C'est avec le plus grand plaisir que je vous invite à la soutenance de ma
thèse intitulée « Diagnostic cognitif en EIAH : Le système PépiMep »
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Date et lieu :
Mardi 14 Décembre 2010 à 9h00
Au LIP6 (4 Place Jussieu 75005 Paris), Tour 26, 1er étage, couloir 25-26,
salle Louis Laurière, salle 101
Vous êtes également invité au pot qui suivra.
Plan d'accès : http://www.lip6.fr/informations/comment.php
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Le jury est composé de :
Président :
Patrick Brézillon - Professeur Informatique, UPMC
Rapporteurs :
Agathe Merceron - Professeur Informatique UTH, Berlin
ean-Pierre Pécuchet - Professeur Informatique, INSA Rouen
Directeur :
Jean-Marc Labat - Professeur Informatique, UPMC
Encadrante :
Elisabeth Delozanne - Maître de conférences Informatique, UPMC
Examinatrice :
Brigitte Grugeon - Professeur, université Jule Vernes
Invité :
Sébastien Hache - Association Sésamath
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Résumé
L'objectif de notre travail est de concevoir un système de diagnostic
automatique fiable utilisé à grande échelle sur une plateforme
d'enseignement en ligne dans le domaine de l'apprentissage de l'algèbre
élémentaire. Ma thèse s'est déroulée dans le cadre du projet Lingot,
projet de recherche pluridisciplinaire regroupant, des informaticiens, des
didacticiens des mathématiques, des psychologues ergonomes, des
enseignants et des formateurs d'enseignants. Ce projet a deux objectifs
fondamentaux. Le premier consiste à concevoir des EIAH (Environnements
Informatiques pour l'Apprentissage Humain) pour aider les enseignants à
gérer la diversité cognitive des élèves pour l'apprentissage de l'algèbre
au collège. Le deuxième objectif est de fournir aux chercheurs des
dispositifs d'observation pour étudier, sur le long terme, les résultats
d'apprentissage des enseignements dispensés.
Notre apport est double : d'une part il porte sur l'évaluation du
diagnostic et l'amélioration de sa qualité et, d'autre part, il propose un
diagnostic adaptatif. Enfin notre système a été mis en œuvre sur la
plateforme de l'association Sésamath utilisée par des milliers
d'enseignants et d'élèves.
Le problème principal qui nous concerne, en tant qu'informaticien, est
celui du mode d'inférence des descripteurs de la compétence d'un apprenant
à partir des données recueillies lors d'un test diagnostic. Le processus
de diagnostic se décompose en deux étapes : un diagnostic local qui
consiste à analyser chaque réponse d'un élève, et un diagnostic que nous
qualifions de global qui consiste à détecter des cohérences dans les
réponses des élèves afin de dresser un bilan des compétences qui ont été
détectées. Nous avons, à partir de premiers prototypes, mis au point un
modèle conceptuel et un logiciel, PépiMep, qui le met en œuvre. Dans un
premier temps, PépiMep recueille des réponses ou des raisonnements
algébriques sur une plateforme d'enseignement en ligne, puis, dans un
deuxième temps, PépiMep analyse ces réponses en prenant en compte non
seulement leur degré de validité mais aussi leur caractérisation sur
plusieurs dimensions. Cette analyse s'appuie sur un logiciel de calcul
formel développé par l'équipe. Enfin PépiMep construit un bilan cognitif
qui caractérise la compétence de l'élève, en établissant des leviers pour
l'apprentissage et des fragilités à faire évoluer, et qui le situe sur une
échelle de compétence. Nous avons mis en place les modèles de données et
le système qui les interprète.
Nous nous sommes enfin penchés sur le problème de mettre au point un
diagnostic adaptatif pour minimiser le temps de passage du test
diagnostic. Ce diagnostic s'appuie sur le modèle markovien de décision
séquentielle.
Pour mener à bien notre travail de recherche, nous avons adopté une
démarche fondée sur le prototypage et sur l'analyse de corpus de réponses
d'élèves obtenus à partir de prototypes. Nous avons mis en place des
outils pour faciliter l'analyse de ces données par des experts humains
(enseignants et didacticiens des mathématiques dans notre cas) et la
comparaison entre le diagnostic automatique et celui d'experts ou de
professionnels humains. Les résultats de cette comparaison montrent que
notre système permet de faire instantanément un travail qui prend
plusieurs heures à un expert humain, selon un taux de concordance avec
l'expertise humaine qui est supérieur aux taux d'accords entre experts
humains avant discussion pour établir un consensus sur un corpus de
référence.
Bien cordialement
Aso DARWESH
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