Modélisation et conception d’un diagnostic informatique prenant en compte plusieurs modalités de résolution de problèmes dans un environnement informatique pour l’apprentissage humain en électricité

Modelling and design of a computer diagnosis taking into account several problem solving modalities in an intelligent tutoring system in electricity

• Auteur / Autrice : Sandra Michelet
• Direction : Jean-Pierre Peyrin, Jean-Michel Adam, Vanda Luengo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie de la communication personne-système
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de Grenoble (Isère, France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Monique Grandbastien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Guin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agathe Merceron, Dominique Py

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évaluation

Formation en ligne

Environnement numérique de travail

Mots clés libres

Eiah

Diagnostic informatique adaptif

Modalités de résolution de problèmes

Traces d’activités de l’apprenant

Environnement ouvert

Modélisation du domaine

Expérimentation

Evaluation

Tel

Its

Adaptive computer diagnosis

Problem solving modality

Trails of activity of learner

Open environment

Modelling of domain

Experiment

Evaluation

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le domaine du diagnostic informatique embarque au sein d'Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Le travail presenté dans cette thèse vise à articuler les systèmes de diagnostic et les environnements ouverts. Pour cela, nous proposons un modèle de diagnostic implementé, appelé DiagElec (Diagnostic en Electricité) qui montre cette articulation. Ce modèle prend en compte les traces d'activité générées par plusieurs modalités de résolution de problèmes (MRP) qu'il combine afin d'établir un diagnostic de l'activité de l'apprenant, représentant un état des lieux des connaissances, des compétences et des erreurs d'un apprenant. La détection de telles entités est rendue possible grâce à la modélisation et a l’implémentation du modèle S-K-E (Skill-Knowledge-Error) qui modélise le domaine cible et que nous proposons. Les MRP sont présentées à l'apprenant au moment opportun grâce à leur orchestration par un scenario pédagogique. Chaque MRP est un outil informatique indépendant qui produit ses propres traces d'activité. Nous enrichissons ces traces à l’aide du modèle S-K-E et d'un processus de transformation de traces, que nous proposons. A ces traces s'ajoutent des données modélisant le problème résolu par l'apprenant, que DiagElec exploite pour produire son diagnostic. Pour évaluer notre modèle et ses fondements, nous avons réalisé une expérimentation en milieu écologique avec des apprenants, puis avec des enseignants de Sciences-Physiques. Par comparaison des diagnostics réalisés par les enseignants avec ceux réalisés par DiagElec nous cherchons à mettre à l'épreuve le système DiagElec.

This thesis concerns the fields of Intelligent Tutoring System (ITS) and Technology Enhanced Learning (TEL). The work presented in this thesis aims at articulate the systems of diagnosis and the opened environments. To do so, we propose a model of implemented diagnosis, called extit {DiagElec} (Diagnosis in Electricity) which shows this articulation. This model takes into account the trails of activity generated by the several problem-solving modalities (PSM), and combine them in order to establish a diagnosis of the activity of the learner, which takes the shape of a cartography of the state of the knowledge, the skills and the errors of a learner. The detection of such entities is made possible thanks to the modelling and to the implementation of the model S-K-E (Skill-Knowledge-Error) which we propose. The PSM are presented to the learner at the appropriate time thanks to their orchestration by an educational and pedagogical scenario. Each PSM is an independent computer tool which produces its own trails of activity. We enrich these trails by means of a model S-K-E and of a process of transformation of trails, which we propose. In these trails are added data modelling the problem resolved by the learner, whom DiagElec exploits to produce its diagnosis. In order to evaluate our model and its foundations, we have carried out an experiment with learners in schools, then with teachers in Physics. By comparison of the diagnoses realized by the teachers with those realized by DiagElec we try to test the DiagElec system.