Élaboration et mise à l'essai auprès d'élèves en difficultés graves d'apprentissage d'une séquence d'activités portant sur l'utilisation des connecteurs dans le texte narratif au premier cycle du secondaire

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Apprentissage de représentations musicales à l'aide d'architectures profondes et multiéchelles

L'apprentissage machine (AM) est un outil important dans le domaine de la recherche d'information musicale (Music Information Retrieval ou MIR). De nombreuses tâches de MIR peuvent être résolues en entraînant un classifieur sur un ensemble de caractéristiques. Pour les tâches de MIR se basant sur l'audio musical, il est possible d'extraire de l'audio les caractéristiques pertinentes à l'aide de méthodes traitement de signal. Toutefois, certains aspects musicaux sont difficiles à extraire à l'aide de simples heuristiques. Afin d'obtenir des caractéristiques plus riches, il est possible d'utiliser l'AM pour apprendre une représentation musicale à partir de l'audio. Ces caractéristiques apprises permettent souvent d'améliorer la performance sur une tâche de MIR donnée. Afin d'apprendre des représentations musicales intéressantes, il est important de considérer les aspects particuliers à l'audio musical dans la conception des modèles d'apprentissage. Vu la structure temporelle et spectrale de l'audio musical, les représentations profondes et multiéchelles sont particulièrement bien conçues pour représenter la musique. Cette thèse porte sur l'apprentissage de représentations de l'audio musical. Des modèles profonds et multiéchelles améliorant l'état de l'art pour des tâches telles que la reconnaissance d'instrument, la reconnaissance de genre et l'étiquetage automatique y sont présentés.

Apprentissage machine efficace : théorie et pratique

Malgré des progrès constants en termes de capacité de calcul, mémoire et quantité de données disponibles, les algorithmes d'apprentissage machine doivent se montrer efficaces dans l'utilisation de ces ressources. La minimisation des coûts est évidemment un facteur important, mais une autre motivation est la recherche de mécanismes d'apprentissage capables de reproduire le comportement d'êtres intelligents. Cette thèse aborde le problème de l'efficacité à travers plusieurs articles traitant d'algorithmes d'apprentissage variés : ce problème est vu non seulement du point de vue de l'efficacité computationnelle (temps de calcul et mémoire utilisés), mais aussi de celui de l'efficacité statistique (nombre d'exemples requis pour accomplir une tâche donnée). Une première contribution apportée par cette thèse est la mise en lumière d'inefficacités statistiques dans des algorithmes existants. Nous montrons ainsi que les arbres de décision généralisent mal pour certains types de tâches (chapitre 3), de même que les algorithmes classiques d'apprentissage semi-supervisé à base de graphe (chapitre 5), chacun étant affecté par une forme particulière de la malédiction de la dimensionalité. Pour une certaine classe de réseaux de neurones, appelés réseaux sommes-produits, nous montrons qu'il peut être exponentiellement moins efficace de représenter certaines fonctions par des réseaux à une seule couche cachée, comparé à des réseaux profonds (chapitre 4). Nos analyses permettent de mieux comprendre certains problèmes intrinsèques liés à ces algorithmes, et d'orienter la recherche dans des directions qui pourraient permettre de les résoudre. Nous identifions également des inefficacités computationnelles dans les algorithmes d'apprentissage semi-supervisé à base de graphe (chapitre 5), et dans l'apprentissage de mélanges de Gaussiennes en présence de valeurs manquantes (chapitre 6). Dans les deux cas, nous proposons de nouveaux algorithmes capables de traiter des ensembles de données significativement plus grands. Les deux derniers chapitres traitent de l'efficacité computationnelle sous un angle différent. Dans le chapitre 7, nous analysons de manière théorique un algorithme existant pour l'apprentissage efficace dans les machines de Boltzmann restreintes (la divergence contrastive), afin de mieux comprendre les raisons qui expliquent le succès de cet algorithme. Finalement, dans le chapitre 8 nous présentons une application de l'apprentissage machine dans le domaine des jeux vidéo, pour laquelle le problème de l'efficacité computationnelle est relié à des considérations d'ingénierie logicielle et matérielle, souvent ignorées en recherche mais ô combien importantes en pratique.

Harmonisation des langues africaines transfrontalières par les TIC pour un enseignement-apprentissage plus efficient : le cas du Peul

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'harmonisation des langues africaines transfrontalières à tradition écrite émergente au moyen des Technologies de l’information et de la communication.

Lecture et réparation psychique : le potentiel thérapeutique du dispositif littéraire.

Réalisé en cotutelle internationale avec l'Université de Toulouse II-Le Mirail

Les stratégies de production orthographique d’élèves dyslexiques francophones du primaire

Le développement de la compétence orthographique est particulièrement difficile pour les dyslexiques. Orthographier en français implique la prise en compte de connaissances et de stratégies variées. Cette étude a pour objectifs de décrire l’utilisation des stratégies de production orthographiques de 32 élèves dyslexiques (ED) âgés de 9 à 12 ans ainsi que d’établir les liens entre les stratégies orthographiques et la compétence orthographique. Les élèves devaient orthographier 24 mots sous dictée et commenter, pour chaque mot, les stratégies employées. Les performances des ED ont été comparées à celles de 25 normo scripteurs de même âge chronologique (CA) et à celles de 24 normo scripteurs de même compétence écrite (CE). Les résultats indiquent que les stratégies phonologiques sont les plus utilisées par tous les groupes de participants. Si aucun type de stratégies n’est lié à la compétence orthographique des ED, la stratégie visuo-orthographique nous éclaire sur les résultats des CA et des CE.

Conception et évaluation d’une intervention didactique à propos des phases de la Lune dans un planétarium numérique

Depuis l’entrée en vigueur du Programme de formation de l’école québécoise en 2001, l’astronomie est à nouveau enseignée dans les classes du Québec. Malheureusement, l’école est mal outillée pour enseigner des concepts astronomiques complexes se déroulant pour la plupart en dehors des heures de classe et sur de longues périodes de temps. Sans compter que bien des phénomènes astronomiques mettent en jeu des astres se déplaçant dans un espace tridimensionnel auquel nous n’avons pas accès depuis notre point de vue géocentrique. Les phases de la Lune, concept prescrit au premier cycle du secondaire, sont de ceux-là. Heureusement, l’école peut compter sur l’appui du planétarium, musée de sciences dédié à la présentation, en accéléré et à toute heure du jour, de simulations ultra réalistes de divers phénomènes astronomiques. Mais quel type de planétarium secondera l’école ? Récemment, les planétariums ont eux aussi subi leur propre révolution : ces institutions sont passées de l’analogique au numérique, remplaçant les projecteurs optomécaniques géocentriques par des projecteurs vidéo qui offrent la possibilité de se déplacer virtuellement dans une simulation de l’Univers tridimensionnel complètement immersive. Bien que la recherche en éducation dans les planétariums se soit peu penchée sur ce nouveau paradigme, certaines de ses conclusions basées sur l’étude des planétariums analogiques peuvent nous aider à concevoir une intervention didactique fructueuse dans ces nouveaux simulateurs numériques. Mais d’autres sources d’inspiration seront invoquées, au premier chef la didactique des sciences, qui conçoit l’apprentissage non plus comme la transmission de connaissances, mais plutôt comme la construction de savoirs par les apprenants eux-mêmes, avec et contre leurs conceptions premières. La conception d’environnements d’apprentissages constructivistes, dont le planétarium numérique est un digne représentant, et l’utilisation des simulations en astronomie, complèteront notre cadre théorique et mèneront à la conception d’une intervention didactique à propos des phases de la Lune dans un planétarium numérique s’adressant à des élèves âgés de 12 à 14 ans. Cette intervention didactique a été mise à l’essai une première fois dans le cadre d’une recherche de développement (ingénierie didactique) visant à l’améliorer, à la fois sur son versant théorique et sur son versant pratique, par le biais de multiples itérations dans le milieu « naturel » où elle se déploie, ici un planétarium numérique gonflable de six mètres de diamètre. Nous présentons les résultats de notre première itération, réalisée en compagnie de six jeunes de 12 à 14 ans (quatre garçons et deux filles) dont nous avons recueilli les conceptions à propos des phases de la Lune avant, pendant et après l’intervention par le biais d’entrevues de groupe, questionnaires, mises en situation et enregistrement des interventions tout au long de l’activité. L'évaluation a été essentiellement qualitative, basée sur les traces obtenues tout au long de la séance, en particulier sous la voûte du planétarium. Ce matériel a ensuite été analysé pour valider les concepts théoriques qui ont mené à la conception de l'intervention didactique, d'une part, mais aussi pour faire émerger des améliorations possibles visant à bonifier l'intervention. Nous avons ainsi constaté que l'intervention provoque effectivement l'évolution des conceptions de la majorité des participants à propos des phases de la Lune, mais nous avons également identifié des façons de rendre l’intervention encore plus efficace à l’avenir.

Élaboration d’un modèle théorique pour étudier le rapport au savoir en didactique de l’histoire et en éducation à la citoyenneté

Ce mémoire a pour objet d’étude la notion du rapport aux savoirs historiques des élèves de l’ordre secondaire. Plus précisément, il sera question des relations existant entre la conception qu’entretiennent les élèves de l’histoire et du métier de l’historien, leur conception de l’action humaine dans l’histoire et leur sentiment d’être eux-mêmes, aujourd’hui, des acteurs politiques effectifs. Ce sujet est ancré dans le contexte de l’introduction des prescriptions en matière d’éducation à la citoyenneté dans le programme d’histoire de niveau secondaire. Cet ajout a pour conséquence d’introduire de nouveaux objectifs en matière d’éducation à la citoyenneté : l’élève, par l’étude de l’évolution démocratique, doit être amené à comprendre le rôle de l’action humaine dans l’histoire, lui faisant ainsi comprendre la valeur de sa propre participation à la vie sociale et politique. Cela étant dit, les recherches montrent que les enseignants et les enseignantes tardent à adopter la terminologie propre aux compétences du programme de formation en histoire et éducation à la citoyenneté et perpétuent un enseignement de l’histoire-récit qui fait la part belle aux grands évènements et aux grands hommes (Bouhon, 2009; Moisan, 2011). De plus, les manuels utilisés laissent peu de place aux individus ou aux groupes d’individus agissants et présentent rarement leurs actions de manière à rendre compte de leur efficacité (Éthier, 2001; Lefrançois, Éthier et Demers, 2011). Enfin, les recherches montrent que les élèves sont enclins à expliquer les changements à l’aide d’une histoire personnalisante, occupée principalement par les grands hommes et les hauts faits de l’histoire politique et militaire (Hallden, 1986 ; Carretero, Jacott, Limon, Lopez-Manjon et Leon, 1994 ; Carretero, Asuncion et Jacott, 1997 ; Tutiaux-Guillon et Fourmond, 1998). En explorant les conséquences complexes de ces différents constats, nous avons ressenti une insatisfaction à l’égard de la capacité d’explication de ce phénomène qu’offrait le champ conceptuel de didactique de l’histoire. Par conséquent, ce mémoire portera sur le transfert de la notion de rapport au savoir au domaine de la didactique de l’histoire à partir de la sociologie et de l’anthropologie. Le modèle théorique proposé a été obtenu grâce à une recherche spéculative qui a été inspirée des méthodes de Martineau, Simard et Gauthier (2001) et de Van der Maren (1996).

L'enchaînement de phrases par coordination et par subordination à l'écrit chez les élèves de première secondaire : mise à l'essai d'une séquence didactique

Ce mémoire de maîtrise propose une séquence didactique travaillant l’enchaînement de phrases par subordination et coordination en vue de favoriser le transfert de connaissances grammaticales en situation de production écrite. Nous avons d’abord fait ressortir que les élèves apprennent et revoient diverses règles de grammaire, mais qu’ils ont une grande difficulté à transférer ces connaissances en contexte d’écriture. Plusieurs chercheurs soulignent la pertinence de décloisonner l’enseignement de la grammaire et de l’écriture (Paret, 1992; Chartrand, 2003; Bilodeau, 2005) pour favoriser le transfert, notamment au moyen de la démarche active de découverte (Chartrand, 1996). Nous nous sommes intéressée à la syntaxe de la phrase, plus précisément à la construction de phrases complexes par enchaînement. Nous considérons les notions grammaticales qui en découlent difficiles pour plusieurs élèves et nous constatons que cet enseignement se fait peu fréquemment et souvent de manière magistrale, sans travailler l’écriture en parallèle. Nous avons donc élaboré une séquence didactique travaillant ces concepts grammaticaux, tout en ayant en tête de favoriser le transfert des notions grammaticales vers un contexte d’écriture. Nous avons ensuite mis à l’essai cette séquence dans un groupe de première secondaire et avons vérifié son efficacité à l’aide d’un prétest et d’un posttest (production écrite). Nous avons pu constater que la séquence didactique expérimentée dans le cadre de ce mémoire produit de bons résultats. Il y a une amélioration notable dans les enchaînements de phrases dans les textes produits par les élèves. Par contre, nous n’avons pas pu conclure que ceux-ci étaient significatifs d’un point de vue statistique. La séquence didactique semble toutefois aider les élèves, même les plus faibles, puisque les entretiens métagraphiques montrent qu’ils ont meilleure compréhension des enchaînements de phrases.

L'enseignement des sciences et de la technologie au primaire et les TIC : une analyse didactique des pratiques

L’enseignement des sciences et de la technologie (ST) est dans une condition précaire dans les écoles primaires du Québec. Plusieurs recherches ont démontré que les technologies de l’information et de la communication (TIC) peuvent aider les enseignants à favoriser les apprentissages des élèves dans certaines matières dont en ST (Baron, 2001; Becta, 2005; Tardif, 1998). D’ailleurs, Linard (2001) maintient que les TIC, dans le domaine des apprentissages, peuvent faciliter l’exécution de plusieurs tâches cognitives telles qu’agir, interagir, s’informer, explorer, échanger, expérimenter, créer, etc. Cette recherche décrit les pratiques d’enseignement en ST d’enseignants Maîtres-TIC (MTIC) lors de l’intégration des TIC. Nous avons opté pour une recherche heuristique à méthodologie mixte. Des enseignants MTIC et des étudiants de quatrième année MTIC ont répondu à un questionnaire en ligne. Ensuite, une enseignante a été interviewée pour dresser un portrait plus détaillé des pratiques d’enseignement. À l’aide des données obtenues, nous avons réussi à créer une liste d’avantages de l’intégration des TIC en enseignement des ST ainsi qu’une liste des difficultés liées à cette intégration. Une liste des différentes applications TIC réalisées en enseignement des ST par les enseignants et les étudiants questionnés a aussi été ressortie des données de la recherche. De plus, une liste des avantages de la formation Maître-TIC de l’Université de Montréal a été créée en fonction des données recueillies. Puis, nous précisons quelques apports de cette recherche relatifs aux objectifs de départ et à l’évolution de la formation MTIC.

Apprentissage dans une communauté de pratique : fansubbing et compétence linguistique

Fansub consiste à traduire et à sous-titrer les produits médiatiques étrangers tels que des films, des feuilletons ou des animes par des internautes bénévoles. Ce phénomène est aujourd’hui très répandu en Chine. Les amateurs s’organisent en groupes de fansub pour accomplir ce travail en collaboration. Les groupes de fansub se caractérisent par la virtualisation du lieu de travail, l’hétérogénéité des membres, la liberté de participation, la collaboration et la non-commercialité. Leur processus de travail et organisation est aussi particulier. Dans ce mémoire, je me suis intéressée à l’apprentissage des fansubbers, un aspect peu étudié dans la littérature sur le fansub. Le fansub a été abordé sous l’angle d’une communauté de pratiques pour comprendre comment les fansubbers acquièrent de nouvelles connaissances et améliorent leur compétence linguistique en sous-titrant les films de langue étrangère. L’étude est basée sur l’observation participative dans un groupe de fansub chinois-français, Fansub Yueyue. J’ai fait de l’observation participante auprès de ce groupe de fansub pour recueillir des traces du travail et des interactions entre les membres. Dix fansubbers du groupe ont aussi été interrogés. Les analyses ont indiqué que le groupe de fansub démontre les trois caractéristiques essentielles d’une communauté de pratique : l’entreprise commune, l’engagement mutuel et un répertoire partagé. Cet ensemble favorise l’existence du groupe ainsi que l’apprentissage des membres. Aussi, par l’analyse des erreurs fréquentes des fansubbers et leur autoévaluation, nous concluons que les pratiques de fansub aident les membres à améliorer leur compétence linguistique. L’apprentissage a lieu pendant le processus de travail de sous-titrage ainsi qu’à travers les interactions entre les membres ou avec des personnes hors de ce groupe.

Feuillets pour un album didactique analyse de quatre œuvres dont 3 fugues et la Fantasia Quasi Variazione

Le but de ce document est d’offrir une analyse détaillée de trois fugues et d’une pièce pour orchestre de chambre, pièces composées entre 2013 et 2014 et qui constituent le sommet d’une démarche compositionnelle visant la gradation de difficulté d’écriture et d’exécution. Leur analyse comprend : une explication détaillée de leur position dans l’album, une explication du ou des concepts qui les sous-tendent en plus d’une analyse des différentes sections de toutes les pièces.

Apprentissage des réseaux de neurones profonds et applications en traitement automatique de la langue naturelle

En apprentissage automatique, domaine qui consiste à utiliser des données pour apprendre une solution aux problèmes que nous voulons confier à la machine, le modèle des Réseaux de Neurones Artificiels (ANN) est un outil précieux. Il a été inventé voilà maintenant près de soixante ans, et pourtant, il est encore de nos jours le sujet d'une recherche active. Récemment, avec l'apprentissage profond, il a en effet permis d'améliorer l'état de l'art dans de nombreux champs d'applications comme la vision par ordinateur, le traitement de la parole et le traitement des langues naturelles. La quantité toujours grandissante de données disponibles et les améliorations du matériel informatique ont permis de faciliter l'apprentissage de modèles à haute capacité comme les ANNs profonds. Cependant, des difficultés inhérentes à l'entraînement de tels modèles, comme les minima locaux, ont encore un impact important. L'apprentissage profond vise donc à trouver des solutions, en régularisant ou en facilitant l'optimisation. Le pré-entraînnement non-supervisé, ou la technique du ``Dropout'', en sont des exemples. Les deux premiers travaux présentés dans cette thèse suivent cette ligne de recherche. Le premier étudie les problèmes de gradients diminuants/explosants dans les architectures profondes. Il montre que des choix simples, comme la fonction d'activation ou l'initialisation des poids du réseaux, ont une grande influence. Nous proposons l'initialisation normalisée pour faciliter l'apprentissage. Le second se focalise sur le choix de la fonction d'activation et présente le rectifieur, ou unité rectificatrice linéaire. Cette étude a été la première à mettre l'accent sur les fonctions d'activations linéaires par morceaux pour les réseaux de neurones profonds en apprentissage supervisé. Aujourd'hui, ce type de fonction d'activation est une composante essentielle des réseaux de neurones profonds. Les deux derniers travaux présentés se concentrent sur les applications des ANNs en traitement des langues naturelles. Le premier aborde le sujet de l'adaptation de domaine pour l'analyse de sentiment, en utilisant des Auto-Encodeurs Débruitants. Celui-ci est encore l'état de l'art de nos jours. Le second traite de l'apprentissage de données multi-relationnelles avec un modèle à base d'énergie, pouvant être utilisé pour la tâche de désambiguation de sens.

Presse, littérature et espace public : de la lecture et du politique

La presse, et les médias en général, joue un rôle de plus en plus important dans les sociétés contemporaines, tandis que la littérature, sous sa forme traditionnelle de textes fictionnels écrits et imprimés, a tendance à se marginaliser dans le discours social, du moins en apparence. Or, à y regarder de plus près, et sans aller jusqu’à affirmer que la presse est une sorte de littérature, il existe d’intenses interrelations entre les deux champs de création et de circulation culturels

L'ambiguïté politique d'Internet : lecture de « La démocratie Internet : promesses et limites » de Dominique Cardon

Compte rendu du livre « La démocratie Internet » de Dominique Cardon (Seuil, collection « La république des idées », 2010).