Les habiletés spatio-cognitives des aveugles de naissance : résolution de labyrinthes tactiles

La navigation repose en majeure partie sur la vision puisque ce sens nous permet de rassembler des informations spatiales de façon simultanée et de mettre à jour notre position par rapport à notre environnement. Pour plusieurs aveugles qui se fient à l’audition, le toucher, la proprioception, l’odorat et l’écholocation pour naviguer, sortir à l’extérieur de chez soi peut représenter un défi considérable. Les recherches sur le circuit neuronal de la navigation chez cette population en particulier s’avèrent donc primordiales pour mieux adapter les ressources aux handicapés visuels et réussir à les sortir de leur isolement. Les aveugles de naissance constituent aussi une population d’intérêt pour l’étude de la neuroplasticité. Comme leur cerveau s’est construit en absence d’intrant visuel, la plupart des structures reliées au sens de la vue sont réduites en volume par rapport à ceux de sujets voyants. De plus, leur cortex occipital, une région normalement dédiée à la vision, possède une activité supramétabolique au repos, ce qui peut représenter un territoire vierge pouvant être recruté par les autres modalités pour exécuter diverses tâches sensorielles. Plusieurs chercheurs ont déjà démontré l’implication de cette région dans des tâches sensorielles comme la discrimination tactile et la localisation auditive. D’autres changements plastiques de nature intramodale ont aussi été observés dans le circuit neuronal de la navigation chez ces aveugles. Par exemple, la partie postérieure de l’hippocampe, impliquée dans l’utilisation de cartes mentales, est réduite en volume alors que la section antérieure est élargie chez ces sujets. Bien que ces changements plastiques anatomiques aient bel et bien été observés chez les aveugles de naissance, il reste toutefois à les relier avec leur aspect fonctionnel. Le but de la présente étude était d’investiguer les corrélats neuronaux de la navigation chez l’aveugle de naissance tout en les reliant avec leurs habiletés spatio-cognitives. La première étude comportementale a permis d’identifier chez les aveugles congénitaux une difficulté d’apprentissage de routes tactiles construites dans des labyrinthes de petite échelle. La seconde étude, employant la technique d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, a relié ces faiblesses au recrutement de régions cérébrales impliquées dans le traitement d’une perspective égocentrique, comme le lobule pariétal supérieur droit. Alors que des sujets voyants aux yeux bandés excellaient dans la tâche des labyrinthes, ces derniers recrutaient des structures impliquées dans un traitement allocentrique, comme l’hippocampe et le parahippocampe. Par ailleurs, la deuxième étude a confirmé le recrutement du cortex occipital dans une tâche de navigation chez les aveugles seulement. Ceci confirme l’implication de la plasticité intermodale dans des tâches cognitives de plus haut niveau, comme la navigation.

Confluence : Arts plastiques, élèves à risque et système proprioceptif

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

Exploration d'interventions pédagogiques sur l'autorégulation de l'apprentissage par la lecture auprès d'adolescents en difficulté d'apprentissage dans des écoles en milieu défavorisé

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

Effet du modelage et du facilitateur procédural sur le recours à l'organisateur graphique et sur la performance d'élèves en difficulté lors de l'apprentissage par la lecture

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

Exploration de la relation entre l’évaluation à l’aide d’examens à la fin du primaire et l’apprentissage par la lecture d’élèves en difficulté d’apprentissage

De nos jours, il ne suffit pas de décoder pour être considéré comme alphabétisé, il faut aussi être capable de comprendre différents types de textes et d'utiliser avec efficience les informations qu'ils présentent (MELS, 2006). Le redoublement et le retard scolaire au primaire étant le plus souvent attribuables aux difficultés en lecture et en écriture et ces faiblesses se répercutant sur la réussite des élèves dans toutes les matières (Stetson et Williams, 1992), l'importance de présenter aux élèves des situations d'apprentissage complexes qui les soutiendront dans leur apprentissage par la lecture est sans équivoque. Surtout que Horton et Lovitt (1994) mentionnent que les échecs scolaires seraient étroitement liés aux difficultés que ces élèves éprouvent lorsqu'ils apprennent en lisant. Cette étude a été réalisée à partir des données collectées dans la recherche menée en 2003-2004 par Chouinard, Bowen, Cartier, Desbiens, Laurier, Plante (2005) intitulée: «L'effet de différentes approches évaluatives sur l'engagement et la persévérance scolaire dans le contexte du passage du primaire au secondaire» (Chouinard et coll., 2005). L’objectif de la présente étude était d’explorer la relation entre l’évaluation à l’aide d’examens d'enseignants de la fin du primaire et l’apprentissage par la lecture d'élèves en difficulté d'apprentissage. Pour ce faire, deux sous-objectifs ont été retenus : (1) Comparer la relation entre les deux types d’élèves (élèves ordinaires et élèves en difficulté d’apprentissage) et le processus d’apprentissage par la lecture et (2) Comparer la relation entre les niveaux d’identification d’évaluation à l’aide d’examens des enseignants et le processus d’apprentissage par la lecture. Les trois principaux concepts de la question de recherche sont la difficulté d'apprentissage, l'apprentissage par la lecture et les pratiques évaluatives, dont l’évaluation à l’aide d’examens. Une analyse des caractéristiques des 22 recherches répertoriées a permis constater que très peu de recherche traitent de la relation entre les pratiques évaluatives et le processus d'apprentissage des élèves du primaire et encore moins impliquent des élèves en difficulté d'apprentissage. ii Afin de répondre à l'objectif de la présente étude, une recherche de type exploratoire dans une approche quantitative a été retenue. Des analyses descriptives (moyennes et écart-type), suivie par une analyse multivariée de la variance (MANOVA) à deux niveaux (2x2) ont été effectuées. Ensuite, des analyses univariées ont été conduites sur les variables qui présentaient des relations significatives afin de mieux cibler ces relations. Cent six enseignants et leurs 1864 élèves ont accepté de répondre à deux questionnaires auto-déclarés : Le questionnaire sur les pratiques évaluatives (Chouinard et coll., 2005) a été utilisé auprès des enseignants. Le questionnaire sur l'apprentissage par la lecture: Lire pour apprendre de Cartier et Butler (version 2004) a été utilisé auprès des élèves. Les résultats en lien avec les objectifs de cette étude indiquent un effet d'interaction significatif entre l’identification des enseignants à l’évaluation à l’aide d’examens (forte ou faible) et les types d'élèves (élèves en difficulté d’apprentissage et élèves ordinaires). Les élèves en difficulté d’apprentissage interprètent davantage les exigences de l’activité que les élèves ordinaires lorsqu’ils sont dans ce contexte. On remarque aussi que les élèves en difficulté d’apprentissage rapportent recourir davantage aux stratégies d’encodage et de rappel que les élèves ordinaires et ce, peu importe l’identification des enseignants à l’évaluation à l’aide d’examens. Les résultats en lien avec le premier sous-objectif ont montré une relation significative entre les types d’élèves (élèves en difficulté d’apprentissage et élèves ordinaires) et le processus d’apprentissage par la lecture. Cette relation significative se situe sur l’engagement périphérique et les stratégies cognitives. Aussi, les résultats en lien avec le deuxième sous-objectif ont révélé une relation significative entre l’évaluation à l’aide d’examens et le processus d’apprentissage par la lecture.

L’impact d’une simulation sur des dispositifs mobiles et en situation de collaboration sur la compréhension de l’effet photoélectrique au niveau collégial

L’innovation pédagogique pour elle-même s’avère parfois discutable, mais elle se justifie quand les enseignants se heurtent aux difficultés d’apprentissage de leurs étudiants. En particulier, certaines notions de physique sont réputées difficiles à appréhender par les étudiants, comme c’est le cas pour l’effet photoélectrique qui n’est pas souvent compris par les étudiants au niveau collégial. Cette recherche tente de déterminer si, dans le cadre d’un cours de physique, la simulation de l’effet photoélectrique et l’utilisation des dispositifs mobiles et en situation de collaboration favorisent une évolution des conceptions des étudiants au sujet de la lumière. Nous avons ainsi procédé à l’élaboration d’un scénario d’apprentissage collaboratif intégrant une simulation de l’effet photoélectrique sur un ordinateur de poche. La conception du scénario a d’abord été influencée par notre vision socioconstructiviste de l’apprentissage. Nous avons effectué deux études préliminaires afin de compléter notre scénario d’apprentissage et valider la plateforme MobileSim et l’interface du simulateur, que nous avons utilisées dans notre expérimentation : la première avec des ordinateurs de bureau et la seconde avec des ordinateurs de poche. Nous avons fait suivre à deux groupes d’étudiants deux cours différents, l’un portant sur une approche traditionnelle d’enseignement, l’autre basé sur le scénario d’apprentissage collaboratif élaboré. Nous leur avons fait passer un test évaluant l’évolution conceptuelle sur la nature de la lumière et sur le phénomène de l’effet photoélectrique et concepts connexes, à deux reprises : la première avant que les étudiants ne s’investissent dans le cours et la seconde après la réalisation des expérimentations. Nos résultats aux prétest et post-test sont complétés par des entrevues individuelles semi-dirigées avec tous les étudiants, par des enregistrements vidéo et par des traces récupérées des fichiers logs ou sur papier. Les étudiants du groupe expérimental ont obtenu de très bons résultats au post-test par rapport à ceux du groupe contrôle. Nous avons enregistré un gain moyen d’apprentissage qualifié de niveau modéré selon Hake (1998). Les résultats des entrevues ont permis de repérer quelques difficultés conceptuelles d’apprentissage chez les étudiants. L’analyse des données recueillies des enregistrements des séquences vidéo, des questionnaires et des traces récupérées nous a permis de mieux comprendre le processus d’apprentissage collaboratif et nous a dévoilé que le nombre et la durée des interactions entre les étudiants sont fortement corrélés avec le gain d’apprentissage. Ce projet de recherche est d’abord une réussite sur le plan de la conception d’un scénario d’apprentissage relatif à un phénomène aussi complexe que l’effet photoélectrique, tout en respectant de nombreux critères (collaboration, simulation, dispositifs mobiles) qui nous paraissaient extrêmement utopiques de réunir dans une situation d’apprentissage en classe. Ce scénario pourra être adapté pour l’apprentissage d’autres notions de la physique et pourra être considéré pour la conception des environnements collaboratifs d’apprentissage mobile innovants, centrés sur les besoins des apprenants et intégrant les technologies au bon moment et pour la bonne activité.

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.