la conférence EIAH 2005, Montpellier 25-27
mai 2005.
86. Raynauld J., Dufresne A., Turcotte S., Villiot-Leclercq E. (2005). ÉvaTic : une base
de connaissances sur l’évaluation des environnements d’apprentissage reposant sur
les TIC. EIAH, Montpellier.2005.
87. Raynauld J., Dufresne A., Turcotte S., Villiot-Leclercq E. (2005). ÉvaTIC: Un outil
pour le partage des connaissances sur l’évaluation des TIC. Colloque DIVA. Montréal
88. Vadcard L., Conception d'un environnement informatique pour la formation des
chirurgiens, 4èmes rencontres scientifiques de l'Association pour la Recherche en
Didactiques des Sciences et des Technologies, Lyon 12-15 octobre 2005
89. Vadcard L., Luengo V. Réduire l'écart entre formations théorique et pratique en
chirurgie : conception d'un EIAH. Actes de la Conférence EIAH 2005, Montpellier
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90. Villiot-Leclercq E., David J-P., Dufresne, A. (2005). Capitaliser, diffuser, réutiliser
l’expertise pédagogique pour la conception de scénarios pédagogiques : des outils et
des méthodes pour enrichir les pratiques. Colloque Décembre 2005 (accepté)
91. Villiot-Leclercq E., David J-P., Dufresne, A. (2005), Modèles de soutien à
l’élaboration de scénarios pédagogiques. EIAH, Montpellier.2005.
92. Villiot-Leclercq E., Dufresne A. (2005), Supporting the Design of Socio Constructivist
Scenarios with ExploraGraph. Ed-Média Montréal.
Communications sans actes (COM)
Année 2001
1. Bouhineau D., Nicaud J.F., X. Pavard . Edix: A Software for Editing Algebraic
Expressions. ACTM2001, the Sixth Asian Technology Conference in Mathematics.
RMIT University, Melbourne.
Année 2002
2. David J.P, Flament A., Guilloux C. «A Learning Object generator with XML-XSLT
technology». Conférence internationale TICE’2002/ARIADNE’2002 Lyon, Novembre
2002
3. Pernin, J-P, Passeport de Compétences A Distance : un modèle de formation hybride
basé sur le travail collaboratif, ARIADNE Conference, Lyon, Nov 2002
Année 2003
4. Villiot-Leclerq E, David J-P., Flament A., Guilloux C. Une démarche de modélisation
d'un objet pédagogique -analyse de documents-. Conférence internationale H2PTM
Paris, Septembre 2003
Année 2004
5. Lejeune A., David J-P., Individual or Collaborative Trails within a Unit of Learning
IMS LD compliant. Workshop: The use of trails in supporting collaboration and
personalisation Trails in collaborative learning, Kaleidoscope CSCL Symposium,
Lausanne, 7-9 octobre 2004.
Année 2005
6. Larrieu S., Vadcard L., Luengo V. (2005), "Didactical approach for the design of a
learning environment for airline pilots", European Research Workshop on
Understanding and Rethinking the Technology-mediated workplace, Liège, Belgium,
October 26 October 28, 2005
7. J.F. Nicaud, D. Bouhineau, S. Mezerette , H. Chaachoua . Towards the deployment of
APLUSIX: A system that really helps students to learn algebra. « Showcase »
Kaleidoscope symposium. Oberhausen.
8. Pernin J-P., Lejeune A., Modèles pour la réutilisation des scénarios d’apprentissage :
limites d’IMS LD, Atelier sur IMS LD, organisé par l'AFNOR (CN36) et le projet
européen UNFOLD, 31 mars et 1er avril 2005, Paris
9. Pernin J-P., Présentation d'IMS Learning Design, Journée AFNOR – GE2, 13 juillet
2005, Paris
10. Pernin J-P., Langages de modélisation de situations d'apprentissage : l'approche
Learning Design, Séminaire du Groupe Rhône Alpes d'Initiative sur les Normes et
Standards dans les Technologies d'Information et de Communication pour
MeTAH - 33
516
l'Education, 16 mars 2005, Lyon
11. Vadcard L., Luengo V. (2005), "Interdisciplinary approach for the design of a
learning environment", European Research Workshop on Understanding and
Rethinking the Technology-mediated workplace, Liège, Belgium, October 26 October
28, 2005
12. Villiot-Leclercq E. (2005). SELS@ : Proposition d’un modèle de soutien à
l’élaboration de scénarios pédagogiques. FORMAMEDIA. Former à l’ère
numérique : Carrefour de rencontres entre les technologies numériques et la
pédagogie. 14-15 novembre 2005.(accepté)
Ouvrages scientifiques (ou chapitres) (OS)
Année 2003
1. Chiappini G., Pedemonte B., Robotti E. : Mathématical Teaching and learning
environment mediated ICT. C. Dowling, K-W. Lai (eds.), Information and
Communication Technology and the Teacher of the Future, Kluwer Academic
Publishers
Année 2004
2. Pernin J-P., A propos des objets pédagogiques, in Entre technique et pédagogie : la
création de contenus multimédia pour l'enseignement et la formation, IRDP éditeur,
Neuchâtel, Suisse, 2004, ISBN 2-88198-010-4
3. Jourdan D., De Peretti Ch, Victor P., Motta D., Berger D., Cogerino G, Marzin P.,
(2004), La formation des enseignants en IUFM : état des lieux et perspectives. in La
formation des acteurs de l'éducation à la santé en milieu scolaire (Jourdan Dir).
Toulouse : éditions universitaires du sud, pp 185-204.
Année 2005
4. Bouhineau D., Nicaud J.F., "Aplusix, un EIAH de l’algèbre", sous la direction de M.
Grandbastien, Collection IC2, Hermès 2005 (à paraître).
5. Dufresne A., Rouatbi RM, Villiot-Leclercq E., Guerdelli F. Architecture Intégrée pour
l’Accès et le Soutien à l’Utilisation des Ressources pour l’Apprentissage. Groupe de
recherche DIVA. Presse de l’école Polytechnique de Montréal, 2005
6. Joab M., Guéraud V., Auzendé O., "Les simulations pour la formation", chapitre de
l'ouvrage "Environnements Informatiques et Apprentissage Humain", sous la direction
de M. Grandbastien,Collection IC2, Hermès 2005 (à paraître).
7. Labat J-M, Pernin J-P., Guéraud V., "Contrôle de l'activité de l'apprenant : suivi,
guidage pédagogique et scénarios d'apprentissage", sous la direction de M.
Grandbastien, Collection IC2, Hermès 2005 (à paraître).
8. Luengo V., Vadcard L., Balacheff N., Les EIAH à la lumière de la didactique. Dans les
EIAH. Collection IC2, Hermes, (à paraître).
9. Pernin J-P., Normes et standards pour la conception, la production et l’exploitation
des EIAH, chapitre de l'ouvrage "Environnements Informatiques et Apprentissage
Humain", sous la direction de M. Grandbastien, Collection IC2, Hermès 2005 (à
paraître).
10. Raynauld J., Dufresne A., Turcotte S., Villiot-Leclercq E.. ÉvaTIC : un outil pour le
partage des connaissances sur l’évaluation des TIC. Groupe de recherche DIVA.
Presse de l’école Polytechnique de Montréal, 2005
MeTAH - 34
517
Directions d’ouvrages (DO)
Edition d'actes de colloques, de n° spéciaux de revues
Année 2001
1. De Vries E. , Pernin J-P., Peyrin J-P., Actes du cinquième colloque Hypermédias et
Apprentissages 2001, Grenoble, Institut National de Recherche Pédagogique et EPI,
328 pages, ISBN 2-7342-0866-0
Année 2002
2. Barnard Y,. Grandbastien M., de Hoog R., Desmoulins C., Workshop on Integrating
Technical and Training Documentation, ITS'02, San Sebastien (Spain), 2002, 85p.
Année 2003
3. Desmoulins C., Marquet P., Bouhineau D., Actes de la conférence francophone
Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain, Strasbourg, Editions de
l'INRP, Lyon, 2003, 574p, ISBN 2 7342 0911 X.
Année 2004
4. Luengo V., Pernin J.P., Rouet J.F. (2004, Eds.). Processus cognitifs et technologies
pour l'apprentissage. Actes de la deuxième école thématique EIAH. (CDRom)
5. Pernin J-P., David J-P., Michau F. and Peyrin J-P. , Proceedings of 2nd conference
Computer Aided Learning in Engineering Education, 268 pages, CALIE 04, Grenoble,
Feb. 2004
Année 2005
6. Choquet C., Luengo V., Yacef K., Editors of WS “Usage analysis in learning systems”.
Conférence Artificial Intelligence in Education, Amsterdam 2005
7. Marzin P. : Coordination de la revue ASTER 42 : Le corps humain dans l'éducation
scientifique, Parution en mai 2006
Autres publications (AP)
Année 2004
1. Azouaou, F., Chen, W., Desmoulins, C., Proposal on how to augment current tools and
create news tools to support the medata description and annotation of learning
contents, Rapport D25.2.1, Semantic Web and E-Learning, Réseau Européen
Kaleidoscope, septembre 2004, 17p.
2. Desmoulins, C., Whitepaper/Workshop Report, Rapport D17.3.1, Artificial Intelligence
and Education, Réseau Européen Kaleidoscope, juin 2004, 15p.
3. Desmoulins, C., AI-ED JEIRP Proposals, Rapport D17.3.2, Artificial Intelligence and
Education, Réseau Européen Kaleidoscope, juin 2004, 31p.
4. Ferraris C., Vignollet L., David J-P., Lejeune A., Modélisation de scénarios pour la
classe, Deliverable du projet Emergence 2003, décembre 2004
5. Keenoy K., Levene M., de Freitas S., Birkbeck, Turcsányi-Szabó M., Bodnár E., Emans
B., Schoonenboom J., Pernin J-P., Eyssautier C., Jones A., Brasher A., Waycott J.,
Montandon L., Personalised and Collaborative Trails of Digital and Non-Digital
Learning Objects, Network of Excellence Kaleidoscope Deliverable D22.4.2, Dec.
2004 http://www.dcs.bbk.ac.uk/trails/docs/D22-04-02-F.pdf (dec. 2004)
6. Lejeune A., David J-P., Diagne F. , Deliverable final du WP2, JEIRP Trails,
Kaléidoscope, D22.4. final draft, décembre 2004.
MeTAH - 35
518
7. Lejeune A., David J-P., Faure D ., Goïta Y ., Chapitre : Working with trails, a
collaborative case study using the IMS LD approach, Délivrable du WP2, JEIRP
Trails, Kaléidoscope, D22.2.2, juillet 2004, pp 79-90.
8. Schoonenboom J., Lejeune A., David J-P., Diagne F. , Turcsányi-Szabó M., Jones A.,
Montandon L, Visualizing trail as a means for fostering reflection, Délivrable D
22.2.2 du Kaleidoscope JEIRP Trails, Décembre 2004
Année 2005
9. Adam J-M. (MeTAH – CLIPS), Derycke A. (USTL – Trigone), Bourdeau J. (Téléuniversité – LICEF-CIRTA), Luengo V. (MeTAH – CLIPS), Tarby J-C. (USTL –
Trigone), David J-P. (MeTAH - CLIPS) D7.4.2 Guidelines for the support of the
experiments through the SVL. Task Instrumentation and development of uses and best
experimental practices [Délivrable Kaleïdoscope]
10. David J-P., Lejeune A., Luengo V. , Pernin J-P. , Diagne F. , Adam J-M. , Choquet C.,
Randriamalaka N., State of art of tracking and analysing usage, Délivrable de la tâche
32.3 du JEIRP DPULS, Avril 2005.
11. Jean-Daubias S., Eyssautier-Bavay C., "Aider l'enseignant pour le suivi des
compétences des apprenants", Annexes aux actes du colloque EIAH, Montpellier,
France, mai 2005.
12. Villiot-Leclercq, E. Un modèle de soutien à l’élaboration de scénarios pédagogiques.
Poster Colloque CIRTA. Montréal 29 août 2005.
13. Villiot-Leclercq, E. Proposal for a Model of Assistance during the Learning Design
Activity. Poster Ecole d’été d’Autrans. 1-6 juillet 2005.
Thèses et habilitations
Année 2001
1. VIUDEZ Christophe. Création d'un environnement informatique d'aide aux travaux
pratiques. Analyse didactique d'une expérience en TP de licence : l'interféromètre de
Michelson.
Année 2002
2. PEDEMONTE Bettina. Etude didactique et cognitive des rapports de l’argumentation
et de la démonstration dans l’apprentissage des mathématiques.
3. SACADURA Marie. La prévention du sida en classe de troisième et de première
littéraire en France et au Congo Brazzaville : approche didactique des pratiques
enseignantes
Année 2003
4. PAVARD Xavier. Modélisation des connaissances de références en algèbre et de leur
évolution dans l'enseignement secondaire.
5. WEBER Carine Modélisation informatique de l'apprenant – une approche basé sur le
modèle cK¢ et la théorie de l'émergence
Année 2004
6. CHEMCHENG Xaya. Pédagogie de projet dans le cadre de l'éducation à
l'environnement.
7. OZGUR Sami. Étude comparative des principales conceptions sur la digestion
rencontrées par des élèves des collèges turcs et français.
MeTAH - 36
519
8. SAGLAM Ayse. Comment l'apprentissage des équations différentielles et l'utilisation de
divers registres sémiotiques permettent aux étudiants du DEUG d'organiser des
savoirs du circuit électrique
Année 2005
9. GAUDIN Nathalie. Place de la validation dans la conceptualisation, le cas du concept
de fonction.
10. ARSLAN Salahattin. Apprentissage et enseignement des équations différentielles à
l’aide des environnements informatiques.
6. PRINCIPALES RESPONSABILITES SCIENTIFIQUES
ET ADMINISTRATIVES
Comités de programmes
Balacheff
National conference on machine learning (CAP-AFIA): 2001
National cognitive sciences conference: 2001
Platform of the French society for Artificial Intelligence, Grenoble (chair): 2001
Theories and methods for research on educational technology: 2003-2005
TICE’ 2004, comité scientifique, Compiègne: 2005
History of the brain, Grenoble: 2004
5th International conference on human system learning, Marrakech, 2005
3° International conference of IST, Sousse, 2005
AIED05, Amsterdam, 2005
National conference on educational technology, Montpellier: 2005
eLearning Africa, Adis Ababa, 2006
ePrep International workshop, 2006
Chaachoua
XI° école de didactique des mathématiques, 1999-2001
XII° école de didactique des mathématiques, 2001 - 2003
David
TICE 2002, Technologies de l'Information et de la Communication dans les Enseignements
d'ingénieurs et dans l'industrie, Lyon
CALIE 04, Computer Aided Learning in Engineering Education, Grenoble
Vice-Président du comité scientifique de CALIE 04
Desmoulins
Président du comité scientifique EIAH 2003, Strasbourg.
EIAO 2001
HA 2001
ASTI 2001
TICE 2004
EIAH 2005
ITS 2002
MeTAH - 37
520
Guéraud
Membre de Comités scientifiques : CALIE 04, EIAH 03, HA 01
Membre du comité d'organisation du Colloque Hypermédias et Apprentissage, avril 2001.
Lejeune
Membre du comité d’organisation de la conférence CALIE 04, Grenoble
Luengo
CALIE 04
EIAH 2005.
Marzin
Quatrièmes rencontres de l’ARDIST, Lyon, 2005
Michau
CALIE’04, Computer Aided Learning in Engineering Education (Co-chair)
IBCE’04, Internet Based Control Education, Chair of the national organizing committee
d'ingénieurs et dans l'industrie, program committee
d'ingénieurs et dans l'industrie, Chair of the workshop program committee
Nicaud
EIAO 2001, Paris La Villette
EIAH 2003, Strabourg
EIAO 2005, Montpellelier
TICE 2000, Troyes
TICE 2002, Lyon
TICE 2004, Compiègne
Intelligent Tutoring Systems 2002, Biarritz
Comités éditoriaux
Balacheff
Sciences et Technologies éducatives, Hermès, 1994-… (et avant cela Génie Educatif)
International Journal of Computers for Mathematical Learning, Kluwer, 1994-…
Revista de Didáctica de las Matemáticas, 1994-…
Interaction et Cognition, Harmattan, 1995-…
Mathematical Thinking and Learning, Lawrence Erlbaum, 1997-…
Journal of the Brazilian society for mathematics education, 2001-…
Information - Interaction – Intelligence, Cepadues, 2001-…
Distance et savoirs, Hermès, 2002-…
Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 2005-…
Chaachoua
Educational Studies in Mathematics 2002-…
Desmoulins
Sciences et Techniques Éducatives, Hermès Sciences, 2002
MeTAH - 38
521
STICEF (Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication pour l’Éducation
et la Formation)
Michau
European Journal of Engineering Education
Responsabilités
Balacheff
Directeur du laboratoire Leibniz (UMR 5522, 2000-2006)
Co-directeur du Pôle Rhône-Alpes de sciences cognitives (PRASC, 2000-2004)
Responsable du réseau CNRS-STIC « Apprentissage, éducation et formation » (RTP39, 20012005)
Responsable scientifique du réseau d’excellence Kaleidoscope sur les technologies pour
l’apprentissage humain (2004-2007)
Adam
Directeur adjoint du département Informatique et Mathématiques en Sciences Sociales
de l’U.F.R. SHS (Grenoble 2) depuis 2003
Directeur de la spécialité « Informatique Homme et Société » du mastère de site Information
Cognition Apprentissages (ICA)
Codirecteur du D.E.S.S. « Double Compétence : Informatique et Sciences Sociales »
Membre de la Commission de spécialistes n° 27-63-72 de l’Université Grenoble 2 (jusqu’en
2003)
Chaachoua
Responsable du département de mathématiques de l'IUFM de Grenoble (2002-2005)
Responsable de l'équipe Did@TIC du laboratoire Leibniz, (depuis 2000)
D’Ham
Responsable de la formation à distance "CampuSciences FSM" de l’UJF
Correspondant COTICE (Cellule Opérationnelle TICE) pour le service de Formation
Continue de l’UJF
David
Membre du comité de lecture de la revue STICEF
Membre du comité scientifique de l’ERTé ePraxis
Membre du comité scientifique de la fondation Européenne pour le partage du vivier de
connaissances ARIADNE
Desmoulins
Responsable du projet IMAG e-Xpérience de l’IMAG [2001-2003]
Responsable du projet Modélisation d’activités cognitives d’annotations, Programme CNRS
«!Société de l’Information!» et Cognitique [2002-2004].
Membre du bureau de l’ATIEF (Association des Technologies Informatiques de l’Education
et de la Formation), association fondatrice de l’ASTI [2000- ].
Membre élu de la commission de spécialistes de l'UJF depuis 2000.
Resp. de la spécialité Recherche EIAHD du Master 2 Math. et Informatique (2003-2005)
Resp. de la spécialité Professionnelle MIAGE du Master 2 Math. et Informatique (2004- )
MeTAH - 39
522
Girault
Responsable de master 2!: spécialité DEMS (Didactique Education et Médiation en Sciences)
du master ICA (Information, Cognition et Apprentissages)
Responsable scientifique du projet COPEX (ACI Education et Formation), 2005-2007.
Guéraud
Membre (élu puis nommé) du Conseil de laboratoire, laboratoire CLIPS-IMAG depuis 1996.
Responsabilité adjointe de l'équipe ARCADE (CLIPS-IMAG) depuis Février 2001
Relecteur pour la revue STICEF, 2005.
Membre de l'Equipe pédagogique pour l'école thématique EIAH 2006 du CNRS
Membre de la commission de spécialistes, section 27 de Grenoble III depuis 1998
Membre de la commission de spécialistes sections 27-72-63, Université de Grenoble II de
1998 à 2003.
Membre de la Commission de pilotage du Département Informatique Pédagogique, Université
Grenoble III depuis 1990.
Responsabilité des enseignements informatique à Valence en 2001/2002.
Lejeune
Responsable alternance 2ème année, IUT 2 – depuis sept. 2000
Membre de la coordination du département informatique – depuis sept. 2000
Représentante du Corps Enseignant au Conseil de Département IUT 2
Participation à la mise en place de l’alternance en Licence Professionnelle - 2004
Conception et mise en place de tableaux de bords automatisés– 2003, 2004
Luengo
Chef du département SRC (Services et Réseaux de Communication) à l’IUT 1.
Membre du CA de l’IUT 1, UJF.
Responsable du projet EIAH (ECOS-Nord) de 2000 à 2003
Responsable français du projet « LEARN-IT 2 » de 2005 à 2009, programme européen de
collaboration, ALFA, avec l’Amérique Latine.
Responsable du projet TCAN-CNRS 2004 (EIAH en chirurgie orthopédique)
Co-responsable du projet DPULS dans le réseau d’excellence européen Kaleidoscope.
Responsable du comité d’organisation de l’école thématique du RTP-39 de 2003.
Responsable du comité pédagogique de l’école thématique du RTP-39 de 2004
Co-responsable du cluster région intitulé « Personnalisation des environnements
informatiques pour l’apprentissage humain »
Marzin
Responsable de la filière PLC2 du département sciences de la vie et de la terre de l’IUFM de
Grenoble depuis 2001
Membre de la commission de spécialistes “sciences“ de l’I.U.F.M. de Grenoble
Membre de la commission recherche de l'I.U.F.M. de Grenoble
Responsable de l'équipe SEED (Sciences Expérimentales EIAH et Didactique) du laboratoire
Leibniz
Michau
Chargée de mission TICE de l'INP Grenoble et responsable de la cellule TICE (équipe de 8
personnes) : http://tice.inpg.fr
Représentant INPG dans le consortium GreCO
Responsable de la coordination du déploiement du Bureau Virtuel, Région Rhône Alpes, à
MeTAH - 40
523
l'INP Grenoble
Responsable de la mise en œuvre du site web dynamique institutionnel (établissement et
écoles) de l’INP Grenoble.
Responsable de l’Assistance à Maîtrise d’Ouvrage du Système d’Information de l’INP
Grenoble sur les aspects enseignement et administration de l’enseignement
Chef de projet FILIPE de l’université Thématique UNIT
Pernin
Coordination de l'ERTé ePraxis dirigée par Alain Mille (Lyon 1)
Encadrement de l'équipe ePRaxis INRP (5 chercheurs)
Responsable de l'ACI ACTEURS (Activités Collectives et Tutorat dans l'Enseignement
Universitaire : Réalités, Scénarios et usage des TICE)
Responsable du comité d’organisation de l’école thématique du RTP-39 de 2004.
Responsable du comité pédagogique de l’école thématique du RTP-39 de 2005.
Peyrin
Responsable de l'équipe ARCADE
Directeur de l'UFR IMA
Nicaud
Responsable du projet cognitique-algèbre (ACI – 2003-2004)
Responsable français du projet algèbre France-Brésil (CAPES-COFECUB – 2004-2005)
Responsable du projet Apusix (projet valorisé – 2001 - …)
Responsable de l'équipe-projet pluri-laboratoire MeTAH (depuis 2003)
Responsable de la spécialité EIAHD du master2 de l’UJF (depuis 2005)
Responsable du groupe EIAH du GDR I3 (depuis 2002)
Membre de la commission de spécialiste, section 27, de Grenoble III.
Trgalova
Coordination de la formation didactique des stagiaires PCL2 mathématiques à l’IUFM de
Bourg en Bresse
Wajeman
Co-pilotage du projet "accessibilité aux savoirs", GreCO/SAUH (Service d'Accueil
Universitaire des étudiants Handicapés), Grenoble-Université
7. PERSPECTIVES DE RECHERCHE 06-10
Axe 1 : Ingénierie des connaissances du domaine, conception et développement d’EIAH
du domaine
Le travail de cet axe porte sur la modélisation des connaissances intervenant dans le « système
didactique » (enseignant, apprenant, milieu) pour concevoir des EIAH. Des modèles généraux
sont recherchés pour servir de cadres au travail. Des modèles détaillés sont construits pour les
éléments (objets, faits, règles, stratégies, etc.) à incorporer dans le système. Des systèmes de
représentation sont élaborés pour la représentation interne de ces éléments, ainsi que pour la
représentation à l’interface de ceux qui sont montrés à l’élève, et éventuellement manipulés
MeTAH - 41
524
par celui-ci. Des algorithmes sont conçus pour effectuer les traitements nécessaires au
fonctionnement des connaissance : calcul de la sémantique de représentations, résolution de
problèmes du domaine, diagnostic des connaissances de l’élève, prise de décision didactique.
Conception, développement et expérimentation d’APLUSIX (algèbre)
La suite des travaux sur Aplusix vise à enrichir le logiciel de nouvelles fonctionnalités. La
version commercialisée de 2005 comporte les rétroactions fondamentales (vérification des
calculs et de la fin de l’exercice), des tests avec des scores et un mode autocorrection. Elle a
montré son efficacité lors d’expérimentations (facilité d’utilisation, intérêt des élèves, progrès
des élèves, facilitation du travail de professeur).
Deux extensions seront réalisées dans le cadre du projet européen ReMath qui doit débuter fin
2005. La première extension porte sur la représentation en arbre à l’interface des expressions
algébriques et la mise en place d’un éditeur d’arbres contenant des expressions (saisie,
suppression, sélection, couper, copier, coller, glisser-déposer). L’arbre pourra être développé
partiellement, les feuilles étant alors des expressions dans leur représentation habituelle. Le
logiciel montrera deux vues d’une expression algébrique, sa représentation habituelle et sa
représentation en arbre ; il permettra de modifier l’une et reportera les modifications sur
l’autre. L’objectif de l’introduction de cette représentation est d’aider les élèves à mieux
comprendre la structure des expressions algébriques. La seconde extension porte sur la
représentation graphique dans le plan des expressions à une ou deux variables. L’objectif est
introduire cet autre registre, le graphique, qui est fondamental. Un lien sera mis en place avec
le raisonnement par étapes : il sera possible de représenter graphiquement, avec des couleurs
différentes, plusieurs expressions ou équations et d’observer les invariants graphiques
correspondant aux calculs par équivalence.
Ces travaux comportent aussi la conception d’un compagnon se comportant comme un bon
élève d’un niveau scolaire donné. Le compagnon est un résolveur de problème, étape par
étape, effectuant des calculs à un niveau de granularité adapté (combinaison d’un nombre de
calculs élémentaires dépendant du niveau). La problématique est ainsi celle de la
représentation d’une connaissance de référence à plusieurs niveaux. Le compagnon servira à
apporter de l’aide au niveau des stratégies et des actions à entreprendre, ainsi qu’à faire des
pas de calcul avec des explications.
Les nouvelles fonctionnalités seront développées pour être intégrées dans la version
commerciale d’Aplusix lorsqu’elles auront été achevées et testées. Des expérimentations
seront conduites en particulier dans le projet ReMath.
Conception d’un environnement d’apprentissage de la démarche expérimentale
Les perspectives à moyen terme consistent à concevoir et développer un EIAH pour
l’apprentissage de la démarche expérimentale pour plusieurs disciplines scientifiques : à partir
des études préalables effectuées sur des fascicules de TP, auprès de situations réelles
d’enseignement et par des entretiens menés auprès d’enseignants, nous élaborerons le cahier
des charges d’un EIAH. Cette finalité implique la modélisation des connaissances de l’élève
et la formalisation des connaissances épistémologiques et didactiques sur la conception de
protocoles en science expérimentale. En effet, l’activité de construction de protocoles
expérimentaux est cruciale pour l’apprentissage de la démarche expérimentale et scientifique
par les élèves, car cette activité permet aux élèves de faire le lien entre le problème de départ
MeTAH - 42
525
et l’analyse des résultats expérimentaux. C’est un objectif d’apprentissage qui est méconnu
par les chercheurs et souvent négligé par l’enseignement. Notre étude va apporter des
connaissances nouvelles sur les connaissances des élèves, sur leurs stratégies mises en place et
sur les représentations des enseignants sur cette activité spécifique.
Ces travaux seront conduits dans le projet COPEX (ACI en cours) et au sein d’une équipe
européenne du réseau kaleidoscope qui va commencer ses travaux en 2006. Les objectifs de
cette équipe sont de développer une approche théorique intégrative pour un apprentissage de
la démarche scientifique expérientiel et collaboratif, et de développer une plate-forme
commune.
Conception d'environnements d’apprentissage pour le domaine médical
Les recherches concernant l'élaboration de systèmes automatiques de diagnostic des
connaissances et de prise de décision didactique se prolongent à travers divers
environnements d'apprentissage dédiés au domaine médical. Les résultats obtenus pour la
chirurgie orthopédique seront ainsi réinvestis dans un environnement de formation aux
techniques d'échographie, après une modélisation didactique de ce nouveau domaine.
En chirurgie orthopédique, dans le cas du vissage dans le bassin, le geste était représenté à
l'écran par la trajectoire de la vis. Il s'agit maintenant d'enrichir l'environnement en prenant en
compte le geste au moyen d'interactions multimodales (capteurs haptiques).
Perspectives relatives à l'environnement TPElec (électricité)
Le développement d’une nouvelle version du logiciel TPElec, conçue en collaboration étroite
avec une équipe d’enseignants de physique, va nous permettre de progresser sur trois axes de
recherche, à savoir :
- l'ingénierie de la connaissance, avec une thèse visant à offrir aux apprenants un outil leur
permettant de formuler leurs propres conception,s ainsi qu'un outil établissant le
diagnostic des formulations faites ;
- l'ingénierie des SAA, avec la production des scénarios d'apprentissage en collaboration
avec des enseignants de l’enseignement secondaire ;
- l'ingénierie pour le suivi, la production de traces et d’indicateurs pour le suivi.
Modélisation des connaissances pour le diagnostic
Les travaux menés sur ce thème émanent essentiellement des communautés Intelligence
Artificielle et Sciences Cognitives et reposent soit sur des systèmes experts à base de règle où
la modélisation cognitive est la résultante de modélisations mécanistes qui ne peuvent être
menées à bien que dans des situations très simples, soit sur des systèmes de reconnaissance
d’un ensemble complexe de tâches efficaces pour l’étude de populations d’individus mais
demeurant peu fiable pour l’étude d’un individu particulier. Comme pour les systèmes
physiques, des modèles des comportements normaux attendus et de quelques erreurs-types
sont envisageables, mais les modèles de toutes les erreurs-types possibles ne peuvent pas être
disponibles. L’analyse diagnostic doit donc tenir compte de cette incomplétude d’une part, et
d’autre part, du principe de non-exonération : ce n’est parce qu’une méthode a été appliquée
correctement dans un contexte particulier qu’il faut en conclure que cette méthode est sue ; un
autre contexte pourrait montrer le contraire. Il faut pourtant tirer des traces enregistrées par un
simulateur d’entraînement, un diagnostic juste et complet.
Les travaux sur le diagnostic logique de systèmes physiques fournissent des méthodes
d’analyses qui garantissent justesse et complétude des diagnostics. Nos travaux portent sur la
MeTAH - 43
526
production d’outils de modélisations dédiés au diagnostic de compétence par une approche
diagnostic logique.
Mémoires de formation à base d'annotations
Les perspectives de recherche sur ce thème sont les suivantes :
- apprentissage automatique ou supervisé de patrons d’annotation
- partage et négociation d’annotation dans les communautés enseignantes
- adaptation des formes tangibles d’annotations reçues par les patrons personnels.
Axe 2 : Ingénierie des Situations Actives d’Apprentissages : scénarios et systèmesauteurs
Nous nous intéressons dans cet axe aux modèles, méthodes et outils informatiques permettant
la conception et la mise en place de situations actives d'apprentissage par des enseignants ou
des ingénieurs pédagogiques. Notre approche est générique et transversale aux domaines
d'apprentissage. Elle repose sur le concept de scénario pédagogique.
La thématique de la scénarisation pédagogique doit être maintenant approfondie et renforcée
autour des objectifs suivants :
-
intégrer les résultats obtenus au niveau des scénarios d'activités (micro-scénarios) et des
scénarios concernant plus globalement les modules d'apprentissage ou les cursus (macroscénarios) ;
-
répondre aux limites des langages actuels de modélisation de situation d'apprentissage en
élaborant des langages correspondant aux besoins, usages et capacités des utilisateurs
visés (enseignants auteurs, tuteurs…). Cette élaboration devra être effectuée selon une
logique de conception participative et s'appuyer fortement sur l'analyse des usages
existants, en partenariat avec des chercheurs d'autres disciplines ;
-
étudier, formaliser et expérimenter des processus d'opérationnalisation de ces langages
pour les rendre exécutables et manipulables dans des environnements logiciels
interopérables (architectures MDA) ;
-
concevoir des environnements informatiques de manipulation de scénarios, permettant
leur conception, leur suivi, leur adaptation dynamique et leur évaluation par les utilisateurs
visés (concepteurs, tuteurs, apprenants, chercheurs). Ces environnements devront prouver
leur capacité : (1) à être manipulés de façon aisée par les utilisateurs visés et (2) à être
opérationnalisés au niveau informatique.
Ces recherches devront être menées en relation étroite avec les laboratoires français et
étrangers travaillant sur le domaine:
-
élaboration d'un projet de collecte, d'analyse des usages de scénarisation d'activités
d'apprentissage. Ce projet devra s'appuyer sur une solide communauté scientifique
pluridisciplinaire (en partie déjà constituée) ainsi que sur un réseau actif de praticiens
représentant la variété des situations d'apprentissage à prendre en compte ;
-
élaboration d'un projet concernant le processus de formalisation et de transformation
logicielle des scénarios, depuis leur conception initiale jusqu'à leur évaluation ou leur
adaptation dynamique. Ce projet devra s'appuyer sur des équipes françaises s'intéressant
MeTAH - 44
527
au domaine (réseau en cours de constitution) et se concrétiser par la mise au point de
modèles et de méthodes reconnus et élaborés au niveau international (en particulier dans le
cadre de 7ème PCRD 2007-2013).
-
au niveau opérationnel, un ensemble de prototypes devront être développés, mis à l'essai
puis expérimentés dans des dispositifs de formation à pleine échelle. Ils devront déboucher
sur le développement de produits opérationnels, réalisés grâce à des collaborations
industrielles renforcées.
Axe 3 : Ingénierie du suivi des activités
Notre objectif est ici de favoriser l'exploitation et le suivi de SAA par différents acteurs, dans
des contextes présentiels ou distants, synchrones ou asynchrones. Cette ingénierie s'appuie sur
les recherches menées dans les axes précédents. Elle repose sur la modélisation, la collecte et
l'analyse de traces d'apprenants ou de groupes d'apprenants.
Les travaux menés dans le cadre du projet SVL vont nous permettre de disposer de
formalismes et d’outils pour faciliter l’instrumentation des expérimentations de situations
d’apprentissage. S’appuyant sur un ENT, ces outils permettront le déploiement des logiciels
nécessaires à l’expérimentation sur le terrain (classe d’élèves distante ou classe virtuelle) ainsi
que la collecte des informations de suivi (traces, indicateurs particuliers).
Nous devons mener des expérimentations de nos outils (Formid, systèmes-auteurs de
scénario, outils de suivi…) en contextes écologiques. L'analyse des résultats permettra de faire
évoluer nos outils et de valider les concepts mis en œuvre.
Nous voulons élaborer des indicateurs complexes (d'activités, cognitifs, sociaux…) pertinents
pour la tâche des acteurs (formateur, tuteur, apprenant) à partir des traces recueillies. Ces
indicateurs pourront être utiles pour :
- alléger la tâche de l'acteur (comme le permet la prise en charge par Formid d'une partie
des tâches de suivi)
- identifier des évolutions dans le temps (profils d'apprenants, mémoires collectives…)
- permettre des prises de décisions pertinentes
Les travaux portant sur l’interprétation des expressions faciales dans un contexte de formation
à distance devraient :
- nous permettre une meilleure compréhension des expressions des visages des étudiants en
fonction de leur contexte de travail,
- aboutir à un outil intégrable à un ENT ou une plate-forme de e-learning pour l’aide au suivi
en temps réel d’étudiants distants. Il intégrerait ainsi la dimension émotionnelle dans le suivi
d’un groupe d’étudiants.
Pour un suivi efficace des apprenants, une répartition entre suivi automatique et suivi humain
est nécessaire. Il convient de combiner les résultats apportés par les différentes approches :
analyse des traces, diagnostic épistémique, diagnostics issus des scénarios, indicateurs.
Axe 4 : Analyse d'usages
Dans cet axe, nous nous proposons d’analyser des usages d’EIAH dédiés à un domaine ou de
composants de plateformes, usages effectués dans le fonctionnement normal de la classe. Les
objectifs sont tantôt d’étudier l’insertion dans les pratiques des logiciels produits, tantôt
MeTAH - 45
528
d’utiliser les traces des activités des élèves pour modéliser leurs connaissances.
Modélisation d’élève en algèbre, construction de cartes de conceptions,
Ces travaux ont pour objectif de modéliser, à partir des traces d’usage d’Aplusix, les
connaissances des élèves en algèbre à l’aide de règles de réécriture correctes ou erronées et de
conceptions. A partir de l’observation de comportements d’élèves par des chercheurs, des
règles correctes et incorrectes ainsi que des conceptions d’élèves sont construites. Elles sont
ensuite représentées dans un langage informatique d’objets, de hiérarchies et de règles. Des
algorithmes de diagnostic sont développés : (1) pour chercher à expliquer les calculs effectués
par les élèves (passage d’une expression A à une expression B) par une suite de règles
correctes ou erronées ; (2) pour déterminer les conceptions correspondant aux comportements
des élèves sur un ensemble de calculs.
Ce travail a déjà commencé sur le domaine des mouvements dans les équations et inéquations.
Il s’agit d’effectuer un passage à l’échelle pour couvrir l’ensemble des connaissances du
niveau des classes de quatrième, troisième et seconde sur les développements, factorisations,
résolutions d’équations, inéquations et systèmes d’équations.
Les objectifs se situent sur plusieurs plans :
- Produire et publier une carte de conceptions exprimées en langue naturelle et
compréhensibles par les enseignants de mathématique (du monde entier, une fois traduites
dans leur langue) ; cet objectif explique le choix de conceptions construites par le chercheur
plutôt qu’un recours à l’apprentissage automatique.
- Produire automatiquement et publier des études de fréquences de conceptions sur des
populations variées (pays différents, cursus différents, classes sociales différentes…).
- Ajouter un module de diagnostic au logiciel Aplusix pour qu’après quelques sessions des
élèves, l’enseignant puisse connaître les conceptions détectées par le logiciel et prendre des
décisions.
- A terme, produire un module « tuteur » à ajouter à Aplusix pour proposer des activités visant
à faire déplacer les conceptions erronées diagnostiquées vers des conceptions correctes.
Comme les expressions algébriques sont universelles et comme plusieurs équipes dans le
monde travaillent sur la modélisation d’élèves en algèbre, nous mettrons en place un
benchmark de modélisation d’élèves en algèbre. Il permettra de déposer des données,
d’extraire des données à étudier, de déposer des résultats et des outils (de traitements
intermédiaires ou de production de résultats). Le domaine est celui des calculs algébriques
effectués par étapes, au niveau des classes du second degré, avec enregistrement de toutes les
étapes et éventuellement de toutes les actions.
Ce travail est effectué dans le cadre du projet « Cluster régional » et en collaboration avec le
Brésil (programme CAPES-COFECUB).
Etude des usages d’APLUSIX
Le déploiement d’Aplusix permet d’effectuer des expérimentations pilotes et des études
d’usage en milieu écologique dans différents pays. Quelques études ont déjà été effectuées en
France, en Italie, au Brésil, en Inde. Il s’agit de les poursuivre et de les amplifier, pour mieux
déterminer les apports du logiciel (impact sur l’apprentissage) et les bonnes conditions de son
intégration dans la classe. Certaines de ces études se font dans le cadre de collaborations
MeTAH - 46
529
bilatérales ou de co-tutelles de thèses de didactique.
Etudes d’usages des langages et environnements de modélisation de scénarios
Des travaux sont conduits sur les usages de langages de scénarios d'apprentissage. Dans le
cadre de l'ERTé ePraxis (qui se transformera en PPF APPRENTICE dans le cadre du prochain
quadriennal) et en partenariat avec l'Institut National de Recherche Pédagogique, plusieurs
projets (ACTEURS, CAUSA) s'intéressent à décrire les pratiques des enseignants et
formateurs en termes de scénarisation. L'objectif est ici non seulement de vérifier l'utilisabilité
des langages ou d'environnements de modélisation étudiés ou proposés par l'équipe Metah,
mais de collecter les pratiques effectives dans les contextes de déploiement. L'objectif est à
terme de proposer une chaîne de production permettant de :
- offrir à des communautés de pratiques enseignantes des environnements spécialisés de
gestion des scénarios d'apprentissage
- vérifier la possibilité de transformer ces modèles vers des langages permettant
l'opérationnalisation et le déploiement des scénarios modélisés sur des plateformes de
formation.
MeTAH - 47
530
Annexe 1 - liste détaillée des membres de l'équipe
NOM Prénom
Chercheurs
BALACHEFF Nicolas
NEY Muriel depuis le
1/9/05
Enseignantschercheurs
ADAM Jean-Michel
BOUHINEAU Denis
CAGNAT Jean-Michel
CHAACHOUA Hamid
D’HAM Cédric
DAVID Jean-Pierre
DESMOULINS Cyrille
GAUDIN Nathalie
GIRAULT Isabelle
GUERAUD Viviane
LEJEUNE Anne
LUENGO Vanda
MARZIN Patricia
MICHAU Florence
NICAUD Jean-François
PERNIN Jean-Philippe
PEYRIN Jean-Pierre
TRGALOVA Jana
WAJEMAN Claire
ITA/IATOS
DOLIVET Christophe
GRAVIER Michel
MEZERETTE Sophie
ROUSSEAU Brice
VADCARD Lucile
ZEILIGE Jérôme
Section
Etab.
Grade
%Recherche
Quot.
07
29
CNRS
CNRS
DR1
CR1
100%
100%
1
1
27
27
27
26
32
27
27
UPMF
UJF
UJF
IUFM
UJF
UJF
UJF
INPG
UJF
U3
UPMF
UJF
IUFM
INPG
UJF
INRP
UJF
IUFM
UJF
MCFHC
MCF
MCFHC
MCF
MCF
MCF
MCF
PRAG
MCF
MCF
MCF
MCF
MCF
PR2
PR1
MCF
PR1
MCF
MCF
80%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
50%
100%
100%
100%
50%
100%
50%
100%
50%
50%
100%
100%
CNRS
CNRS
Floralis
CNRS
CNRS
CNRS
IE
IE
IE
IE
IR
IE
100%
100%
100%
100%
100%
100%
1
1
1
1
1
1
1
1
0,8
0.6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0,8
0,5
0,5
0,8
31
27
27
27
65
61
27
27
27
26
35
MeTAH - 48
531
LISTE DES DOCTORANTS AU 01/09/2005
NOM Prénom
Etablissement
AZOUAOU Faiçal
UJF
BUI THI Hang
UJF
CROSET Marie-Caroline
UJF
DIAGNE Fatoumata
UJF
ERGUN Mustafa
UJF
ESSAUTIER-BAVAY C.
UJF
LIMA Iranete Jeanne
UJF
MICHELET Sandra
UJF
MILLE Dominique
MIYAKAWA Takeshi
MUFTI-ALCHAWAFA D.
UJF
UJF
UJF
NGUYEN Ai Quoc
VILLIOT-LECLERCQ E.
YAVUZ Ahmet
UJF
UJF
UJF
Financement
Allocation
MENRT
Allocation
Région
Allocation
MENRT
Allocation
Région
Bourse gvt
étranger
Allocation
MENRT
Bourse gvt
étranger
Allocation
MENRT
ATER
Partenaire
Vietnam
Turquie
Univ. Lyon
Brésil
Bourse gvt.
Syrie
étranger
Bourse AUF
Sans financement Univ. Montréal
Bourse gvt
Turquie
étranger
Nombre d'équivalents chercheurs (NE) : 20,1
MeTAH - 49
532
Liste des thèses soutenues (du 01/10/2001 au 01/10/2005)
Nom Prénom
Annexe 2
Référence des
publications et des
brevets (2)
ED de
Etablissement
rattachement
d'inscription
(4)
Mode de
financement
(3)
Date de
soutenance
(1)
Directeur(s) de
thèse
06/2003
MI,
0381838S,
UJF
UJF
12/2001
A
Dufayard J.
Lacroix D.
UJF
VIUDEZ Christophe
ETR
MSTI
MI,
0381838S,
UJF
ACL4
ACT2 ACT3 ACT21
ACT56 OS1
UJF
MSTI
06/2002
ANRS
UJF
N. Balacheff
A
UJF
PEDEMONTE Bettina
ETR
UJF
09/2002
Gvt Laos
UJF
Charbonnier F.
Marzin P.
ACL20
ACT1 ACT57
COM1
ACL7 ACT5 ACT16
ACT42
Gvt Turc
MSTI
MI,
0381838S,
UJF
MI,
0381838S,
UJF
MI,
0381838S,
UJF
10/2003
ACT68
UJF
MSTI
MSTI
05/2004
05/2004
Gvt Turc
UJF
UJF
J.F. Nicaud
N. Balacheff et
S. Pesty
H Bettega
B Darley
JC Guillaud
10/2004
ETR
A
04/2005
06/2005
ACL8 ACT23
ACT17 ACT25
ACT59
ACL1
Bettega H.
Triquet E.
Dufayard J.
Lacroix D.
Chaachoua H.
N. Balacheff et
H. Chaachoua
N. Balacheff
10
dont thèses avec publications ou brevets avant le 01/10/2005
SACADURA Marie
PAVARD Xavier
WEBBER Carine
CHEMCHENG Xaya
OZGUR Sami
SAGLAM Ayse
ARSLAN Salahattin
GAUDIN Nathalie
Total
MeTAH - 50
DEA ou
master
d'origine (5)
Situation
professionnelle
(6)
PRIVE
Chercheur
CNR, Italie
didactique des
sciences, UJF
EIAHD, UJF
SUP
Ens-chercheur
Turquie
PRAG
SUP
SUP
Inconnu
Ens-chercheur
Brésil
UNESCO
didactique des
sciences, UJF
CHM&IE, Le
Mans
Informatique,
Brésil
didactique
des sciences,
UJF
DEA
didactique des
sciences, UJF
DEA
didactique des
sciences, UJF
Did. Maths,
Paris 7
EIAHD, UJF
9
533
Annexe 3 : indicateurs de production scientifique
2001
Livres
- d’audience nationale
- d’audience internationale
Chapitres d’ouvrages
Editions d’ouvrage
Revues avec comité de
lecture
Conférences avec actes
publiés et comité de lecture
Conférences invitées
Thèses soutenues
Habilitations soutenues
Totaux
2002
2003
2004
2005
Totaux
2
2
5
9
4
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
3
4
1
1
3
1
2
3
4
3
1
3
10
11
3
7
3
14
11
12
7
19
15
16
39
68
3
1
1
3
2
1
2
2
4
3
1
3
2
4
14
10
18
28
35
48
49
178
MeTAH - 51
534
Annexe 4 :
Contrats institutionnels
Contexte
Catégorie
Thème
Laboratoire de
chimie
à
distance :
educaffix.net
Modélisation
ACI Edu-cation
d’élève
en
et formation
algèbre
EIAH pour la
ACI Edu-cation démarche
et formation
expérimentale :
COPEX
Designing an
hybrid
and
IST Programme
emergent
educational
society
Subvention
MENRT
6e PCRD
NOE
Kaleidoscope
e
6 PCRD
NOE
Kaleidoscope
TCAN-CNRS
Learning &
Technology
at work
Design Patterns
for recording
and analysing
usage of
learning
systems
Coordonnate
ur
Nb de
parte
naire
s
LIDSET, UJF
3
MeTAH
MeTAH
MeTAH
London
Knowledge
Lab
LIUM,
Mans
Débu
t
Fin
Soutien
financie
r propre
Société CCE
11/00
05/04
126 K€
3
Univ. Paris 8,
IUFM
Montpellier
1/03
12/04
32 K€
4
UPMF-INRP
01/05
12/07
32 K€
3
UNIPISA, Italie
CIRAD, France
UNIBRI, GrandeBretagne
5
Le
EIAH
en
chirurgie
MeTAH
orthopédique
7
5
LEARN-IT 2
6e PCRD
ALFA II
(Apprentissage
avec l'appui des
nouvelles
technologies)
University of
Bristol
6
Cluster Region
Personnalisatio
n des EIAH
MeTAH et
LIRIS (Lyon)
6
2
Collaborations
spécifiques2
LKL Londres,
Univ. Liege,
Univ. Bergen,
Univ. Olso,
Univ. du Maine,
Paris 5, ITD
Italy,
UNED Spain,
Univ. Sofia,
Univ. Porto,
Univ. Québec
TIMC et LPS,
Grenoble,
TECFA Suisse,
CHU Grenoble
Univ. Bristol,
Univ. frontera de
Chile,
univ.
eafit, Colombie,
CINESTAV,
Mexique.
LIRIS, ICTT et
ICAR - Lyon,
SYSCOM
Chambéry,
01/02
02/03
40 K€
01/04
12/08
200 K€
01/04
12/08
100 K€
06/03
09/06
45 K€
09/05
09/08
172 K€
09/05
09/09
400 K€
Noms des partenaires avec lesquels sont menées plus particulièrement des recherches
conjointes
MeTAH - 52
535
Chambéry,
LIDILEM,
Grenoble
EIAH
Simulation
et
micromondes
Usages
et
conception de
ERTé
dispositifs de
formation
informatisés
ACI TTT projet Apprentissage
ACTEURS
collaboratif
Services
6e PCRD
distants pour
NOE
favoriser la
Kaleidoscope
recherche en
EIAH
Modèle
de
Région:
scénario pour la
Emergence
classe
6e PCRD
Traces d’objets
NOE
d’apprentissage
Kaleidoscope
Equipe
européenne sur
6e PCRD
NOE
les EIAH en
Kaleidoscope
mathématiques
: TELMA
ECOS-Nord
Venezuela
ACI Cognitique
et Programme
interdisciplinair
e ENT
6ème PCRD
Noe
Kaleidsocope
6ème PCRD
Noe
Kaleidsocope
Programme
interdisciplinair
e TCAN
ACI Cognitique
et Programme
interdisciplinair
e ENT
Projet
eXperience
fédération
IMAG
4ème PCRD
MeTAH
3
ULA et UCV
Venezuela
01/02
12/04
10 K€
Univ. Lyon 1
4
ERTé ePraxis Lyon
01/05
12/07
30 K€
INRP, Lyon
9
LIRIS,
SYSCOM, INRP
01/05
12/07
40 K€
Trigone, Lille
10
Trigone Lille
Télé-Université
du Québec,
Société Pentila
01/04
12/07
80 K€
MeTAH
Syscom
3
01/03
01/04
12 K€
01/04
12/04
8 K€
01/04
12/06
30 K€
et
MeTAH et
Univ. Londres
8
CNR-ITD,
Gênes
6
Transfert de
l’outil
MeTAH
d’annotation
MemoNote
Artificial
Université de
Intelligence
Duisburg
and Education
Semantic Web LIRRM
and e-learning Montpellier
Syscom
Chambéry
Société Pentila
Univ. Londres
Univ.
Amsterdam
LKL Londres,
Paris 7, ITD
Italie, Univ.
Pise,
Univ.
Athènes
06/05
05/06 10 K€
3
01/04
12/07
5
9
Bergen
University
50 K€
01/04
12/04 4 K€
4
01/04
12/05 10 K€
Annotation sur
MeTAH
e-book
2
01/03
12/04 22 K€
TP à distance
5
Ontologie
pour les EIAH
LORIA,
Nancy
MeTAH
Intégration des Université
7
documents
d’Amsterda
techniques et m MeTAH - 53
de formation
06/01
06/03
60 K€
09/98
02/01
200 K€
536
techniques et m
de formation
MeTAH - 54
N° de
dépôt
Date de
dépôt
Titre du brevet
N° de
publication
Date de
publication
Déposants (2)
Co-déposants
(2)
2004
Date de dépôt
Logiciels
Type
d'extension
(OEB, PCT, )
N° de dépôt
du premier
dépôt
CNRS
UJF, INPG,
Univ. Nantes
Déposants Co-déposants
(2)
(2)
Pays
d'extension
(US, JPN,
...)
Aide à l’apprentissage
de l’algèbre
Finalité du logiciel
Titre du brevet
Date de
dépôt de
l'extension
MeTAH - 55
N° de dépôt
pour
l'extension
N° de
publication de
l'extension
Déposants
(2)
Extension OEB ou PCT (patent cooperation treaty) des brevets prioritaires français ou européens
Type de dépôt
(INPI, OEB) (1)
Liste des brevets prioritaires français ou européens (OEB : office européen des brevets)
Annexe 5
Co-déposants
(2)
Licence
(nombre)
Licence
(nombre)
Inventeurs
Inventeurs
537

RAPPORT D`ACTIVITE et PROJET SCIENTIFIQUE Equipe

Transcription

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