Working Memory in the Junior/Intermediate Classroom

This research project explored the connection between working memory and children’s learning. The project created a resource titled Working Memory Strategies for the Junior/ Intermediate Educator: A Handbook based on a literature review, the deconstruction of theoretical and empirical studies, teacher resources, and findings from a needs assessment completed by teachers that together show there is insufficient support for teachers working with students who have deficits in working memory along with other common classroom learning disabilities. As learning disabilities become more common in the classroom that increasingly affect working memory in a majority of cases, teachers must be prepared not only to address specific symptoms of the conditions, but also to help students learn how to navigate and become aware of their working memory ability. The handbook thus was developed as a useful resource for teachers looking to expand their knowledge about how learning occurs. A needs assessment completed by junior and intermediate division teachers in Ontario helped determine what educators found most important for inclusion in the handbook, and the same teachers were offered the opportunity to review the completed handbook. Teacher participants provided constructive feedback and indicated that the handbook would be a valuable resource for them and their colleagues when working with students who have working memory issues. It was suggested that the handbook would be useful when creating students’ Individual Education Plans and that the assessment checklist included in the handbook would be an excellent resource for teachers collecting data regarding students’ working memory and ability to learn.

The effects of manipulated augmented sensory feedback on error detection when using a touch screen

The purpose of the present study was to determine which augmented sensory modality would best develop subjective error-detection capabilities of learners performing a spatial-temporal task when using a touch screen monitor. Participants were required to learn a 5-digit key-pressing task in a goal time of 2550 ms over 100 acquisition trials on a touch screen. Participants were randomized into 1 of 4 groups: 1) visual-feedback (colour change of button when selected), 2) auditory-feedback (click sound when button was selected), 3) visual-auditory feedback (both colour change and click sound when button was selected), and 4) no-feedback (no colour change or click sound when button was selected). Following each trial, participants were required to provide a subjective estimate regarding their performance time in relation to the actual time it took for them complete the 5-digit sequence. A no-KR retention test was conducted approximately 24-hours after the last completed acquisition trial. Results showed that practicing a timing task on a touch screen augmented with both visual and auditory information may have differentially impacted motor skill acquisition such that removal of one or both sources of augmented feedback did not result in a severe detriment to timing performance or error detection capabilities of the learner. The present study reflects the importance of multimodal augmented feedback conditions to maximize cognitive abilities for developing a stronger motor memory for subjective error-detection and correction capabilities.

The Lived Experience of Nursing Students With Formative Assessment Formally Embedded in Clinical Courses: A Transcendental Phenomenological Study

The potential of formative assessment (FA) for informing learning in classroom-based nursing courses is clearly established in the literature; however, research on FA in clinical courses remains scarce. This inquiry explored the lived experience of nursing students using transcendental phenomenology and described the phenomenon of being assessed in clinical courses. The research question guiding the study was: How is the phenomenon of assessment experienced by nursing students when FA is formally embedded in clinical courses? Inherent in this question were the following issues: (a) the meaning of clinical experiences for nursing students, (b) the meaning of being assessed through FA, and (c) what it is like to be assessed when FA is formally embedded within clinical experiences. The noematic themes that illuminated the whatness of the participants’ experience were (a) enabled cognitive activity, (b) useful feedback, (c) freedom to be, (d) enhanced focus, (e) stress moderator, and (f) respectful mentorship. The noetic themes associated with how the phenomenon was experienced were related to bodyhood, temporality, spatiality, and relationship to others. The results suggest a fundamental paradigm shift from traditional nursing education to a more pervasive integration of FA in clinical courses so that students have time to learn before being graded on their practice. Furthermore, this inquiry and the literature consulted provide evidence that using cognitive science theory to inform and reform clinical nursing education is a timely option to address the repeated calls from nursing leaders to modernize nursing education. This inquiry contributes to reduce our reliance on assumptions derived from research on FA in nursing classrooms and provides evidence based on the reality of using formative assessment in clinical courses. Recommendations for future research are presented.

Training deep convolutional architectures for vision

Les tâches de vision artificielle telles que la reconnaissance d’objets demeurent irrésolues à ce jour. Les algorithmes d’apprentissage tels que les Réseaux de Neurones Artificiels (RNA), représentent une approche prometteuse permettant d’apprendre des caractéristiques utiles pour ces tâches. Ce processus d’optimisation est néanmoins difficile. Les réseaux profonds à base de Machine de Boltzmann Restreintes (RBM) ont récemment été proposés afin de guider l’extraction de représentations intermédiaires, grâce à un algorithme d’apprentissage non-supervisé. Ce mémoire présente, par l’entremise de trois articles, des contributions à ce domaine de recherche. Le premier article traite de la RBM convolutionelle. L’usage de champs réceptifs locaux ainsi que le regroupement d’unités cachées en couches partageant les même paramètres, réduit considérablement le nombre de paramètres à apprendre et engendre des détecteurs de caractéristiques locaux et équivariant aux translations. Ceci mène à des modèles ayant une meilleure vraisemblance, comparativement aux RBMs entraînées sur des segments d’images. Le deuxième article est motivé par des découvertes récentes en neurosciences. Il analyse l’impact d’unités quadratiques sur des tâches de classification visuelles, ainsi que celui d’une nouvelle fonction d’activation. Nous observons que les RNAs à base d’unités quadratiques utilisant la fonction softsign, donnent de meilleures performances de généralisation. Le dernière article quand à lui, offre une vision critique des algorithmes populaires d’entraînement de RBMs. Nous montrons que l’algorithme de Divergence Contrastive (CD) et la CD Persistente ne sont pas robustes : tous deux nécessitent une surface d’énergie relativement plate afin que leur chaîne négative puisse mixer. La PCD à "poids rapides" contourne ce problème en perturbant légèrement le modèle, cependant, ceci génère des échantillons bruités. L’usage de chaînes tempérées dans la phase négative est une façon robuste d’adresser ces problèmes et mène à de meilleurs modèles génératifs.

Modèle informatique du coapprentissage des ganglions de la base et du cortex : l'apprentissage par renforcement et le développement de représentations

Tout au long de la vie, le cerveau développe des représentations de son environnement permettant à l’individu d’en tirer meilleur profit. Comment ces représentations se développent-elles pendant la quête de récompenses demeure un mystère. Il est raisonnable de penser que le cortex est le siège de ces représentations et que les ganglions de la base jouent un rôle important dans la maximisation des récompenses. En particulier, les neurones dopaminergiques semblent coder un signal d’erreur de prédiction de récompense. Cette thèse étudie le problème en construisant, à l’aide de l’apprentissage machine, un modèle informatique intégrant de nombreuses évidences neurologiques. Après une introduction au cadre mathématique et à quelques algorithmes de l’apprentissage machine, un survol de l’apprentissage en psychologie et en neuroscience et une revue des modèles de l’apprentissage dans les ganglions de la base, la thèse comporte trois articles. Le premier montre qu’il est possible d’apprendre à maximiser ses récompenses tout en développant de meilleures représentations des entrées. Le second article porte sur l'important problème toujours non résolu de la représentation du temps. Il démontre qu’une représentation du temps peut être acquise automatiquement dans un réseau de neurones artificiels faisant office de mémoire de travail. La représentation développée par le modèle ressemble beaucoup à l’activité de neurones corticaux dans des tâches similaires. De plus, le modèle montre que l’utilisation du signal d’erreur de récompense peut accélérer la construction de ces représentations temporelles. Finalement, il montre qu’une telle représentation acquise automatiquement dans le cortex peut fournir l’information nécessaire aux ganglions de la base pour expliquer le signal dopaminergique. Enfin, le troisième article évalue le pouvoir explicatif et prédictif du modèle sur différentes situations comme la présence ou l’absence d’un stimulus (conditionnement classique ou de trace) pendant l’attente de la récompense. En plus de faire des prédictions très intéressantes en lien avec la littérature sur les intervalles de temps, l’article révèle certaines lacunes du modèle qui devront être améliorées. Bref, cette thèse étend les modèles actuels de l’apprentissage des ganglions de la base et du système dopaminergique au développement concurrent de représentations temporelles dans le cortex et aux interactions de ces deux structures.

Modélisation de l'interprétation des pianistes & applications d'auto-encodeurs sur des modèles temporels

Ce mémoire traite d'abord du problème de la modélisation de l'interprétation des pianistes à l'aide de l'apprentissage machine. Il s'occupe ensuite de présenter de nouveaux modèles temporels qui utilisent des auto-encodeurs pour améliorer l'apprentissage de séquences. Dans un premier temps, nous présentons le travail préalablement fait dans le domaine de la modélisation de l'expressivité musicale, notamment les modèles statistiques du professeur Widmer. Nous parlons ensuite de notre ensemble de données, unique au monde, qu'il a été nécessaire de créer pour accomplir notre tâche. Cet ensemble est composé de 13 pianistes différents enregistrés sur le fameux piano Bösendorfer 290SE. Enfin, nous expliquons en détail les résultats de l'apprentissage de réseaux de neurones et de réseaux de neurones récurrents. Ceux-ci sont appliqués sur les données mentionnées pour apprendre les variations expressives propres à un style de musique. Dans un deuxième temps, ce mémoire aborde la découverte de modèles statistiques expérimentaux qui impliquent l'utilisation d'auto-encodeurs sur des réseaux de neurones récurrents. Pour pouvoir tester la limite de leur capacité d'apprentissage, nous utilisons deux ensembles de données artificielles développées à l'Université de Toronto.

Understanding deep architectures and the effect of unsupervised pre-training

Cette thèse porte sur une classe d'algorithmes d'apprentissage appelés architectures profondes. Il existe des résultats qui indiquent que les représentations peu profondes et locales ne sont pas suffisantes pour la modélisation des fonctions comportant plusieurs facteurs de variation. Nous sommes particulièrement intéressés par ce genre de données car nous espérons qu'un agent intelligent sera en mesure d'apprendre à les modéliser automatiquement; l'hypothèse est que les architectures profondes sont mieux adaptées pour les modéliser. Les travaux de Hinton (2006) furent une véritable percée, car l'idée d'utiliser un algorithme d'apprentissage non-supervisé, les machines de Boltzmann restreintes, pour l'initialisation des poids d'un réseau de neurones supervisé a été cruciale pour entraîner l'architecture profonde la plus populaire, soit les réseaux de neurones artificiels avec des poids totalement connectés. Cette idée a été reprise et reproduite avec succès dans plusieurs contextes et avec une variété de modèles. Dans le cadre de cette thèse, nous considérons les architectures profondes comme des biais inductifs. Ces biais sont représentés non seulement par les modèles eux-mêmes, mais aussi par les méthodes d'entraînement qui sont souvent utilisés en conjonction avec ceux-ci. Nous désirons définir les raisons pour lesquelles cette classe de fonctions généralise bien, les situations auxquelles ces fonctions pourront être appliquées, ainsi que les descriptions qualitatives de telles fonctions. L'objectif de cette thèse est d'obtenir une meilleure compréhension du succès des architectures profondes. Dans le premier article, nous testons la concordance entre nos intuitions---que les réseaux profonds sont nécessaires pour mieux apprendre avec des données comportant plusieurs facteurs de variation---et les résultats empiriques. Le second article est une étude approfondie de la question: pourquoi l'apprentissage non-supervisé aide à mieux généraliser dans un réseau profond? Nous explorons et évaluons plusieurs hypothèses tentant d'élucider le fonctionnement de ces modèles. Finalement, le troisième article cherche à définir de façon qualitative les fonctions modélisées par un réseau profond. Ces visualisations facilitent l'interprétation des représentations et invariances modélisées par une architecture profonde.

Routage adaptatif et qualité de service dans les réseaux optiques à commutation de rafales

Les réseaux optiques à commutation de rafales (OBS) sont des candidats pour jouer un rôle important dans le cadre des réseaux optiques de nouvelle génération. Dans cette thèse, nous nous intéressons au routage adaptatif et au provisionnement de la qualité de service dans ce type de réseaux. Dans une première partie de la thèse, nous nous intéressons à la capacité du routage multi-chemins et du routage alternatif (par déflection) à améliorer les performances des réseaux OBS, pro-activement pour le premier et ré-activement pour le second. Dans ce contexte, nous proposons une approche basée sur l’apprentissage par renforcement où des agents placés dans tous les nœuds du réseau coopèrent pour apprendre, continuellement, les chemins du routage et les chemins alternatifs optimaux selon l’état actuel du réseau. Les résultats numériques montrent que cette approche améliore les performances des réseaux OBS comparativement aux solutions proposées dans la littérature. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous nous intéressons au provisionnement absolu de la qualité de service où les performances pire-cas des classes de trafic de priorité élevée sont garanties quantitativement. Plus spécifiquement, notre objectif est de garantir la transmission sans pertes des rafales de priorité élevée à l’intérieur du réseau OBS tout en préservant le multiplexage statistique et l’utilisation efficace des ressources qui caractérisent les réseaux OBS. Aussi, nous considérons l’amélioration des performances du trafic best effort. Ainsi, nous proposons deux approches : une approche basée sur les nœuds et une approche basée sur les chemins. Dans l’approche basée sur les nœuds, un ensemble de longueurs d’onde est assigné à chaque nœud du bord du réseau OBS pour qu’il puisse envoyer son trafic garanti. Cette assignation prend en considération les distances physiques entre les nœuds du bord. En outre, nous proposons un algorithme de sélection des longueurs d’onde pour améliorer les performances des rafales best effort. Dans l’approche basée sur les chemins, le provisionnement absolu de la qualité de service est fourni au niveau des chemins entre les nœuds du bord du réseau OBS. À cette fin, nous proposons une approche de routage et d’assignation des longueurs d’onde qui a pour but la réduction du nombre requis de longueurs d’onde pour établir des chemins sans contentions. Néanmoins, si cet objectif ne peut pas être atteint à cause du nombre limité de longueurs d’onde, nous proposons de synchroniser les chemins en conflit sans le besoin pour des équipements additionnels. Là aussi, nous proposons un algorithme de sélection des longueurs d’onde pour les rafales best effort. Les résultats numériques montrent que l’approche basée sur les nœuds et l’approche basée sur les chemins fournissent le provisionnement absolu de la qualité de service pour le trafic garanti et améliorent les performances du trafic best effort. En outre, quand le nombre de longueurs d’ondes est suffisant, l’approche basée sur les chemins peut accommoder plus de trafic garanti et améliorer les performances du trafic best effort par rapport à l’approche basée sur les nœuds.

Les croyances des enseignants et des apprenants adultes quant à la rétroaction corrective à l’oral et la pratique réelle en classe de français langue étrangère en Égypte

Différentes études ont montré que le niveau des futurs enseignants, issus des écoles publiques, en français langue étrangère (FLE) en Égypte est assez faible. Ceux-ci font un grand nombre d’erreurs répétitives à l’oral. Quoique ce manque de précision langagière puisse être dû à plusieurs facteurs, il appert que la rétroaction soit une des variables contribuant à ce phénomène (comme le nombre d’étudiants en classe, la durée du cours, l’âge et la motivation des étudiants, les méthodes d’enseignement, etc.). La rétroaction corrective est généralement définie comme toute correction explicite ou implicite de la part de l’enseignant indiquant que la production de l’apprenant est erronée. Elle est considérée comme indispensable dans les classes de langues secondes (LS) (Shmidt, 1983, 2001 ; Long, 1991, 1996 ; Lightbown, 1998). Pour ces raisons, cette étude porte sur la rétroaction corrective et, plus spécifiquement, sur les croyances des enseignants et des apprenants quant à celle-ci, ainsi qu’à son utilisation dans les classes de FLE en Égypte. Les recherches antérieures indiquent que les croyances des enseignants quant à l’acte d’enseigner influencent leurs pratiques en classe, que les croyances des apprenants influencent leur motivation, leur niveau et leurs efforts déployés pour l’apprentissage de la langue, et qu’une divergence entre les croyances des professeurs et celles des apprenants peut entraîner des effets négatifs sur l’apprentissage de la langue cible, ce qui indique ainsi qu’il est de grande importance d’explorer les croyances. Ainsi, la présente étude vise à explorer les croyances des professeurs égyptiens et celles de leurs étudiants en ce qui a trait à la rétroaction corrective à l’oral, la différence entre ces croyances, et l’identification des pratiques réelles des professeurs afin de décrire à quel point celles-ci reflètent les croyances exprimées. Pour ce faire, un questionnaire a été administré à 175 étudiants et 25 professeurs appartenant à trois universités égyptiennes afin de déterminer leurs croyances déclarées. Des entrevues semi-dirigées et des observations directes ont été réalisées auprès de neuf des 25 professeurs participants pour mieux déterminer leurs croyances et leurs pratiques rétroactives. Les résultats obtenus ont révélé qu’il existe des divergences importantes entre les croyances des professeurs et celles des étudiants, d’un côté, et entre les croyances des professeurs et leur pratique, de l’autre côté. Par exemple, la plupart des étudiants ont déclaré leur opposition à l’utilisation de la reformulation alors que presque la moitié des professeurs ont indiqué être en faveur de cette même technique. Les professeurs ont indiqué que leur choix de techniques rétroactives dépend du type d’erreurs et qu’ils préfèrent inciter les apprenants à s’auto corriger. Cependant, ces mêmes professeurs ont utilisé la reformulation pour corriger la majorité des erreurs de leurs apprenants, quelle que soit leur nature. Nous parvenons ainsi à la conclusion que l’utilisation de la reformulation, qui fait l’objet d’une divergence au niveau des croyances, pourrait être à l’origine du manque de précision langagière rapporté par les chercheurs.

Expérience comportementale et modélisation par réseau neuronal des différences entre les processus de catégorisation par règles logiques et par ressemblance familiale

Notre étude est bipartite. En premier lieu nous avons effectué une étude empirique des différences entre les processus de catégorisation explicite (verbalisable) et implicite (non-verbalisable). Nous avons examiné la difficulté et le temps nécessaire pour apprendre trois tâches de catégorisation dites par air de famille, par règle logique conjonctive et par règle logique disjonctive. Nous avons ensuite utilisé un réseau neuronal pour modéliser la catégorisation en lui faisant compléter les mêmes tâches. La comparaison entre les deux nous permet de juger de l’adéquation du modèle. Les données empiriques ont montré un effet de la typicité et de la familiarité en accord avec la documentation et nous trouvons que la tâche de catégorisation par règle disjonctive est la plus difficile alors que la tâche de catégorisation par air de famille est la plus facile. La modélisation par le réseau est une réussite partielle mais nous présentons des solutions afin qu’un réseau futur puisse modéliser le processus catégoriel humain efficacement

Évaluation de la perception des intervenants de la mise en œuvre d’un modèle d’équipe de soutien à l’enseignant pour intégrer les services à l’école en contexte inclusif

L’école ne semble plus en mesure de répondre par elle-même aux besoins multidimensionnels des élèves en difficulté qui sont maintenant intégrés dans la classe ordinaire. (Cooper, 1999; Deslandes & Bertrand, 2001; Dryfoos, 1994; Greenberg, 2004; Ministère de l'Éducation du Loisir et du Sport, 2005; Paavola, 1995; Riddle & Tett, 2001; The Learning Partnership, 2004). Les équipes de soutien à l’enseignant semblent un moyen efficace d’appuyer l’enseignant et l’élève, mais cette approche est très peu utilisée dans les milieux éducatifs au Canada. Certains élèves présentant des problèmes complexes ne reçoivent pas l’appui nécessaire faute d’un manque de spécialiste à l’intérieur du cadre scolaire. Dans cette perspective, les services intégrés pourraient être une voie propice pour le travail de partenariat mais plusieurs obstacles semblent empêcher la collaboration et la coopération entre les intervenants scolaires et les partenaires de la communauté. La présente recherche a identifié un modèle qui permet d’appuyer l’enseignant dans sa pratique afin d’aider l’élève en difficulté et de le maintenir dans la classe ordinaire. Le modèle d’équipe de soutien à l’enseignant mis en œuvre dans les écoles d’un conseil francophone scolaire de l’Ontario est un modèle dérivé de Chalfant, Pysh et Moultrie (1979). Vers les années 1970, ces équipes ont été formées en vue d’offrir un appui à l’enseignant de classe ordinaire pour éviter les placements d'élèves en éducation spéciale l’intention est encore la même en 2010. Par ce modèle, nous favorisons l’entrée des services intégrés à l’intérieur du cadre scolaire et les partenaires travaillent en équipe afin de favoriser le succès scolaire des élèves. Un coordonnateur du milieu scolaire est le lien qui assure la coordination et les suivis des différentes recommandations proposées par l’équipe. Le travail de collaboration et de coopération est essentiel pour assurer le succès scolaire de l’élève. Les résultats de cette mise en œuvre nous ont permis de constater que le modèle est efficace dans l’atteinte de ses buts. D’une façon générale, les intervenants scolaires affirment se sentir effectivement appuyés par les équipes de soutien tant dans la formation, les échanges et les discussions que dans les ressources matérielles. Ce qui ressort le plus souvent de leurs propos est qu’ils apprécient la réelle collaboration et la concertation qui existent entre tous les intervenants qui assurent les suivis. Quatre-vingt-treize pour cent des répondants qui ont participé aux équipes de soutien affirment qu’il y a eu des changements positifs chez les élèves. Différents défis ont aussi été relevés. Mentionnons entre autre, la lourdeur du rôle du coordonnateur, la grandeur du territoire du Conseil (perte de temps sur la route), des cas de conflits existants entre les parents et l’école. Indépendamment de ces défis, l’application du modèle d’équipe de soutien à l’enseignant répond à l’objectif d’inclusion scolaire des élèves en difficulté tout en permettant aux enseignants de ne pas se sentir seuls ni d’être effectivement seuls à assumer ce mandat.

L'apprentissage transformationnel de la masculinité

Dans un contexte social où se renégocie le contrat de genre, l’exploration des voies empruntées par les hommes pour (apprendre à) changer leur comportement, aussi bien que leurs croyances et leurs connaissances sur la masculinité, est particulièrement importante. Située dans le champ des études sur le genre masculin et de l’andragogie, l’étude explore le processus d’apprentissage d’adultes faisant partie du Réseau Hommes Québec (RHQ). En utilisant une méthodologie qualitative, des entretiens semi-dirigés ont été effectués auprès de 16 membres de cette organisation d’entraide visant la remise en question des rôles de genre traditionnels masculins et encourageant le développement personnel des hommes. Si la plupart des répondants n’ont pas transformé radicalement leur conception de la masculinité, qui demeure souvent abstraite, leur façon de se voir comme homme a changé radicalement. Les émotions et les relations ont joué un rôle prépondérant dans le développement d’une réflexion critique sur le genre, le leur comme celui des autres. Le plus souvent, ils ont eu le courage de sentir, d’être et d’agir de façon inédite avec d’autres hommes. Cela a représenté, pour pratiquement tous les répondants, une véritable révolution intérieure qui leur a fait prendre conscience qu’ils étaient sensibles, qu’ils avaient besoin d’autrui et qu’ils pouvaient approcher d’autres hommes sans que leur orientation (hétéro)sexuelle soit menacée. Cette thèse met également en perspective que le contexte de groupe est crucial dans l’évolution des hommes. La socialisation masculine inédite vécue dans le Réseau favorise chez tous les répondants la découverte de modèles de masculinité différents. En plus d’y vivre des occasions uniques de développer des compétences relationnelles, sociales et communicationnelles qui les rapprochent de leurs proches, les répondants éprouvent dans les groupes du RHQ un sentiment puissant de pouvoir partager de l’intimité masculine. Ce nouveau mode d’interaction s’appuie sur les règles de fonctionnement et les rituels en vigueur dans le Réseau. Ils mettent l’accent sur la nature personnelle et subjective de la communication, défiant en cela les préceptes de la masculinité traditionnelle. En mettant en évidence que les hommes développent une conscience critique permettant de reconnaître et de comprendre l’importance de la culture masculine hégémonique et son impact sur leur vie, cette recherche révèle le potentiel transformationnel des apprentissages effectués par les 16 répondants dans des groupes d’entraide du RHQ. De cette conscientisation résulte une nouvelle conceptualisation de ce que signifie être un homme qui mène les participants à se voir autrement, à croire en eux-mêmes et en leur capacité à prendre le contrôle de leur vie. Pour conclure cette thèse, quelques pistes de réflexion pour guider de futures recherches relatives à la transformation de perspective sont présentées. Il est notamment question, en plus d’avoir recours à des entretiens rétrospectifs semi-dirigés, de combiner les méthodologies qualitatives et quantitatives, de procéder à des observations systématiques des situations d’apprentissage (rencontres de groupe) et de ne pas se concentrer exclusivement sur ceux qui sont supposés vivre la transformation, mais d’élargir cette collecte à d’autres sources d’information (familles, collègues de travail, voisins, thérapeutes individuels), le tout dans une perspective longitudinale.

Réseaux de neurones à relaxation entraînés par critère d'autoencodeur débruitant

L’apprentissage machine est un vaste domaine où l’on cherche à apprendre les paramètres de modèles à partir de données concrètes. Ce sera pour effectuer des tâches demandant des aptitudes attribuées à l’intelligence humaine, comme la capacité à traiter des don- nées de haute dimensionnalité présentant beaucoup de variations. Les réseaux de neu- rones artificiels sont un exemple de tels modèles. Dans certains réseaux de neurones dits profonds, des concepts "abstraits" sont appris automatiquement. Les travaux présentés ici prennent leur inspiration de réseaux de neurones profonds, de réseaux récurrents et de neuroscience du système visuel. Nos tâches de test sont la classification et le débruitement d’images quasi binaires. On permettra une rétroac- tion où des représentations de haut niveau (plus "abstraites") influencent des représentations à bas niveau. Cette influence s’effectuera au cours de ce qu’on nomme relaxation, des itérations où les différents niveaux (ou couches) du modèle s’interinfluencent. Nous présentons deux familles d’architectures, l’une, l’architecture complètement connectée, pouvant en principe traiter des données générales et une autre, l’architecture convolutionnelle, plus spécifiquement adaptée aux images. Dans tous les cas, les données utilisées sont des images, principalement des images de chiffres manuscrits. Dans un type d’expérience, nous cherchons à reconstruire des données qui ont été corrompues. On a pu y observer le phénomène d’influence décrit précédemment en comparant le résultat avec et sans la relaxation. On note aussi certains gains numériques et visuels en terme de performance de reconstruction en ajoutant l’influence des couches supérieures. Dans un autre type de tâche, la classification, peu de gains ont été observés. On a tout de même pu constater que dans certains cas la relaxation aiderait à apprendre des représentations utiles pour classifier des images corrompues. L’architecture convolutionnelle développée, plus incertaine au départ, permet malgré tout d’obtenir des reconstructions numériquement et visuellement semblables à celles obtenues avec l’autre architecture, même si sa connectivité est contrainte.

La place de l’autonomie de l’apprenant en formation ouverte et à distance dans le contexte de l’enseignement supérieur ouest-africain

Les difficultés croissantes de l’enseignement supérieur en matière d’accessibilité aux formations et de disponibilité de filières de qualité, dans les pays en voie de développement de l’Afrique de l’Ouest notamment, conjuguées avec le développement vertigineux des technologies de l’information et de la communication (TIC), suscitent un grand espoir de faire de la formation à distance une solution alternative crédible des formations présentielles (OCDE, 2006). Or, si la littérature s’accorde à reconnaitre aux TIC et l’interactivité qu’elles procurent des facteurs favorisant l’apprentissage (Karsenti, 2006), la réalité du terrain éducatif lui impose de reconnaitre que non seulement la révolution de la formation ouverte et à distance (FOAD) n’est pas encore d’actualité (OCDE, 2006), mais qu’elle ne le sera que si, pour faire face à la distance transactionnelle, plus accrue en formation à distance, l’apprenant ne se contente plus d’apprendre, mais d’apprendre à apprendre, ce qui exige de lui des compétences d’autonomie. Or, malgré des décennies d’intérêt et d’investissement de la recherche, le développement de l’autonomie sur le terrain reste toujours marginal, les débats philosophiques ayant pris le pas sur la quête de solutions pratiques (Albero ,2003). La question de savoir comment les éducateurs de la FOAD utilisent les solutions existantes, censées favoriser l’autonomie de l’apprenant, telles certaines formes de tutorat et de travail de groupes, n’est pas sans intérêt, puisqu’elle permet de mieux comprendre le terrain cible et sa part de responsabilité dans cet insuccès de l’autonomie. S’inscrivant en droite ligne des travaux d’Albero (2003), la présente étude organise les principes d’autonomie suivant un cadre conceptuel privilégiant l’action et le développement, selon une dimension dynamique symbolisant l’importance du soutien à accorder à l’apprenant, une dimension topologique indiquant la nécessité pour ce soutien de prendre en compte les différents aspects sur lesquels l’apprenant peut exercer son autonomie et une dimension chronologique exprimant l’importance du désétayage. De façon pratique, cette étude, démarrée en 2009 dans le contexte de la FOAD du 2IE (Institut International des Ingénieurs de l’Eau et de l’Environnement), sis à Ouagadougou au Burkina Faso, s’organise en trois articles : le premier tente de comprendre si les conditions d’efficacité de la FOAD, selon les apprenants, formulent un besoin d’apprentissage en autonomie; le second tente de comprendre, à partir des propos des tuteurs, si l’encadrement des apprenants respecte les principes d’autonomie; enfin, le troisième article s’est penché, sur la base des intentions exprimées par les concepteurs, sur le respect des principes d’autonomie par les cours. L’éloignement des apprenants et l’objectif de comprendre leurs perceptions de la FOAD, nous ont fait préférer une approche de recherche de type mixte, à la fois qualitative pour mieux comprendre leur perception (Karsenti & Savoie-Zajc, 2004) et quantitative, pour tenir compte de leur éloignement. Pour la perception des éducateurs, nous avons opté pour une approche qualitative/descriptive plus appropriée dès que l’étude vise la compréhension du phénomène social abordé (Karsenti & Savoie-Zajc, 2004). Des résultats obtenus, la perception des 62 apprenants sur les 170 initialement invités par courriel à répondre au questionnaire, semble confirmer l’autonomie de l’apprenant comme une condition de leur réussite en FOAD. La demande des apprenants pour un soutien accru, malgré l’effort actuellement consenti par l’encadrement, effort reconnu par les apprenants eux-mêmes et qu’attestent les 10 tuteurs interviewés sur une quarantaine au 2IE, devrait, toutefois, inviter à la réflexion, puisque ne s’opposant pas réellement à un apprentissage en hétéronomie. À l’analyse, il apparait que l’insatisfaction des apprenants s’expliquerait par la non-prise en compte des différents aspects susceptibles d’influencer leur apprentissage. De plus, en nous référant aux entretiens avec les 11 concepteurs de cours sur un total de 30, il apparait que, bien que conscients de la nécessité d’adapter les cours au contexte de la FOAD, ni la modularité des contenus, ni la flexibilité de la structure des cours ne semblent être prises en compte. Au final, l’étude révèle l’urgence de lutter contre les habitudes acquises en formation présentielle et la nécessité d’employer des pédagogues professionnels formés pour une pédagogie d’autonomisation. Encore faudrait-il que l’autonomie soit véritablement consacrée par la littérature comme une praxis pour signifier qu’elle n’a d’autre fin qu’elle-même, et non comme une poiesis, pour dire que l’autonomie vise une production et cesserait dès que son objectif est atteint.

Impacts des TIC sur la motivation des étudiants à l’apprentissage des mathématiques à l’Université Abdou Moumouni au Niger

Cette recherche porte sur l’amélioration de la motivation à l’apprentissage des mathématiques à l’Université Abdou Moumouni. Elle se situe dans une dynamique globale de mise au point d’actions pédagogiques pour remédier au problème préoccupant de la motivation à l’apprentissage des sciences. Plus spécifiquement, il s’agit de prospecter si les environnements virtuels d’apprentissage peuvent contribuer à l’amélioration de la transmission des savoirs dans un contexte universitaire au Niger. Ainsi, notre recherche vise à mieux comprendre l’impact de l’intégration des TIC sur la motivation chez des étudiants à apprendre les mathématiques au Niger. Les trois objectifs spécifiques de notre recherche sont : explorer les impacts sur le sentiment de compétence chez des étudiants à l’apprentissage des mathématiques dans un contexte d’intégration pédagogique des TIC; mieux comprendre le changement des types de motivations autodéterminées à l’apprentissage des mathématiques chez des étudiants exposés à une intégration pédagogique des TIC; comprendre les perceptions de l’usage d’un environnement virtuel à l’apprentissage des mathématiques chez des étudiants et l’évolution de leurs motivations autodéterminées. Se fondant sur une méthodologie de type mixte, cette recherche quasi-expérimentale a consisté en la collecte de données quantitatives au moyen de 2 questionnaires sur la motivation (sentiment de compétence et sentiment d’autodétermination) en pré-test et en post-test. Pour les données qualitatives, nous avons eu recours à des entrevues dirigées auprès de 9 participants. Au total 61 étudiants inscrits en science de la vie et de la terre, dont 51 hommes, ont participé à la recherche. La thèse respecte le mode de présentation par articles. Chacun des trois articles est en lien avec un des trois objectifs de la recherche, dans l’ordre cité plus haut. Les principaux résultats indiquent un impact positif sur la motivation à travers un recul du sentiment négatif de compétence chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport des TIC comparativement aux étudiants ordinaires. En ce qui concerne le sentiment d’autodétermination, chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport pédagogique des TIC, il est mis en évidence une stagnation ou une légère baisse des motivations peu ou pas autodéterminées et une légère hausse ou une stagnation des motivations autodéterminées chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport des TIC. Finalement, la recherche a permis de mettre en relief l'existence de corrélations positives entre l’augmentation des motivations autodéterminées et la perception d’une qualité positive de l’expérience d'innovation pédagogique que représente l’environnement virtuel d’apprentissage des mathématiques. En définitive, cette recherche fait ressortir l’importance de l'intégration pédagogique des TIC pour améliorer les pratiques pédagogiques actuelles, et satisfaire deux besoins psychologiques fondamentaux, notamment le sentiment de compétence et le sentiment d’autodétermination, deux composantes essentielles de la motivation selon la théorie de l’autodétermination de Deci et Ryan. Les résultats obtenus dégagent des perspectives intéressantes en vue de renforcer les recours aux environnements virtuels d'apprentissage au profit de la motivation à l'apprentissage des mathématiques. Les forces et les limites de la recherche sont discutées et un ensemble de recommandations sont émises à l’intention des acteurs académiques, notamment les perspectives assez prometteuses de l’intégration pédagogique des TIC au service de l'apprentissage des sciences en Afrique, et au Niger en particulier.