L’analyse de composants émotionnels dans des stratégies d’apprentissage

Un certain nombre de théories pédagogiques ont été établies depuis plus de 20 ans. Elles font appel aux réactions de l’apprenant en situation d’apprentissage, mais aucune théorie pédagogique n’a pu décrire complètement un processus d’enseignement en tenant compte de toutes les réactions émotionnelles de l’apprenant. Nous souhaitons intégrer les émotions de l’apprenant dans ces processus d’apprentissage, car elles sont importantes dans les mécanismes d’acquisition de connaissances et dans la mémorisation. Récemment on a vu que le facteur émotionnel est considéré jouer un rôle très important dans les processus cognitifs. Modéliser les réactions émotionnelles d’un apprenant en cours du processus d’apprentissage est une nouveauté pour un Système Tutoriel Intelligent. Pour réaliser notre recherche, nous examinerons les théories pédagogiques qui n’ont pas considéré les émotions de l’apprenant. Jusqu’à maintenant, aucun Système Tutoriel Intelligent destiné à l’enseignement n’a incorporé la notion de facteur émotionnel pour un apprenant humain. Notre premier objectif est d’analyser quelques stratégies pédagogiques et de détecter les composantes émotionnelles qui peuvent y être ou non. Nous cherchons à déterminer dans cette analyse quel type de méthode didactique est utilisé, autrement dit, que fait le tuteur pour prévoir et aider l’apprenant à accomplir sa tâche d’apprentissage dans des conditions optimales. Le deuxième objectif est de proposer l’amélioration de ces méthodes en ajoutant les facteurs émotionnels. On les nommera des « méthodes émotionnelles ». Le dernier objectif vise à expérimenter le modèle d’une théorie pédagogique améliorée en ajoutant les facteurs émotionnels. Dans le cadre de cette recherche nous analyserons un certain nombre de théories pédagogiques, parmi lesquelles les théories de Robert Gagné, Jerome Bruner, Herbert J. Klausmeier et David Merrill, pour chercher à identifier les composantes émotionnelles. Aucune théorie pédagogique n’a mis l’accent sur les émotions au cours du processus d’apprentissage. Ces théories pédagogiques sont développées en tenant compte de plusieurs facteurs externes qui peuvent influencer le processus d’apprentissage. Nous proposons une approche basée sur la prédiction d’émotions qui est liée à de potentielles causes déclenchées par différents facteurs déterminants au cours du processus d’apprentissage. Nous voulons développer une technique qui permette au tuteur de traiter la réaction émotionnelle de l’apprenant à un moment donné au cours de son processus d’apprentissage et de l’inclure dans une méthode pédagogique. Pour atteindre le deuxième objectif de notre recherche, nous utiliserons un module tuteur apprenant basé sur le principe de l’éducation des émotions de l’apprenant, modèle qui vise premièrement sa personnalité et deuxièmement ses connaissances. Si on défini l’apprenant, on peut prédire ses réactions émotionnelles (positives ou négatives) et on peut s’assurer de la bonne disposition de l’apprenant, de sa coopération, sa communication et l’optimisme nécessaires à régler les problèmes émotionnels. Pour atteindre le troisième objectif, nous proposons une technique qui permet au tuteur de résoudre un problème de réaction émotionnelle de l’apprenant à un moment donné du processus d’apprentissage. Nous appliquerons cette technique à une théorie pédagogique. Pour cette première théorie, nous étudierons l’effet produit par certaines stratégies pédagogiques d’un tuteur virtuel au sujet de l’état émotionnel de l’apprenant, et pour ce faire, nous développerons une structure de données en ligne qu’un agent tuteur virtuel peut induire à l’apprenant des émotions positives. Nous analyserons les résultats expérimentaux en utilisant la première théorie et nous les comparerons ensuite avec trois autres théories que nous avons proposées d’étudier. En procédant de la sorte, nous atteindrons le troisième objectif de notre recherche, celui d’expérimenter un modèle d’une théorie pédagogique et de le comparer ensuite avec d’autres théories dans le but de développer ou d’améliorer les méthodes émotionnelles. Nous analyserons les avantages, mais aussi les insuffisances de ces théories par rapport au comportement émotionnel de l’apprenant. En guise de conclusion de cette recherche, nous retiendrons de meilleures théories pédagogiques ou bien nous suggérerons un moyen de les améliorer.

Amorçage cognitif pour amélioration de l’acquisition de la connaissance dans un système tutoriel intelligent

Cette thèse vise à définir une nouvelle méthode d’enseignement pour les systèmes tutoriels intelligents dans le but d’améliorer l’acquisition des connaissances. L’apprentissage est un phénomène complexe faisant intervenir des mécanismes émotionnels et cognitifs de nature consciente et inconsciente. Nous nous intéressons à mieux comprendre les mécanismes inconscients du raisonnement lors de l’acquisition des connaissances. L’importance de ces processus inconscients pour le raisonnement est bien documentée en neurosciences, mais demeure encore largement inexplorée dans notre domaine de recherche. Dans cette thèse, nous proposons la mise en place d’une nouvelle approche pédagogique dans le domaine de l’éducation implémentant une taxonomie neuroscientifique de la perception humaine. Nous montrons que cette nouvelle approche agit sur le raisonnement et, à tour de rôle, améliore l’apprentissage général et l’induction de la connaissance dans un environnement de résolution de problème. Dans une première partie, nous présentons l’implémentation de notre nouvelle méthode dans un système tutoriel visant à améliorer le raisonnement pour un meilleur apprentissage. De plus, compte tenu de l’importance des mécanismes émotionnels dans l’apprentissage, nous avons également procédé dans cette partie à la mesure des émotions par des capteurs physiologiques. L’efficacité de notre méthode pour l’apprentissage et son impact positif observé sur les émotions a été validée sur trente et un participants. Dans une seconde partie, nous allons plus loin dans notre recherche en adaptant notre méthode visant à améliorer le raisonnement pour une meilleure induction de la connaissance. L’induction est un type de raisonnement qui permet de construire des règles générales à partir d’exemples spécifiques ou de faits particuliers. Afin de mieux comprendre l’impact de notre méthode sur les processus cognitifs impliqués dans ce type de raisonnement, nous avons eu recours à des capteurs cérébraux pour mesurer l’activité du cerveau des utilisateurs. La validation de notre approche réalisée sur quarante-trois volontaires montre l’efficacité de notre méthode pour l’induction de la connaissance et la viabilité de mesurer le raisonnement par des mesures cérébrales suite à l’application appropriée d’algorithmes de traitement de signal. Suite à ces deux parties, nous clorons la thèse par une discussion applicative en décrivant la mise en place d’un nouveau système tutoriel intelligent intégrant les résultats de nos travaux.

Developing agricultural education in the Republic of Croatia using UK examples

Based on comparisons with the UK and a survey of University level Croatian agricultural students, a model was developed to explore the influence of various factors on successful completion of courses. From a knowledge of significant factors, tutors could predict the probability that new students would be successful and so guide them accordingly. In Croatia, where oral examination methods predominate, many students avoid taking these examinations for several months. It is suggested that three key elements for improving the quality of agricultural studies in Croatia are (i) improving the confidence of the students in conjunction with (ii) a more rigorous, compulsory examination procedure and (iii) a supportive tutorial system.

Desarrollo de un sistema de gestión de tutorías a través de una aplicación móvil

RESUMEN Con la irrupción y el auge de las tecnologías móviles en estos últimos años, se ha hecho patente que los procesos de gestión tienden a ser controlados a través de estas tecnologías, permitiendo al usuario centralizar todos los servicios que le sea posible en un dispositivo de uso tan común como el teléfono móvil, así como acceder a ellos de forma rápida y cómoda. El sistema de tutorías de la Universidad Politécnica de Madrid no es la excepción. Desde su creación, el Grupo de Innovación Educativa Tutorial Action (GIETA) [1] ha trabajado en la modernización del proceso de gestión que conlleva el sistema de tutorías, buscando las deficiencias del sistema tradicional que pudiesen resolverse utilizando la tecnología. Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) ha tenido como objetivo apoyar la labor iniciada por el GIETA, desarrollando un sistema de gestión de tutorías mediante una aplicación móvil. Para lograr este objetivo, inicialmente se realizó un proceso de reflexión sobre, entre otras cuestiones, la razón de ser de la aplicación a desarrollar, las ventajas que aportaría al usuario final, aquellos riesgos que podían amenazar al proyecto, etc. Este proceso se englobó dentro de la herramienta Agile Inception Deck. Tras este proceso de reflexión, se estructuró el proyecto en fases o sprints de desarrollo, en las que se llevó a cabo la implementación del resultado final de este TFG, una aplicación móvil para el sistema operativo Android, que aporta funcionalidad que resuelve todos los requisitos asociados a las distintas historias de usuario definidas para el proyecto. ABSTRACT With the rise of mobile technologies in recent years, it has become clear that management processes tend to be controlled through these technologies, allowing users to centralize all services as possible, using a device as common as the mobile phone, and access them quickly and easily. The tutorial system at the Technical University of Madrid is not an exception. Since it’s creation, the Group of Educational Innovation Tutorial Action has worked on the modernization of the management process that involves the tutorial system, looking for weaknesses of the traditional system that could be solved using technology. This TFG has aimed to support the work initiated by the GIETA, developing a tutorship management system through a mobile application. To achieve this goal, initially a process of reflection was held about, inter alia, the rationale for the application to be developed, the advantages it would bring to the final user, the risks that could threaten the project, etc. This process is encompassed within the Agile Inception Deck tool. After this process of reflection, the project was divided into phases or sprints, in which took place the implementation of the outcome of the TFG, a mobile application for the Android operating system, which provides functionality that meets all the requirements associated with the different user stories defined for the project.

GeoGebraTUTOR : développement d’un système tutoriel autonome pour l’accompagnement d’élèves en situation de résolution de problèmes de démonstration en géométrie plane et genèse d’un espace de travail géométrique idoine

Travaux d'études doctorales réalisées conjointement avec les travaux de recherches doctorales de Nicolas Leduc, étudiant au doctorat en génie informatique à l'École Polytechnique de Montréal.

Lernmanagement-Systeme mit Konzept einsetzen – Lehrende und Studierende beim Online-Lernen begleiten

Um die Nutzung digitaler Medien in der Lehre zu erleichtern, hat die Hochschule Ostwestfalen-Lippe ein Konzept entwickelt, mit dem Lehrende durch wissenschaftliche und studentische „eTutoren“ und Studierende durch studentische „eMentoren“ bei der Nutzung digitaler Medien im Lehr-/Lernprozess unterstützt werden. Ein zentraler Bestandteil des Modells ist die Nutzung des Learning-Management Systems ILIAS. Im folgenden Beitrag werden auf der Basis einiger grundsätzlicher Überlegungen zur Veränderung der Hochschullehre durch digitale Medien (1) zunächst die Konzepte des eTutoring und eMentoring kurz vorgestellt (2) und dann erläutert, wie das 5-Stufen-Modell für Online-Kurse von Gilly Salmon (3) für die konkreten Bedingungen an der Hochschule OWL angepasst wurde und von den eTutoren und eMentoren zur Unterstützung von Lehrenden und Studierenden genutzt wird (4). Der Beitrag schließt mit einem Fazit der bisherigen Erfahrungen (5).

GeoGebraTUTOR : développement d’un système tutoriel autonome pour l’accompagnement d’élèves en situation de résolution de problèmes de démonstration en géométrie plane et genèse d’un espace de travail géométrique idoine

Travaux d'études doctorales réalisées conjointement avec les travaux de recherches doctorales de Nicolas Leduc, étudiant au doctorat en génie informatique à l'École Polytechnique de Montréal.

TWO TUTORIAL EXAMPLES OF MULTIVARIABLE CONTROL SYSTEM DESIGN.

Two tutorial examples are presented which illustrate different methods of designing practical multivariable control systems using frequency-domain techniques. In the first case eigenvector alignment techniques are used to manipulate and shape the generalized Nyquist diagrams, while in the second case LQG theory in conjunction with singular value plots is employed. In both cases the designs are carried out on a modern computer-aided control-system design package.

A tutorial on visual servo control

This article provides a tutorial introduction to visual servo control of robotic manipulators. Since the topic spans many disciplines our goal is limited to providing a basic conceptual framework. We begin by reviewing the prerequisite topics from robotics and computer vision, including a brief review of coordinate transformations, velocity representation, and a description of the geometric aspects of the image formation process. We then present a taxonomy of visual servo control systems. The two major classes of systems, position-based and image-based systems, are then discussed in detail. Since any visual servo system must be capable of tracking image features in a sequence of images, we also include an overview of feature-based and correlation-based methods for tracking. We conclude the tutorial with a number of observations on the current directions of the research field of visual servo control.

A simulation-based training system for surgical wound debridement

A simulation-based training system for surgical wound debridement was developed and comprises a multimedia introduction, a surgical simulator (tutorial component), and an assessment component. The simulator includes two PCs, a haptic device, and mirrored display. Debridement is performed on a virtual leg model with a shallow laceration wound superimposed. Trainees are instructed to remove debris with forceps, scrub with a brush, and rinse with saline solution to maintain sterility. Research and development issues currently under investigation include tissue deformation models using mass-spring system and finite element methods; tissue cutting using a high-resolution volumetric mesh and dynamic topology; and accurate collision detection, cutting, and soft-body haptic rendering for two devices within the same haptic space.

Implementing a new genre of eHealth system in a reticent environment

This tutorial primarily focuses on the social aspects of implementing a novel eHealth systems called Accountable-eHealth (AeH) systems. The main focus of AeH systems is mitigating information privacy concerns whilst facilitating appropriate access to information for users, and is based on the principles of information accountability (IA).

A Tutorial on Integrating CDS/ISIS Databases with the World Wide Web

With the emergence of Internet, the global connectivity of computers has become a reality. Internet has progressed to provide many user-friendly tools like Gopher, WAIS, WWW etc. for information publishing and access. The WWW, which integrates all other access tools, also provides a very convenient means for publishing and accessing multimedia and hypertext linked documents stored in computers spread across the world. With the emergence of WWW technology, most of the information activities are becoming Web-centric. Once the information is published on the Web, a user can access this information from any part of the world. A Web browser like Netscape or Internet Explorer is used as a common user interface for accessing information/databases. This will greatly relieve a user from learning the search syntax of individual information systems. Libraries are taking advantage of these developments to provide access to their resources on the Web. CDS/ISIS is a very popular bibliographic information management software used in India. In this tutorial we present details of integrating CDS/ISIS with the WWW. A number of tools are now available for making CDS/ISIS database accessible on the Internet/Web. Some of these are 1) the WAIS_ISIS Server. 2) the WWWISIS Server 3) the IQUERY Server. In this tutorial, we have explained in detail the steps involved in providing Web access to an existing CDS/ISIS database using the freely available software, WWWISIS. This software is developed, maintained and distributed by BIREME, the Latin American & Caribbean Centre on Health Sciences Information. WWWISIS acts as a server for CDS/ISIS databases in a WWW client/server environment. It supports functions for searching, formatting and data entry operations over CDS/ISIS databases. WWWISIS is available for various operating systems. We have tested this software on Windows '95, Windows NT and Red Hat Linux release 5.2 (Appolo) Kernel 2. 0. 36 on an i686. The testing was carried out using IISc's main library's OPAC containing more than 80,000 records and Current Contents issues (bibliographic data) containing more than 25,000 records. WWWISIS is fully compatible with CDS/ISIS 3.07 file structure. However, on a system running Unix or its variant, there is no guarantee of this compatibility. It is therefore safe to recreate the master and the inverted files, using utilities provided by BIREME, under Unix environment.