Génération d'exercices et analyse multicritère automatique de réponses ouvertes : PépiGen, un système auteur en algèbre élémentaire

par Dominique Prévit

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Pascal Leroux.

Soutenue en 2008

à Le Mans .

mots clés

• Eiah
• Enseignement assisté par ordinateur -- Systèmes-auteur
• Algèbre -- Étude et enseignement (secondaire) -- France
• Algèbre -- Problèmes et exercices
• Mathématiques -- Logiciels

Résumé

Notre travail se situe dans le cadre pluridisciplinaire des recherches en EIAH, dans le domaine de l'algèbre élémentaire. Nous proposons un modèle conceptuel de classes d'exercices paramétrées et une chaîne logicielle pour faciliter la création d'exercices et pour générer automatiquement le diagnostic associé des réponses à ces exercices, y compris des réponses ouvertes exprimant des raisonnements complexes. Nous avons développé le logiciel auteur PépiGen, mettant en œuvre ce modèle sur un diagnostic de compétences en algèbre pour des élèves de l'enseignement secondaire. Afin de générer les solutions anticipées, correctes ou erronées fréquemment observées à ce niveau scolaire, et la grille d'analyse multidimensionnelle des réponses, nous avons conçu et développé un composant de calcul formel, Pépinière, qui traite les expressions algébriques nécessaires à la génération des exercices, à la génération automatique des réponses anticipées et à l'analyse automatique des réponses des élèves.

Titre traduit

Exercise generation and automatic multi-criteria analysis of open ended responses : PépiGen, an authoring tool for elementary algebra

Résumé

Our work forms ofmultidisciplinary EIAH research in the area of elementary algebra. We propose a conceptual model of classes of parametered exercises and a software program which enables the automatic creation of exercises and generation of diagnostic responses relevant to the answers given, including open-ended answers expressing complex reasoning. We have developed the authoring tool PépiGen, and implemented this model to analyse the algebra skills of secondary school pupils. To generate expected solutions (whether these are correct or incorrect), often encountered at this academic level and a multi-dimensional analytical model for these responses, we have designed and developed a computer algebra system component, Pépinière, which deals with the algebraic expressions needed for generating exercises, for automatic generation of expected answers and automatic analysis of students' responses.