Letteratura scientifica selezionata sul tema "Traces numériques et indicateurs d'apprentissage"

En esta tesis profundizamos el estudio de la cognición y comunicación numérica de niños y niñas de primeros grados de la escuela primaria en la zona andina rionegrina. Desde un enfoque socio-constructivista de recursos, interesó visibilizar, documentar y comprender la variedad, articulación y dinamismo de conocimientos numéricos en los diferentes grados de apropiación que estos jóvenes estudiantes ponen en juego al producir y reflexionar sobre signos numéricos en situación de entrevista, en distintos modos semióticos. También prestamos atención a sus procesos de reflexión y regulación de la propia cognición numérica. Los participantes son cuarenta y cinco niñas y niños que cursaban primer grado en cuatro escuelas públicas de gestión estatal de jornada simple en Bariloche y El Bolsón. Dos de las escuelas son céntricas y dos se encuentran en la periferia de la ciudad. La selección de las escuelas respondió a obtener un relativamente amplio abanico sociocultural y socioeducativo en el marco de la escolaridad urbana regional. Metodológicamente, se entrevistó a los niños individualmente en base a un guión semi-estructurado, con tareas abiertas, creativas, convocantes, desafiantes y andamiadas. Se utilizaron dispositivos de registro multimodal de los procesos comunicativo-cognitivos implicados en los momentos de producción oral, gráfica y con objetos. Los análisis mixtos buscaron conjugar profundidad y sistematicidad en la atención a la singularidad y la regularidad, utilizando técnicas que permiten tal diversidad de acercamientos a los textos gráficos creados por los niños, así como a sus respuestas verbales y gestuales y sus acciones con objetos. Principalmente trabajamos con: sistemas de categorías para la construcción de repertorios con posterior aplicación de técnicas de la estadística no paramétrica y multivariada, análisis de trayectorias de aprendizaje y estudio de casos múltiples. El enfoque socio-constructivista de recursos impregnó las decisiones tomadas tanto al realizar la entrevista como al analizar la producción numérica de cada niña o niño. Dimos cuenta de la variedad de las formas de conocer y comunicar numéricamente de los y las participantes mediante cuatro repertorios: el primero visibiliza el arco de producción numérica convencional identificado en la población estudiada; el segundo distingue las aproximaciones parciales a la convención numérica; el tercero articula trayectorias de conservación e innovación cognitiva al pensar en y con cantidades “grandes”, y finalmente, el cuarto identifica formas de reflexión y regulación de la propia cognición numérica. Ilustramos todas las categorías incluidas en esos cuatro repertorios con producciones orales, gráficas y a veces gestuales originales de los niños y niñas participantes. Además, nos dedicamos a captar multimodalmente el dinamismo del pensamiento y la comunicación numérica de los niños en situación, tanto a nivel intra-tarea como inter-tarea. Así, identificamos cuatro patrones de producción convencional, que se extienden desde una producción convencional limitada (Patrón 1, 9 niños) a una producción avanzada (Patrón 4, 8 niños), pasando por configuraciones de producción convencional “incipiente”(Patrón 2, 13 niños) e “intermedia” (Patrón 3, 15 niños). Encontramos una asociación entre los patrones de producción convencional y el sector socioeducativo y sociocultural vinculado a la escuela. En las escuelas céntricas se concentró la mayor proporción de niños y niñas cuya producción convencional es más extendida, y en las escuelas periféricas sucedió lo inverso. Sin embargo, en tres de los primeros grados participantes convivían niños de los cuatro patrones de producción convencional, y en uno, de tres patrones. La heterogeneidad se incrementa notablemente si miramos a los chicos considerando sus respuestas no convencionales como una producción comunicativa cognitiva genuina. Esta situación coloca a la heterogeneidad cognitiva en el campo del número como una condición a considerar como esperable en el inicio de la escolarización matemática primaria en la región. Para ahondar en el estudio del dinamismo en la puesta en juego de los recursos cognitivo-comunicativos de los niños realizamos varias líneas de análisis. Una fue el estudio de sus avances en el curso de una misma tarea o a lo largo de tareas relacionadas. El hallazgo de que el 78% de los niños evidenciaron alguna forma de progreso resalta la importancia de disponer un espacio abierto y sin prisa para la comunicación y evaluación del conocimiento. El progreso según indicadores de mayor producción estrictamente convencional se evidenció en niños o niñas pertenecientes a todos los patrones de producción convencional, lo que muestra que ni tan siquiera el saber que se corresponde con el establecido culturalmente constituye un bagaje del que niños y niñas disponen de forma estable, pronto a ser demostrado ante la primera demanda. A su vez pudimos constatar que las tensiones entre lo establecido y lo posible, o entre convenciones e invenciones, resultaron ser fuentes de conflicto y transformación cognitiva para algunos niños entrevistados. En este proceso, los niños y las niñas mostraron cómo gradualmente se apropiaron del conocimiento cultural establecido, exploraron relaciones, revisaron y generaron innovaciones en sus ideas y procedimientos. La mayoría de las niñas y niños entrevistados mostraron que tales respuestas surgieron de procesos constructivos y exploratorios no lineales, que introdujeron ajustes y fomentaron nuevas percataciones de regularidades numéricas, e incluso nuevos matices de significado. En nuestra búsqueda por comprender la variedad y el dinamismo de los recursos de los niños, elegimos incluir también un estudio de casos múltiples. Seleccionamos dos niños y una niña que se inscriben en distintos patrones de producción convencional para reconstruir su construcción de sentidos a lo largo de la progresión de tareas numéricas en la entrevista. Esta fue una vía más para dimensionar el grado en que los saberes de los niños entrevistados acerca de las formas y funciones numéricas abordadas revisten una notable disparidad inter-sujeto, y también conexiones de sentido a nivel inter-tarea. Somos conscientes de los alcances y restricciones de un trabajo investigativo acotado no solo en el número de participantes sino también en el tiempo/espacio de interacción en el que recabamos la información (una única entrevista diádica fuera del aula). No obstante, consideramos que los análisis de grano fino y multimodal de la variedad de recursos numéricos en esta etapa, junto a la atención al dinamismo de su puesta en juego en situación, pueden contribuir a articular un panorama de los niños como aprendices que buscan agentivamente apropiarse de las formas y funciones numéricas como instrumento de participación cultural. En ese sentido las contribuciones recogidas en los comentarios finales de los capítulos de resultados y en las conclusiones pueden ofrecer información valiosa de primera mano para el diseño y la implementación de prácticas de enseñanza capaces de promover la agencia en el aprendizaje numérico básico en entornos socioeducativos diversos. Planteamos una vía para superar enfoques de estándares que conciben el aprendizaje preferentemente como proceso descontextualizado, reproductivo, monomodal y universal. Para ello, por supuesto, es clave el trabajo también agentivo, creativo, colaborativo, multimodal y andamiado de los equipos docentes en sus comunidades de práctica. In this thesis we go a step further in the study of numerical cognition and communication of first-grade children in the Andean region of Rio Negro. From a resource-based socio-constructivist framework, we were interested in making visible, documenting and understanding the variety, articulation and dynamism of children’s numerical knowledge at work when they produced and thought about and with numerical signs during interviews, in different semiotic modes. We also paid attention to the processes of reflexion and regulation of their own numerical cognition. The participants are forty-five students who attended first grade in four public schools in Bariloche and El Bolsón. Two of the schools are located down-townl and two are located in the periphery of the city. The selection of schools aimed at obtaining a relatively wide sociocultural and socio-educational range within regional urban schooling. Methodologically, the children were interviewed individually based on a semi-structured script, with open, creative, convoking, challenging and scaffolding tasks. Multimodal recording devices of the communicative-cognitive processes evidenced during oral, graphic and object production were used. The mixed methods analyses sought to combine depth and systematic attention to both singularity and regularity, by using techniques that allow such a diversity of approaches to the graphic texts created by children, as well as to their verbal and gestural responses and to their actions with objects. We mainly worked with: category systems for the construction of repertoires, with subsequent application of non-parametric and multivariate statistics techniques, analysis of learning trajectories and study of multiple cases. The resource-based socio-constructivist framework resource-based socio-constructivist framework permeated the decisions made both when conducting the interview and when analyzing the numerical production of each girl or boy. Four repertoires captured the variety in participants’ ways of knowing and communicating numerically: the first one makes visible the conventional numerical production identified in the studied population; the second distinguishes partial approaches to numerical convention; the third articulates trajectories of cognitive preservation and cognitive innovation when thinking about and with relatively large quantities, and finally, the fourth identifies forms of reflexion and regulation of numerical cognition. We illustrate all the categories included in those four repertoires with original productions of the participating children ─oral, graphic and sometimes gestural. In addition, we sought to capture the multimodal dynamism of children’s situated thinking and communication, both at an intra-task and an inter-task level. Thus, we identified four conventional production patterns, which range from Limited conventional production (Pattern 1; 9 children) to Advanced production (Pattern 4; 8 children). Incipient conventional production (Pattern 2; 13 children) and Intermediate (Pattern 3; 15 children) configurations are half-way. We found an association between conventional production patterns and the socio-educational / socio-cultural sector characteristic of the schools. In the down-town schools a greater proportion of children whose conventional production is more widespread was concentrated, and in the peripheral schools the opposite happened. However, in three of the participating first grades, children of the four conventional production patterns coexisted, and in the remaining one, children from three patterns did so. Intra-school-grade heterogeneity increases markedly if we look at students’ unconventional responses as genuine cognitive-communicative productions. This situation places cognitive-communicative heterogeneity as a condition to be considered at the beginning of primary mathematical schooling in the region. In order to deepen into the study of the dynamism of children’s cognitive-communicative resources we performed several lines of analysis. One was the study of their progress in the course of a same task or along related tasks. The finding that 78% of children showed some form of progress highlights the importance of having an open and unhurried space for communication and knowledge assessment. Progress according to indicators of conventional production was evidenced in children belonging to all conventional production patterns. The latter shows that children’s established cultural knowledge is not a stable ready-made possession, soon to be demonstrated at request. At the same time, tensions between the realms of the established and the possible, or between conventions and inventions, turned out to be sources of conflict and cognitive transformation for some of the children. In this process, students showed how they gradually appropriated established cultural knowledge, explored relationships, reviewed and generated innovations in their ideas and procedures. Most of the interviewed children showed that such answers arose from nonlinear constructive and exploratory processes, which introduced adjustments and encouraged new perceptions of numerical regularities, and even new nuances of meaning. In our quest to understand the variety and dynamism of children's resources, we also chose to include a multiple case study. We selected two boys and a girl who belonged in different patterns of conventional production, as a way to reconstruct their meaning-making processes throughout the progression of numerical tasks in the interview. This was one more way to measure the degree to which the knowledge of the interviewed children about the numerical forms and functions addressed is markedly heterogeneous across learners, and also to understand connections of meaning at the single learner, inter-task level. We are aware of the scope and restrictions of a limited research work as ours. Limitations are related to the number of participants as well as to the temporal-spatial frame of interaction in which we collected the information (a single dyadic interview outside the classroom). However, we consider that the fine-grained and multimodal analyses of the variety of numerical resources at this stage, together with the attention to the dynamism of their putting into play in situation, can contribute to articulate a panorama of children as apprentices who agentively seek to appropriate numerical forms and functions as an instrument for their cultural participation. In that sense, we expect that the contributions collected in the final comments of each chapter, together with the final conclusions chapter can offer valuable first-hand information for the design and implementation of teaching practices capable of promoting children’s agency in basic numerical learning, in diverse socio-educational environments. We propose a way to overcome standardized approaches that conceive learning preferably as a decontextualized, reproductive, monomodal and universal process. To that end, of course, the agentive, creative, collaborative, multimodal and scaffolded work of the teaching teams in their communities of practice is also a key factor. Dans cette thèse, on approfondit l'étude de la cognition et de la communication numérique des enfants des premières années d'école primaire dans la région des Andes, province de Rio Negro. À partir d’un optique socioconstructiviste des ressources, on a voulu visualiser, documenter et comprendre la variété, l'articulation et le dynamisme des connaissances numériques à des degrés divers d'appropriation que ces jeunes étudiants mettent en jeu pour produire et réfléchir sur des signes numériques lors d'un entretien, dans différents modes sémiotiques. On s'intéresse également à leurs processus de réflexionet de régulation de la propre cognition numérique. Les participants sont quarante-cinq enfants de la première année d'école primaire de quatre écoles publiques de demi-journée d'activité à Bariloche et El Bolsón. Deux des écoles sont dans la ville et deux sont situées en périphérie. La sélection des écoles est motivée par l'idée d'obtenir un éventail socioculturel et socio-éducatif relativement large dans le cadre de la scolarisation en milieu urbain régional.Du point de vue méthodologique, des entretiens individuels avec les enfants se sont déroulés sur la base d'un protocole semi-structuré avec des tâches ouvertes, créatives, attirantes, défiantes et didactiques. Dispositifs multimodaux on été employés pour saisir les processus cognitifs-communicatifs impliqués pendant les périodes de production orale, graphique et avec des objets. Les analyses mixtes ont cherché à combiner profondeur et systématisation dans l'attentionà la singularité et à la régularité, en utilisant des techniques qui permettent une telle diversité d'approches aux textes graphiques créés par les enfants, ainsi qu'à leurs réponses verbales et gestuelleset à leurs actions avec des objets. Principalement, on a travaillé avec: systèmes de catégories pour la construction de répertoires avec application ultérieure de techniques d'analyse statistique non paramétrique et multi-variée, analyse de trajectoires d'apprentissage et étude de cas multiples. L'approche socioconstructiviste des ressources a imprégnée les décisions tant lors de la conduite de l'entretien comme pendant l'analyse de la production numérique de chaque enfant. Nous avons remarqué la variété de manières de comprendre et communiquer numériquement des enfants à travers quatre répertoires: le premier met en évidence l'arc de production numérique conventionnel correspondant à la population étudiée; le second distingue les approches partielles à la convention numérique; le troisième articule trajectoires de conservation et d'innovation cognitive en pensant à et avec des quantités "grandes", et en fin, le quatrième identifie les manières de réflexionet de régulation de la propre cognition numérique. On illustre toutes les catégories comprises dans ces quatre répertoires avec des productions orales, graphiques et parfois gestuelles des enfants. En plus, on s'est engagé à capter d'un point de vue multimodal le dynamisme de la pensée et de la communication numériques des enfants en situation, soit intra-tâche que inter-tâche. Ainsi, on a identifié quatre modèles de production conventionnels, allant d'une production conventionnelle limitée (modèle 1, 9 enfants) à une production avancée (modèle 4, 8 enfants), en passant par des configurations de production conventionnelle "naissante" (modèle 2, 13 enfants) et "intermédiaire" (modèle 3, 15 enfants). On a trouvé une association entre les modèles de production conventionnelle et le secteur socio-éducatif et socioculturel lié à l'école. Dans les écoles du centreville, on a trouvé la plus forte proportion d'enfants dont la production conventionnelle est la plus répandue, tandis que l'inverse caractérise les écoles périphériques. Toutefois, dans trois des premiers niveaux participants coexistaient des enfants des quatre modèles de production conventionnelle, et dans un, des trois modèles. L’hétérogénéité est fortement augmentée si l'on regarde les enfants en ce qui concerne leurs réponses non conventionnelles comme une véritable production communicative et cognitive. Cette situation place l'hétérogénéité cognitive dans le domaine du nombre comme condition à considérer attendue au début de l'scolarisation mathématique primaire dans la région. Pour plonger dans l'étude de la dynamique des enjeux des ressources cognitives et de communication des enfants on a considéré plusieurs lignes d'analyse. L'un était l'étude de leurs progrès au cours de la même tâche ou tout au long des tâches connexes. Le constat que 78% des enfants ont démontré une certaine forme de progrès souligne l'importance d’avoir un espace ouvert et le temps pour la communication et l'évaluation des connaissances. Selon les indicateurs de production plus vaste et strictement conventionnelle, le progrès s’est fait évident pour les enfants de tous les modèles de production conventionnelle, ce qui démontre que même pas le savoir qui correspond au plan culturel établi constitue un bagage dont les enfants disposent d’une manière stable, ce qui est facilement vérifié à la première question.Aussi, on a pu constater que les tensions entre l'établi et le possible, ou entre conventions et inventions, se sont révélées comme sources de conflit et de transformation cognitive pour certains enfants interrogés. Dans ce processus, les enfants ont mis en évidence comment ils se sont appropriés graduellement des connaissances culturelles établies, ont exploré des relations, examiné et généré des innovations de leurs idées et procédures. La plupart des enfants interrogés ont montré que ces réponses provenaient de processus constructifs et exploratoires non linéaires, qu’ils ont introduit des ajustements et qu’ils ont aperçu des nouvelles régularités numériques, et même de nouvelles nuances de sens. Dans notre quête pour comprendre la diversité et le dynamisme des ressources des enfants, on a choisi également d’inclure une étude de cas multiples. On a sélectionné deux garçons et une fille qui appartiennent à des différents modèles de production conventionnelle pour reconstruire leur construction de sens tout au long de la progression des tâches numériques dans l'entretien. Ce fut une autre façon d'évaluer la mesure dans laquelle les connaissances des enfants interrogés sur les formes et les fonctions numériques abordées ont des disparités considérables entre les individus, et aussi des connexions de sens au niveau individuel et inter-tâche. On comprend l’ampleur et les contraintes d'un travail de recherche limitée non seulement dans le nombre de participants, mais aussi dans le temps/espace d’interaction dans lequel on a recueilli l’information (un seul entretien dyadique en dehors de la salle de classe). Cependant, on considère que les analyses multimodaux et à grains fins sur la variété des ressources numériques à ce stade, avec une attention au dynamisme de la mise en jeu dans des situations, peuvent contribuer à articuler un panorama des enfants en tant qu’apprentis qui cherchent à s’approprier des formes et fonctions numériques comme instrument de participation culturelle. En ce sens, les contributions recueillies dans les observations finales des chapitres des résultats et dans les conclusions peuvent fournir de précieuses informations de première main pour la conception et la mise en œuvre des pratiques d'enseignement capables de promouvoir l'apprentissage numérique de base en milieux socioéducatifs divers. On propose un moyen de surmonter les approches standardisés qui perçoivent de préférence l’apprentissage comme un processus sans contexte, reproductif, monomodal et universel. Pour ce faire, bien sûr, le travail créatif, collaboratif, multimodal et didactique des équipes d’enseignement est clé dans leurs communautés de référence.

Pendant les dernières décennies, l'adoption de l'apprentissage en ligne a rapidement évolué et son utilisation a été encore plus poussée avec la pandémie de la COVID-19. L'objectif de ce mode d'enseignement est de garantir la continuité du processus d'apprentissage. Cependant, ce mode d'apprentissage connaît plusieurs défis, dont le plus répandu est les taux élevés d'échec. Ce problème est dû à de nombreuses raisons comme l'hétérogénéité des apprenants et la diversité de leurs comportements d'apprentissage, leur totale autonomie, le manque et/ou l'inefficacité du suivi pédagogique fourni. Par conséquent, les enseignants ont besoin d'un système basée sur des méthodes analytiques et intelligentes leur permettant une prédiction précise et au plus tôt des apprenants à risque d'échec. Cette solution est communément adaptée dans l'état de l'art. Cependant, les travaux réalisés ne répondent pas à certaines particularités de l'apprentissage (la continuité et l'évolution de l'apprentissage, la diversité des apprenants et leur totale autonomie) et certaines attentes des enseignants comme la génération d'alerte. Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'analyse de l'apprentissage et exploite les traces numériques des apprenants en ligne pour concevoir un système prédictif (Early Warning Systems (EWS)) dédié aux enseignants des établissements en ligne. L'objectif de ce EWS est d'identifier au plus tôt les apprenants à risque pour alerter les enseignants de ces derniers. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons traité plusieurs sous-problématiques qui ont permis l'élaboration de quatre contributions scientifiques. Nous commençons par proposer une méthodologie en profondeur qui repose sur les étapes de l'apprentissage automatique (ML) et qui permet l'identification de quatre indicateurs d'apprentissage parmi : la performance, l'engagement, la réactivité et la régularité. Cette méthodologie met aussi en valeur l'importance des données temporelles pour l'amélioration des performances de prédiction. De plus, cette méthodologie a permis de définir le modèle avec la meilleure capacité à identifier les apprenants à risque. La 2ème contribution consiste à proposer une évaluation temporelle des EWS à l'aide des métriques temporelles qui mesurent la précocité des prédictions et la stabilité des systèmes. À partir de ces deux métriques, nous étudions les compromis qui existent entre les métriques de précision de ML et les métriques temporelles. Les apprenants en ligne se caractérisent par la diversité de comportements d'apprentissage. Ainsi, un EWS doit répondre à cette diversité en assurant un fonctionnement équitable entre les différents profils d'apprenants. Nous proposons une méthodologie d'évaluation qui se base sur l'identification des profils d'apprenants et utilise un large spectre de métriques temporelles et de précision. En utilisant un EWS, les enseignants s'attendent à une génération d'alerte. C'est pour cette raison,nous concevons un algorithme qui s'appuie sur les résultats de prédiction, les métriques temporelles et la notion des règles d'alerte pour proposer une méthode automatique de génération d'alerte. Le contexte applicatif de cette thèse est le Centre National d'Enseignement à Distance (CNED). Nous exploitons les traces numériques d'une population de collégiens inscrits en classe 3ème pendant les années scolaires 2017-2018 et 2018-2019
Over the past few decades, the adoption of e-learning has evolved rapidly and its use has been pushedeven further with the COVID-19 pandemic. The objective of this learning mode is to guarantee thecontinuity of the learning process. However, the online learning is facing several challenges, and themost widespread is the high failure rates among learners. This issue is due to many reasons such asthe heterogeneity of the learners and the diversity of their learning behaviors, their total autonomy, thelack and/or the inefficiency of the pedagogical provided follow-up. . .. Therefore, teachers need a systembased on analytical and intelligent methods allowing them an accurate and early prediction of at-risk offailure learners. This solution is commonly adopted in the state of the art. However, the work carried outdoes not respond to some particularities of the learning process (the continuity and evolution of learning,the diversity of learners and their total autonomy) and to some teachers expectations such as the alertgeneration.This thesis belongs to the field of learning analytics and uses the numeric traces of online learnersto design a predictive system (Early Warning Systems (EWS)) dedicated to teachers in online establish-ments. The objective of this EWS is to identify learners at risk as soon as possible in order to alertteachers about them. In order to achieve this objective, we have dealt with several sub-problems whichhave allowed us to elaborate four scientific contributions.We start by proposing an in-depth methodology based on the Machine Learning (ML) steps and thatallows the identification of four learning indicators among : performance, engagement, reactivity andregularity. This methodology also highlights the importance of temporal data for improving predictionperformance. In addition, this methodology allowed to define the model with the best ability to identifyat-risk learners.The 2nd contribution consists in proposing a temporal evaluation of the EWS using temporal metricswhich measure the precocity of the predictions and the stability of the system. From these two metrics,we study the trade-offs that exist between ML precision metrics and temporal metrics.Online learners are characterized by the diversity of their learning behaviors. Thus, an EWS shouldrespond to this diversity by ensuring an equitable functioning with the different learners profiles. Wepropose an evaluation methodology based on the identification of learner profiles and that uses a widespectrum of temporal and precision metrics.By using an EWS, teachers expect an alert generation. For this reason, we design an algorithm which,based on the results of the prediction, the temporal metrics and the notion of alert rules, proposes anautomatic method for alert generation. This algorithm targets mainly at-risk learners.The context of this thesis is the French National Center for Distance Education (CNED). In parti-cular, we use the numeric traces of k-12 learners enrolled during the 2017-2018 and 2018-2019 schoolyears

L’adoption des Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication (NTIC) a permis la modernisation des méthodes d’enseignement dans les systèmes d’apprentissage en ligne comme l’e-Learning, les systèmes tutoriels intelligents, etc. Ces derniers assurent une formation à distance qui répond aux besoins des apprenants. Un aspect très important à prendre en considération dans ces systèmes est l’évaluation précoce de l’apprenant en termes d’acquisition des connaissances. En général, trois types d’évaluation et leurs relations sont nécessaires durant le processus d’apprentissage, à savoir : (i) diagnostic qui est exécuté avant l’apprentissage pour estimer le niveau des élèves, (ii) évaluation formative qui est appliquée lors de l’apprentissage pour tester l’évolution des connaissances et (iii) évaluation sommative qui est considérée après l’apprentissage pour évaluer l’acquisition des connaissances. Ces méthodes peuvent être intégrées d’une manière semi-automatique, automatique ou adaptée aux différents contextes de formation, par exemple dans le domaine d’apprentissage des langues (français, anglais, etc.), des sciences fondamentales (mathématiques, physique, chimie, etc.) et langages de programmation (java, python, sql, etc.) Cependant, les méthodes d’évaluation usuelles sont statiques et se basent sur des fonctions linéaires qui ne prennent en considération que la réponse de l’apprenant. Elles ignorent, en effet, d’autres paramètres de son modèle de connaissances qui peuvent divulguer d’autres indicateurs de performance. Par exemple, le temps de résolution d’un problème, le nombre de tentatives, la qualité de la réponse, etc. Ces éléments servent à détecter les traits du profil, le comportement ainsi que les troubles d’apprentissage de l’apprenant. Ces paramètres additionnels sont vus dans nos travaux de recherche comme des traces d’apprentissage produites par l’apprenant durant une situation ou un contexte pédagogique donné. Dans ce cadre, nous proposons dans cette thèse une approche d’évaluation de l’apprenant à base des traces d’apprentissage qui peut être exploitée dans un système d’adaptation de la ressource et/ou de la situation pédagogique. Pour l’évaluation de l’apprenant, nous avons proposé trois modèles génériques d’évaluation qui prennent en considération la trace temporelle, le nombre de tentatives et leurs combinaisons. Ces modèles ont servi, par la suite, comme métrique de base à notre modèle d’adaptation de la ressource et/ou de la situation d’apprentissage. Le modèle d’adaptation est également fondé sur les trois traces susmentionnées et sur nos modèles d’évaluation. Notre modèle d’adaptation génère automatiquement des trajectoires d’apprentissage adaptées en utilisant un modèle d’état-transition. Les états présentent des situations d’apprentissage qui consomment des ressources et les transitions entre situations expriment les conditions nécessaires à remplir pour passer d’une situation à une autre. Ces concepts sont aussi implémentés dans une ontologie du domaine et un algorithme d’adaptation a été également proposé. L’algorithme assure deux types d’adaptation : (i) Adaptation de la situation et (ii) Adaptation des ressources dans une situation. Afin de collecter les traces d’apprentissage pour la mise en œuvre de notre approche d’évaluation de l’apprenant et d’adaptation de ressources et de situations d’apprentissage, nous avons effectué des expérimentations sur deux groupes d’étudiants en Licence Informatique (L2). Un groupe en apprentissage classique et un groupe en apprentissage adapté. Sur la base des traces obtenues des sessions de travail des étudiants, nous avons utilisé nos modèles d’évaluation dont les résultats ont été utilisés pour mettre en œuvre l’adaptation. Après comparaison des résultats de l’apprentissage adapté à ceux obtenus de l’apprentissage classique, nous avons constaté une amélioration des résultats en termes de moyenne générale et d’écart-type des moyennes des apprenants
The adoption of new Information and Communication Technologies (ICT) has enabled the modernization of teaching methods in online learning systems such as e-Learning, intelligent tutorial systems (ITS), etc. These systems provide a remote training that which meets the learner needs. A very important aspect to consider in these systems is the early assessment of the learner in terms of knowledge acquisition. In general, three types of assessment and their relationships are needed during the learning process, namely : (i) diagnostic which is performed before learning to estimate the level of students, (ii) formative evaluation which is applied during learning to test the knowledge evolution and (iii) summative evaluation which is considered after learning to evaluate learner’s knowledge acquisition. These methods can be integrated into a semi-automatic, automatic or adapted way in different contexts of formation, for example in the field of languages literary learning such as French, English, etc., hard sciences (mathematics, physics, chemistry, etc.) and programming languages (java, python, sql, etc.). However, the usual evaluation methods are static and are based on linear functions that only take into account the learner’s response. They ignore other parameters of their knowledge model that may disclose other performance indicators. For example, the time to solve a problem, the number of attempts, the quality of the response, etc. These elements are used to detect the profile characteristics, behavior and learning disabilitiesof the learner. These additional parameters are seen in our research as learning traces produced by the learner during a given situation or pedagogical context. In this context, we propose in this thesis a learner evaluation approach based on learning traces that can be exploited in an adaptation system of the resource and/or the pedagogic situation. For the learner assessment, we have proposed three generic evaluation models that take into consideration the temporal trace, number of attempts and their combinations. These models are later used as a base metric for our resource adaptation model and/or learning situation. The adaptation model is also based on the three traces mentioned above and on our evaluation models. Our adaptation model automatically generates adapted paths using a state-transition model. The states represent learning situations that consume resources and the transitions between situations express the necessary conditions to pass from one situation to another. These concepts are implemented in a domain ontology and an algorithm that we have developed. The algorithm ensures two types of adaptation : (i) Adaptation of the situation and (ii) Adaptation of resources within a situation. In order to collect traces of training for the implementation of our approaches of learner evaluation and adaptation of resources and learning situations, we conducted experiments on two groups of students in Computer Science (L2). One group in classical training and the other group in adapted training. Based on the obtained traces from the students’ training sessions, we assessed merners based on our evaluation models. The results are then used to implement the adaptation in a domain ontology. The latter is implemented within oracle 11g which allows a rule-based semantic reasoning. After comparing the results of the adapted training with those obtained from the classical one, we found an improvement in the results in terms of general average and standard deviation of the learner averages

Dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique, plusieurs pays du monde notamment le Canada et certains pays européens dont la France, ont établi des mesures afin de réduire les nuisances environnementales. L'un des axes majeurs abordés par les états concerne le secteur du transport et plus particulièrement le développement des systèmes de transport en commun en vue de réduire l'utilisation de la voiture personnelle et les émissions de gaz à effet de serre. A cette fin, les collectivités concernées visent à mettre en place des systèmes de transports urbains plus accessibles, propres et durables. Dans ce contexte, cette thèse en codirection entre l'Université Paris-Est, l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (IFSTTAR) et Polytechnique Montréal au Canada, s'attache à analyser la mobilité urbaine au travers de recherches menées sur la prévision et la visualisation de l'affluence des passagers dans les transports en commun à l'aide de méthodes d'apprentissage automatique. Les motivations finales concernent l'amélioration des services de transport proposés aux usagers, tels qu'une meilleure planification de l'offre de transport et une amélioration de l'information voyageur (e.g., proposition d'itinéraire en cas d'événement/incident, information concernant le taux de de remplissage des trains à un horaire choisi, etc.). Cette thèse s'inscrit dans un contexte général de valorisation des traces numériques et d'essor du domaine de la science des données (e.g., collecte et stockage des données, développement de méthodes d'apprentissage automatique, etc.). Les travaux comportent trois volets principaux à savoir (i) la prévision long terme de l'affluence des passagers à l'aide de base de données événementielles et de données billettiques, (ii) la prévision court terme de l'affluence des passagers et (iii) la visualisation de l'affluence des passagers dans les transports en commun. Les recherches se basent principalement sur l'utilisation de données billettiques fournies par les opérateurs de transports et ont été menées sur trois cas d'études réels, le réseau de métro et de bus de la ville de Rennes, le réseau ferré et de tramway du quartier d'affaire de la Défense à Paris en France, et le réseau de métro de Montréal, Québec au Canada
As part of the fight against global warming, several countries around the world, including Canada and some European countries, including France, have established measures to reduce greenhouse gas emissions. One of the major areas addressed by the states concerns the transport sector and more particularly the development of public transport to reduce the use of private cars. To this end, the local authorities concerned aim to establish more accessible, clean and sustainable urban transport systems. In this context, this thesis, co-directed by the University of Paris-Est, the french institute of science and technology for transport, development and network (IFSTTAR) and Polytechnique Montréal in Canada, focuses on the analysis of urban mobility through research conducted on the forecasting and visualization of public transport ridership using machine learning methods. The main motivations concern the improvement of transport services offered to passengers such as: better planning of transport supply, improvement of passenger information (e.g., proposed itinerary in the case of an event/incident, information about the crowd in the train at a chosen time, etc.). In order to improve transport operators' knowledge of user travel in urban areas, we are taking advantage of the development of data science (e.g., data collection, development of machine learning methods). This thesis thus focuses on three main parts: (i) long-term forecasting of passenger demand using event databases, (ii) short-term forecasting of passenger demand and (iii) visualization of passenger demand on public transport. The research is mainly based on the use of ticketing data provided by transport operators and was carried out on three real case study, the metro and bus network of the city of Rennes, the rail and tramway network of "La Défense" business district in Paris, France, and the metro network of Montreal, Quebec in Canada

A l’heure où les Technologies de l’Information et de la Communication envahissent tous les espaces de notre vie quotidienne et permettent une certaine accessibilité à l’école des enfants handicapés mais en même temps bouleversent l’identité et les missions des institutions scolaires, ces outils nous obligent à interroger les fondations de la transmission et des apprentissages tout particulièrement liées à la maîtrise de la langue. L’étude propose une réflexion sur les perspectives offertes par ces outils, pour mieux prendre en compte les besoins des enfants handicapés moteurs avec troubles associés, en matière d’estime de soi, de réussite et d’autonomie mais également pour mieux révéler et mieux développer les stratégies de ces élèves. D’une part, notre étude décrit, selon une approche ethnographique, l’observation et l’analyse de vidéos de trois élèves en cours d’apprentissage médié par un outil numérique traçant conçu à cette occasion, et les rétroactions réflexives induites à partir des traces produites. D’autre part, notre étude analyse les résultats d’une enquête réalisée auprès d’enseignants spécialisés ayant utilisé notre outil avec centaine d’enfants en situation de handicap. L’enquête interroge les utilisateurs sur nos hypothèses relatives aux traces auditives et visuelles et à l’apport de l’outil en matière de développement de la conscience phonologique, morphologique et syntaxique et l’émergence de la métacognition, afin de conforter ou non les observations réalisés avec les trois enfants. Pour ces enfants présentant un handicap moteur associé à des troubles instrumentaux importants (langagiers, mnésiques, attentionnels…), nous avons privilégié, dans cet outil, le retour vocal comme trace auditive, la personnalisation et l’enregistrement de l’environnement de travail, la réflexivité augmentée sous la forme d’un retour visuel dynamique sur chacune des actions de l’enfant à l’aide d’un module « traceur », et l’enregistrement de tous les événements de l’historique « rejouables » a posteriori, dans un module « film ». Outil utilisé comme moyen de scolarisation et d’apprentissage de contenus, Pictop se veut être, en même temps et avant tout, une aide au développement de contenants de pensées. Cette étude ouvre des perspectives sur des utilisations nouvelles des traces informatiques au service des apprentissages et de l’autonomie, particulièrement importantes pour des enfants handicapés, mais probablement utiles à d’autres élèves
In our time, Information and Communications Technology (ICT) has become all-pervading in our daily life and allows disabled children more access to the school system, while at the same time drastically changing the way we define the identity and missions of such institution s: ICT tools therefore lead us to question the very foundations of learning and teaching, especially as regards linguistic skills.This study offers a few perspectives on these tools and the possibilities they entail, in order to improve both the assessment of the needs of children with motor disability and associated disorders, in terms of self-esteem, success and autonomy, and the identification and development of strategies for these pupils. Our study first describes, from an ethnographical point of view, the observation and analysis of three videos by three pupils engaged in a course of learning via a digital tracer tool designed especially for the experiment, and the reflexive feedback derived from the traces that were produced. The study then goes on to analyze the results of a survey done with specialized teachers who used our digital tool with a hundred handicapped children. The survey questions users about our initial hypotheses concerning auditory and visual traces, and the tool’s contribution to the development of phonological, morphological and syntactical consciousness, as well as the emergence of metacognition, in order to confirm or disconfirm our observations on the case of the three children mentioned above. For these children with motor disability associated with severe sensory disabilities (linguistic, mnemonic, attention-related) we have privileged, in this tool, vocal feedback as auditory trace, personalization and registering of the work environment, increased reflexivity in the form of a dynamic visual feedback on every action of the child with the help of a “tracer” module, and recording of all events of the history likely to be replayed after the event in a “film” module. A tool used as a means of schooling and learning, Pictop is intended, first and foremost, as an aid to the development of thought contents. This study offers perspectives on new uses of digital traces as an instrument learning and autonomy, especially important for handicapped children, but probably useful to other pupils as well

L'arrivée du Web2.0 (web sémantique) en 2000, a vu la création d'un nouveau type d'application qui a changé la manière d'apprentissage. Avec cette technologie, on assiste aujourd'hui au développement : des objets connectés pour la diffusion des connaissances et la construction des compétences, comme l’a avancé Marcel Lebrun (2007 :66) [1] « les technologies de l’information et de la communication fournissent des moyens novateurs non seulement pour la diffusion des connaissances, mais aussi pour la découverte des stratégies d’apprentissage qui favorisent la construction des compétences». Ainsi qu’à l'apparition de nouvelles applications particulièrement les réseaux sociaux. En effet, les réseaux sociaux sont au cœur des nouvelles technologies de l’information et de la communication, du fait qu'ils permettent la mise en relation des individus pour échanger, collaborer, communiquer, étudier et diffuser l'information à travers plusieurs modalités d'apprentissage tel que le réseau social Facebook. Ce dernier est très utilisé chez les étudiants de la filière d'études françaises. Les apprenants ne se considèrent pas seulement comme des consommateurs mais des participants au développement des contenus au sein des groupes. Le présent article a pour objectif de donner d’une part un aperçu théorique sur l’apprentissage en ligne, l’éducation informelle, l’apprentissage collaboratif et les avantages des réseaux sociaux en rapport avec les courants d’apprentissage et d’autre part d'identifier l'usage de l'utilisation du réseau social Facebook dans le parcours d' apprentissage des étudiants de département de langue française à l'université marocaine afin de répondre à notre question de recherche : quel est l'apport de l'usage de Facebook dans l'apprentissage des étudiants ? Nous avons effectué une recherche qualitative pour présenter les données qui sont issues en premier lieu de traces d’activités relevées dans divers groupes d’études françaises, afin d’analyser les effets de l'usage de Facebook par les étudiants à travers leurs attitudes et leurs interactions. Et en deuxième lieu d’une interview menée avec quelques étudiants pour connaitre leurs opinions vis-à-vis de cette modalité d’apprentissage. La recherche montre que les étudiants utilisent le réseau social Facebook pour collaborer, et aussi pour échanger des informations et des connaissances avec leurs camarades