Modélisation et Simulation d'un Système de Réalité Virtuelle pour l'Apprentissage Adaptatif

Modeling and Simulation of a Virtual Reality System for Adaptive Learning

• Auteur / Autrice : Antoine Bakhos
• Direction : Charles Yaacoub
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Traitement du signal et des images
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ¨Laboratoire Interdisciplinaire des Transitions de Lille
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : LITL - Equipe

Mots clés

Mots clés libres

Simulation

Apprentissage Adaptatif

Modélisation

Réalité Virtuelle

Simulation

Modeling

Adaptive Learning

Virtual Reality

Résumé

Introduction: La réalité virtuelle (VR) est devenue un outil puissant pour améliorer l'expérience éducative dans divers domaines, y compris l'apprentissage des langues, l'enseignement des sciences et l'éducation spéciale, avec sa capacité de fournir des environnements d'apprentissage immersifs et interactifs. Une application prometteuse de la réalité virtuelle dans l'éducation est l'apprentissage adaptatif, où l'environnement d'apprentissage est adapté pour répondre aux besoins individuels et aux styles d'apprentissage des apprenants. Cependant, la conception et l'évaluation des environnements d'apprentissage basés sur la réalité virtuelle pour l'apprentissage adaptatif est une tâche complexe, qui nécessite l'utilisation de méthodes et d'outils appropriés. Problématique: Il est nécessaire de développer des méthodes de modélisation et de simulation d'environnements d'apprentissage adaptatif basés sur la réalité virtuelle pour soutenir la conception et l'évaluation de technologies éducatives. Ceci est important pour garantir l'efficacité et la convivialité des environnements d'apprentissage basés sur la réalité virtuelle et pour comprendre comment la réalité virtuelle peut être utilisée pour soutenir des expériences d'apprentissage personnalisées et efficaces pour les apprenants. Objectifs: L'objectif principal de cette thèse est de modéliser et de simuler un système VR pour l'apprentissage adaptatif. Plus spécifiquement, nous souhaitons : (1) Développer un cadre théorique pour un système d'apprentissage adaptatif basé sur la réalité virtuelle. (2) Concevoir et mettre en oeuvre un environnement VR pour l'apprentissage adaptatif, en tenant compte des caractéristiques de chaque apprenant. Méthodologie: La méthodologie de recherche pour cette thèse comprendra une combinaison d'examen de la littérature, de conception et de développement du système de réalité virtuelle et d'évaluation expérimentale. L'analyse documentaire fournira un aperçu des systèmes d'apprentissage adaptatifs basés sur la réalité virtuelle existants et de leurs principes de conception. La conception et le développement du système VR seront basés sur le cadre théorique développé à partir de la revue de la littérature. L'évaluation expérimentale impliquera des tests d'utilisabilité des environnements d'apprentissage basés sur la réalité virtuelle afin d'identifier les principaux problèmes d'utilisabilité et des recommandations de conception pour améliorer l'expérience utilisateur. Contributions et résultats attendus: Les résultats attendus de cette thèse incluent un système de réalité virtuelle pour l'apprentissage adaptatif qui est basé sur un cadre théorique et a été évalué expérimentalement. Ces résultats auront des implications importantes pour le développement des technologies éducatives basées sur la réalité virtuelle et l'avenir de l'apprentissage adaptatif.

Introduction: Virtual reality (VR) has become a powerful tool for enhancing the educational experience in various fields, including language learning, science teaching, and special education, with its ability to provide immersive and interactive learning environments. A promising application of virtual reality in education is adaptive learning, where the learning environment is tailored to meet the individual needs and learning styles of learners. However, the design and evaluation of VR-based learning environments for adaptive learning is a complex task, which requires the use of appropriate methods and tools. Problematic: There is a need to develop methods for modeling and simulating virtual reality-based adaptive learning environments to support the design and evaluation of educational technologies. This is important for ensuring the effectiveness and usability of VR-based learning environments and for understanding how VR can be used to support personalized and effective learning experiences for learners. Objectives: The main objective of this thesis is to model and simulate a VR system for adaptive learning. More specifically, we wish to: (1) Develop a theoretical framework for an adaptive learning system based on virtual reality. (2) Design and implement a VR environment for adaptive learning, taking into account the characteristics of each learner. Methodology: The research methodology for this thesis will include a combination of literature review, design and development of the virtual reality system, and experimental evaluation. The literature review will provide an overview of existing VR-based adaptive learning systems and their design principles. The design and development of the VR system will be based on the theoretical framework developed from the literature review. The experimental evaluation will involve usability testing of VR-based learning environments to identify key usability issues and design recommendations to improve the user experience. Contributions and expected results: The expected results of this thesis include a virtual reality system for adaptive learning that is based on a theoretical framework and has been experimentally evaluated. These findings will have important implications for the development of VR-based educational technologies and the future of adaptive learning.