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.

Conceção de um tutorial de Iniciação ao co-projeto de Hardware/software

A crescente evolução dos dispositivos contendo circuitos integrados, em especial os FPGAs (Field Programmable Logic Arrays) e atualmente os System on a chip (SoCs) baseados em FPGAs, juntamente com a evolução das ferramentas, tem deixado um espaço entre o lançamento e a produção de materiais didáticos que auxiliem os engenheiros no Co- Projecto de hardware/software a partir dessas tecnologias. Com o intuito de auxiliar na redução desse intervalo temporal, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de documentos (tutoriais) direcionados a duas tecnologias recentes: a ferramenta de desenvolvimento de hardware/software VIVADO; e o SoC Zynq-7000, Z-7010, ambos desenvolvidos pela Xilinx. Os documentos produzidos são baseados num projeto básico totalmente implementado em lógica programável e do mesmo projeto implementado através do processador programável embarcado, para que seja possível avaliar o fluxo de projeto da ferramenta para um projeto totalmente implementado em hardware e o fluxo de projeto para o mesmo projeto implementado numa estrutura de harware/software.

BAFF AND APRIL: a tutorial on B cell survival.

BAFF, a member of the TNF family, is a fundamental survival factor for transitional and mature B cells. BAFF overexpression leads to an expanded B cell compartment and autoimmunity in mice, and elevated amounts of BAFF can be found in the serum of autoimmune patients. APRIL is a related factor that shares receptors with BAFF yet appears to play a different biological role. The BAFF system provides not only potential insight into the development of autoreactive B cells but a relatively simple paradigm to begin considering the balancing act between survival, growth, and death that affects all cells.

A beginner's guide to referencing books based on the Harvard system

An interactive tutorial on how to reference books correctly. It begins with an example, and interactively draws the student through the stages of accessing the relevant information through to how to include the final citation in the bibliography. It concludes with a ‘test your knowledge’ set of activities. When you view this object note that the panel on the left generated by the repository can be dragged sideways to view the learning object full screen.

Hydrodynamics with spin angular momentum from systematic coarse graining: a tutorial example

The derivation of time evolution equations for slow collective variables starting from a micro- scopic model system is demonstrated for the tutorial example of the classical, two-dimensional XY model. Projection operator techniques are used within a nonequilibrium thermodynamics framework together with molecular simulations in order to establish the building blocks of the hydrodynamics equations: Poisson brackets that determine the deterministic drift, the driving forces from the macroscopic free energy and the friction matrix. The approach is rather general and can be applied for deriving the equations of slow variables for a broad variety of systems.

A integração do tutorial interativo TryLogic via IMS Learning Tools Interoperability: construindo uma infraestrutura para o ensino de Lógica através de estratégias de demonstração e refutação

Logic courses represent a pedagogical challenge and the recorded number of cases of failures and of discontinuity in them is often high. Amont other difficulties, students face a cognitive overload to understand logical concepts in a relevant way. On that track, computational tools for learning are resources that help both in alleviating the cognitive overload scenarios and in allowing for the practical experimenting with theoretical concepts. The present study proposes an interactive tutorial, namely the TryLogic, aimed at teaching to solve logical conjectures either by proofs or refutations. The tool was developed from the architecture of the tool TryOcaml, through support of the communication of the web interface ProofWeb in accessing the proof assistant Coq. The goals of TryLogic are: (1) presenting a set of lessons for applying heuristic strategies in solving problems set in Propositional Logic; (2) stepwise organizing the exposition of concepts related to Natural Deduction and to Propositional Semantics in sequential steps; (3) providing interactive tasks to the students. The present study also aims at: presenting our implementation of a formal system for refutation; describing the integration of our infrastructure with the Virtual Learning Environment Moodle through the IMS Learning Tools Interoperability specification; presenting the Conjecture Generator that works for the tasks involving proving and refuting; and, finally to evaluate the learning experience of Logic students through the application of the conjecture solving task associated to the use of the TryLogic

How Minds Work: A Cognitive Theory of Everything - a Tutorial on the IDA Model of Cognition

The IDA model of cognition is a fully integrated artificial cognitive system reaching across the full spectrum of cognition, from low-level perception/action to high-level reasoning. Extensively based on empirical data, it accurately reflects the full range of cognitive processes found in natural cognitive systems. As a source of plausible explanations for very many cognitive processes, the IDA model provides an ideal tool to think with about how minds work. This online tutorial offers a reasonably full account of the IDA conceptual model, including background material. It also provides a high-level account of the underlying computational “mechanisms of mind” that constitute the IDA computational model.