Processus unifié pour la personnalisation des activités pédagogiques : méta-modèle, modèles et outils

Unified process for personalization of pedagocal activities : meta-model, models and tools

• Auteur / Autrice : Marie Lefèvre
• Direction : Alain Mille, Stéphanie Jean-Daubias, Nathalie Guin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 01/12/2009
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale InfoMaths (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'InfoRmatique en Images et Systèmes d'information (Ecully, Rhône ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Nodenot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Charles Marty
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Vidal, Monique Grandbastien

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métaconnaissance

Pédagogie

Enseignement individualisé

Formation en ligne

Mots clés libres

Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH)

Processus unifié de personnalisation des activités pédagogiques

Méta-modèles et modèles de connaissances

Outil d’assistance pour l’enseignant

Interactive Learning Environments (ILE)

Technology Enhanced Learning (TEL)

Unified process for personalization of learning activities

Meta-models and models of knowledge

Assistance tool for teachers.

Résumé

Cette thèse en informatique se situe dans le domaine des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH). Dans ce cadre, nous avons abordé la question de la personnalisation de l’apprentissage. Nos travaux de recherche consistaient à identifier un processus qui permette à la fois de personnaliser des séances de travail sur papier et des séances de travail sur des logiciels pédagogiques. Nous souhaitions que ce processus permette de prendre en compte les spécificités de chaque apprenant en s’appuyant sur son profil, mais qu’il prenne également en compte les buts et les habitudes pédagogiques des enseignants. Enfin, nous souhaitions que ce processus soit implémentable dans un système externe aux logiciels à personnaliser. Notre problématique s’est donc décomposée en trois points : comment exploiter les profils d’apprenants pour prendre en compte les individualités des apprenants ? Comment adapter une activité pour prendre en compte les besoins et habitudes pédagogiques d’un enseignant ? Et enfin, comment attribuer une activité à un apprenant ? Pour répondre au premier point, nous avons proposé le modèle cPMDL. Ce complément du langage de modélisation des profils PMDL permet de contraindre les profils des apprenants afin de sélectionner ceux ayant les caractéristiques requises par les contraintes. cPMDL nous permet donc d’exploiter les informations contenues dans les profils au sein du processus de personnalisation. Pour répondre au deuxième point, nous avons proposé l’approche GEPPETO. Cette approche s’appuie sur des modèles et des processus génériques permettant d’adapter les activités en fonction des intentions pédagogiques des enseignants grâce à la définition de contraintes sur les activités. Nous avons décliné cette approche pour permettre l’adaptation des activités papier (GEPPETOP), ainsi que pour l’adaptation des activités logicielles et de la configuration des environnements qui les supportent (GEPPETOS). Pour répondre au troisième point, nous avons proposé le modèle PERSUA2 qui permet de lier les contraintes sur profils de cPMDL aux contraintes sur activités de GEPPETO. Ces liens, nommés règles d’affectation, sont ensuite hiérarchisés selon leur degré de priorité pour former une stratégie pédagogique qui sera associée { un ou plusieurs contextes d’utilisation. Nous avons mis en oeuvre ces différentes contributions théoriques dans Adapte, un module de l’environnement informatique du projet PERLEA. Le rôle de cet environnement est d’assister l’enseignant dans la gestion de profils créés par l’enseignant lui-même ou issus de logiciels pédagogiques. Adapte est l’une des exploitations possibles des profils : le module réalisé permet de fournir à chaque apprenant des activités adaptées à son profil tout en respectant les choix pédagogiques de son enseignant. Ces activités peuvent être des activités papier proposées par le système ou des activités logicielles personnalisées par Adapte, mais effectuées dans un autre EIAH. Ce module, pleinement opérationnel, a montré la faisabilité technique de nos contributions théoriques et nous a permis de conduire des mises à l'essai auprès d'enseignants

This thesis in computer science belongs to the field of Interactive Learning Environments (ILE). In this context, we have addressed the issue of personalization of learning. Our research has consisted in identifying a process allowing one to personalize both paper working sessions and working sessions on educational software. Our goal was to design a process able to take into account the specificities of each learner, based on their profiles, but also to take into account the pedagogical goals and habits of teachers. Moreover, we had to design this process such as it could be easily implemented in a software external to the system being personalized. Our problem was therefore decomposed into three points: how to use learners’ profiles to take the individuality of learners into account? How to adapt a pedagogical activity to take the teaching needs and habits of a teacher into account? And finally, how to assign an activity to a learner? To answer the first point, we have proposed the cPMDL model. This complement of the profiles modelling language PMDL allows one to constrain the learners’ profiles to select those with the characteristics required by the constraints. cPMDL allows us to exploit the information contained in the profiles during the personalization process. To answer the second point, we have proposed the GEPPETO approach. This approach relies on generic models and processes to adapt activities according to the teachers' intentions, by defining constraints on activities. We have instantiated this approach to enable on the one hand the adaptation of paper activities (GEPPETOP) and on the other hand to enable the adaptation of software activities and the adaptation of configuration of environments that support them (GEPPETOS). To address the third point, we have proposed the PERSUA2 model which links cPMDL constraints on profiles with GEPPETO constraints on activities. Next, these links, called assignment rules, are organized into a hierarchy according to their priority degree in order to form a pedagogical strategy. This pedagogical strategy is then associated with one or more contexts of use. We have implemented these different theoretical contributions in Adapte, a module of the environment associated to the PERLEA project. The role of this environment is to assist teachers in the management of profiles created by themselves or coming from pedagogical software. Adapte is one of the possible uses of profiles: the module developed provides each learner with activities suited to their profiles, while respecting the teaching choices of the teacher. These activities may be paper activities proposed by the system or software activities personalized by Adapte but made within another ILE. This module, fully operational, has demonstrated the technical feasibility of our theoretical contributions and has allowed us to conduct experiment with teachers.