introduction eiah, cours haîti
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EIAHEnvironnements informatiques pour l’apprentissage humain
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Ressources
Cours • Stéphanie Jean Daubias
• Amel Yessad
• Jean Marc Labat
• Vanda Luengo
Références• Bruillard, Les machines à enseigner, Hermès, 1997
• Livre EIAH, Editeurs Grandbastien et Labat, Hermès 2006
• M. Baker , The roles of models in Artificial Intelligence and Education. Research, a prospective view, IJAIED 11, 122-143, 2000
• Semantic Web and Education, (V. Devedzic), Springer Verlag 2006
• Mislevy, Almond, Lukas 2003. A brief introduction to Evidence- Centered Design
• Shute, V. J., Masduki, I., & Donmez, O. (2010). Conceptual framework for modeling, assessing, and supporting competencies within game environments . Technology, Instruction, Cognition, and Learning.
• Woolf, B. P. (2009). Building Intelligent Interactive tutors : student-centered strategies for revolutionizing e-learning. Burlington, MA, USA: Elsevier.
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Définition
Contexte
Histoire
Quelques exemples
Plan
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Contexte
• Formation tout au long de la vie, formation à distance
• Systèmes de formation intelligents, interactifs, …
• s’adapter à l’utilisateur pour personnaliser et/ou individualiser l’enseignement
• fournir des explications appropriées à l’apprenant
• S'adapter aux spécificités de l'apprenant,
• Interfaces, fonctionnalités, situations particuliers
• Accompagner l’enseignant
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EIAH : champ scientifique
• « Travaux focalisés sur les environnements informatiques dont la finalité explicite est de susciter et d'accompagner l'apprentissage humain, c'est à dire la construction de connaissances chez un apprenant » (Labat & Grandbastien, 2006)
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EIAH carrefour de plusieurs disciplines
• pédagogie
• didactique
• psychologie
• sciences cognitives
• ergonomie
• Information et Communication
• sociologie
• Informatique
• IHM, IA, SI, RV,..
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Exemples de travail pluridisciplinaire
• IA et IC : modélisation des connaissances et du raisonnement
• IHM : méthodes de conception, ergonomie des interfaces
• Psychologie cognitive : modèles de l’apprentissage chez le sujet humain, évaluation des acquisitions
• Didactique des disciplines : étude des connaissances à enseigner et des difficultés liées à ces connaissances
• Sciences de l’éducation : théories et méthodes pédagogiques, étude des usages
• Sciences de l’information et de la communication : relation connaissances / médias, étude de l’apprentissage comme fait d’information et de communication
Plus récemment
• Data Mining et analytiques : analyse de traces d’interaction des données d’apprentissage
• ...
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À l’origine, des théories SHS
• Origine des modèles en EIAH:
• Théories en psychologie ou en sciences de l'éducation:
• Béhaviorisme
• Cognitivisme
• Constructivisme
• …
• Modèles informatiques
• Exerciseurs (béhaviorisme)
• Tuteurs intelligents, tutoriels multimédias (Cognitivisme)
• Hypermédias, simulateurs, micromondes (Constructivisme)
• …
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Des EAO aux EIAH
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Enseignement programmé
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Source, cours Stéphanie Jean Daubias, livre les machines à enseigner (Eric Bruillard)
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Enseignement Assisté par Ordinateur
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Source, cours Stéphanie Jean Daubias, livre les machines à enseigner (Eric Bruillard)
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EIAO V1 :Enseignement Intelligemment Assisté par
Ordinateur
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Source, cours Stéphanie Jean Daubias, livre les machines à enseigner (Eric Bruillard)
Paradigme Expert
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EIAO V2 : Environnements Interactifs d’Apprentissage avec
Ordinateur
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Source, cours Stéphanie Jean Daubias, livre les machines à enseigner (Eric Bruillard)
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EIAH : Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain
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Du point de vue applicatif
• Diversité des domaines
• Au début surtout les mathématiques et l’informatique
• Puis des sciences expérimentales
• Langues, sport, géographie, lecture,….
• Conduite, médecine, aviation, …
• Diversité d'environnements
• tuteurs intelligents,
• hypermédias éducatifs,
• micromondes,
• simulateurs,
• serious games,
• MOOCs,
• ...15
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Du point de vue des outils
• Diversité d'outils
• les systèmes auteurs,
• les plates-formes de formation,
• les outils d’évaluation,
• Les plateformes de ressources,
• Les plateformes collaboratives,
• …
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Des applications
• Cabri-géomètre, LOGO
• Geometry Tutor et cognitive tutors en général
• APLUSIX
• Ambre, AHA! Refraction, Sciences en jeu
• MOOCs
• Moodle
• Scenarii,
• etc.
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Quelques exemples
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Cabri-géomètre, un micromonde
• Principes d’un micromode
• Monde composé d’objets et relations relatives à un domaine
• L’apprenant crée et manipule les objets => construction de connaissances
• manipulations, prédictions, planification
CAhier de Brouillon Interactif de géométrie
• Fin années 80
• Géométrie dynamique
• Informatique
=> Manipulation directe
• Didactique de mathématique
=> Situations d’apprentissage
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Geometry Tutor
• Tuteurs cognitifs/intelligents
Modèle de l’apprenant : ensemble de règles permettant de décrire les connaissances procédurales dont on a besoin pour résoudre de façon correcte (ou incorrecte) le problème. Peut détecter des erreurs des apprenants ( pas les micromondes)
Geometry Tutor• apprentissage de la démonstrations.• Feedback immédiat
• IA• Modèle de l’apprenant
• Psychologie cognitive• Théorie ACT-R, connaissances déclaratives et connaissances procédurales
• Learning sciences (didactique + sciences de l’éducation)• Conception de problèmes et des règles pertinentes
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Simulateurs• Environnement permettant de simuler des actions => pour un usage pédagogique
• Situations
• dangereuses, coûteuses
• impossibles à réaliser, « invisibles »
• Simulations plus ou moins réalistes
• Pas de construction de nouveaux objets, seulement de la manipulation.
• Possibilité d’avoir des feedbacks pédagogiques
• Simulateur FIACRE
• Environnement de réalité virtuelle pour former les conducteurs à des procédures de sécurité
• Informaticiens
• Réalité virtuelle, systèmes multi agents
• Ergonomes
• Affordance
• Psychologues du travail
• Analyse de la tâche au travail
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Simulation, réalité virtuelle + feedback épistémique
évolutions
23Analyse de la tâche, analyse des connaissances, plateforme TELEOS avec modèle apprenant et feedback, analyse des traces perceptivo gestuellesPsychologie du travail, Didactique professionnelle, Robotique, IA, Data Minnig
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Mais aussi la conception de ressources massives
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MOOCS
Web sémantique, information et communication, Sociologie, data mining,..
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Des nouveaux dispositifs d’interaction,nouvelles formes de pédagogie, nouveaux espaces,
nouvelles recherches ?
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Projet MacCoy
• Conception des situations critiques permettant d’apprendre les compétences non techniques
• Rajouter des capacités didactiques et pédagogiques à des outils de réalité virtuelle
• Diagnostiques les compétences techniques et non techniques à partir des traces du systèmes et des traces physiologiques
• Proposer des rétroactions tenant compte des contraintes didactiques et pédagogiques
• À l’intérieure de l’histoire
• À l’extérieure
• Proposer une architecture informatique online et pas seulement pour le débriefing
• Informatique (IA et RV), ergonomie, Psychologie du travail26
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Mais aussi
• Des recherches dont l’artefact informatique n’est pas le objectif de production mais un moyen de comprendre de phénomènes d’enseignement et apprentissage
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Exemple Superviseur
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http://superviseur.lip6.fr/
=> surcharge cognitive pour la gestion d’une classe hétérogèneHypothèse : Les enseignants utilisent un groupe de référence pour gérer les interactions
Sciences de l’éducation, informatique (LA)
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Exemple Superviseur
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Recherche EIAH: méthodes, modèles, outils• Comprendre
• phénomènes d’interaction entre apprenants
• comportements de l’apprenant face au système informatique d’apprentissage
• comportements de l’enseignant dans son activité de suivi, de conception de scénarios, …
• Modéliser
• l’activité d’apprentissage
• l’activité d’enseignement
• la rétroactions qui favorisent l’apprentissage
• Les connaissances à apprendre
• Les émotions
• Les scénarios pédagogiques
• …
• Concevoir
• méthodes et algorithmes de diagnostic
• méthodes et algorithmes de rétroaction qui favorisent l’apprentissage
• méthodes et algorithmes pour gérer l’interactions entre apprenants
• interfaces permettant de comprendre l’activité de l’apprenant
• ….
• Analyser des usages pour l’évaluations des environnements informatiques
• …
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ET VOUS ?
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