Interfaces pour supporter l’apprentissage

Présentation au sujet: "Interfaces pour supporter l’apprentissage"— Transcription de la présentation:

1 Interfaces pour supporter l’apprentissage
Aude Dufresne Professeure Département des Sciences de la Communication Université de Montréal Interfaces pour l'apprentissage à distance: Cohérence, Flexibilité, Support, Appropriation et Adaptation La présentation s'inscrit dans le cadre de recherches sur le design d'interfaces pour l'apprentissage à distance. Ainsi de plus en plus de contenus d'apprentissage sont diffusés sur médias électroniques et/ou diffusés sur l'Internet. La question se pose alors, au-delà de des contenus et de la pédagogie utilisée, qu'est-ce qui au niveau des interfaces et de l'interaction, selon les principes d'ergonomie cognitive, peut améliorer l'utilisabilité pour l'apprentissage. En effet, plusieurs aspects des recherches sur le design d'interfaces sont à considérer: les problématiques entourant l'intégration des outils aux tâches, le support à la navigation, le niveau de contrôle laissé à l'apprenant, la nécessité de fournir une rétroaction et de soutenir la motivation sont parmi les aspects, qui ont une incidence particulière pour le design d'environnements d'apprentissage. Au-delà de la facilité d'utilisation, la nécessité pour ces environnements de favoriser la construction de connaissances, suggère également d'intégrer un certain nombre de fonctionnalités favorisant la rétention, l'appropriation des contenus par des annotations et la réorganisation des connaissances. Enfin les interfaces adaptables ou adaptatives peuvent être une solution pour fournir à l'apprenant un environnement qui s'adapte à son niveau et à son style d'apprentissage, répondant ainsi aux principes même du constructivisme.

2 Aujourd’hui Imaginer des interaction pour faire apprendre
Écoles, éducation à distance, Internet… Musées Services publics..vos droits, procédures à suivre Documentation des logiciels Support à la clientèle En quoi est-ce différent ? Besoin d’information à rencontrer Méconnaissance de l’usager Contrôle des apprentissage intrinsèque ou pour adapter le soutien Qu’est-ce qu’enseigner ? Un prof vs un système informatique…

3 Un prof vs un système informatique…

4 Un prof vs un système informatique
Comment remplacer ou compléter un prof ? ..

5 Une interface vs un prof ?
Comment reproduire ou compléter la relation Prof - élève

6 Une interface vs un prof ?
Comment rendre l’interface transparente ? Comment soutenir l’intérêt ?

7 Une interface vs un prof ?
Comment rendre l’interface utilisable et transparente ? Comment soutenir l’intérêt ? Comment susciter la construction des connaissances ?

8 Une interface vs un prof ?
Comment rendre l’interface utilisable et transparente ? Comment soutenir l’intérêt ? Comment susciter la construction des connaissances ? Comment faire pour qu’ils retiennent quelquechose ? ? ? ? ? ?

9 Une interface vs un prof ?
Comment rendre l’interface utilisable et transparente ? Comment soutenir l’intérêt ? Comment susciter la construction des connaissances ? Comment faire pour qu’ils retiennent quelque chose ? Comment le faire pour chacun d’eux ?

10 Nous allons discuter Théories sur l’apprentissage - mise en pratique
Les implications de la théorie de l’activité sur le développement de systèmes pour l’apprentissage Types de systèmes d’apprentissage le soutien à la motivation la flexibilité et l’adaptation aux différents styles d’apprenants Atelier - Quelques cas types Quelques situations d’apprentissage Comment concevoir ou améliorer ce qui existe

11 Théories, appro ches et dimensions pertinentes aux environnements de soutien à l’apprentissage
Humaine Intelligence Sociale Apprentissage Personnalité Motivation Auto-régulation Action située Imitation Contexte Constructivisme Théories de l’activité Approche contextuelle Action Interactivité Tutoriels intelligents

12 Théories sur l’apprentissage
Qu’est-ce qu’apprendre ? Comment apprend -t-on ? La pédagogie suggère des façons d’enseigner, mais l’apprentissage reste un processus individuel La compréhension suppose que l’apprenant intériorise, qu’il reconstruise ce qui lui est exposé et même plus Qu’est-ce qui les pousse à apprendre ? Quels systèmes et quelles interactions aident ?

13 Apprendre, c’est … développer sa compréhension des choses
s’adapter, s’améliorer extraire d’une expérience ce qui est important organiser les informations d’une façon utile et générale apprendre les solutions que d’autres ont trouvées apprendre c’est aussi ...pratiquer Piaget accommodation et assimilation répéter, généraliser, transférer...devenir meilleur

14 Apprendre, c’est … Assimilation: Répéter une solution connue dans toutes les situations où elle s’applique. Associer la réalité à la théorie Réalité théorie Réalité ATHERTON J S (2003) Learning and Teaching: Assimilation and Accommodation  [On-line] UK: Available: Accessed: 26/10/2004

15 Réalité théorie Réalité
Apprendre, c’est … Accommodation: Développer une nouvelle solution (inspirée des anciennes) face à une situation nouvelle Développer une théorie inspirée de la pratique Réalité théorie Réalité

16 Apport des théories constructivistes
La connaissance ne se diffuse pas, elle se construit L’information est diffusée, mais c’est le traitement de l’information qui permet la construction des connaissances La connaissance se développe dans l’action, l’apprenant doit être actif, ce sont ses activités qu’il construit spirale - difficulté graduée Faire dépasser les conceptions erronées conflit cognitif (trouble maker, Aimeur et Frasson)

17 Comment organiser le contenu à apprendre
Apprentissage des modèles mentaux ex.Composantes d’un ordinateur Apprentissage procédural ex. montrer les séquences, les procédures Ex. Aide dans Photoshop Bastien, et al. 95 L’information dans un environnement hypertexte d’apprentissage doit être organisée de façon rationnelle (en fonction du domaine, indépendamment des actions et des tâches) et non pas de façon fonctionnelle (liées à la réalisation d’une tâche)-

18 Comprendre phénomène d ’apprentissage
Environnement d ’apprentissage basé sur la structure des activités (structure fonctionnelle) Comprendre phénomène d ’apprentissage Lire Faire un résumé Chapître 3 Partager Faire synthèse Critique du chapître Forum Travail d ’équipe

19 Stratégies cognitives Stratégies behavioristes
Environnement d ’apprentissage basée sur la structures des connaissances ou concepts (structure rationnelle) Apprentissage Compréhension Mémorisation Motivation Stratégies cognitives Attention Stratégies behavioristes Action située Échaffaudage

20 Apport des théories sur l’apprentissage
Behaviorisme Étude objective du comportement, refusant l'introspection, ramenant les conduites à une chaîne de comportements observables Doctrine en psychologie qui limite son champ d'étude aux seuls comportements extérieurs, enregistrables et mesurables, et tente d'établir des lois entre les stimuli et les réactions. Conditionnement stimulus-réponse Effet de la pratique Rôle de l’exploration Renforcement positif > renforcement négatif Qu’est ce qui correspond à une récompense ? Quels sont les stimulus qui ressortent, qui sont répétés ?

21 Apport des théories sur l’apprentissage
Cognitivisme Importance de la réflexion, de la rationalisation dans le procesus d’assimiliation L’activité de l’être humain se base sur des représentations mentales. Ces représentations sont en fait des reconstructions personnelles de la « réalité » par le sujet sur la base des afférences de ses systèmes perceptifs et des connaissances antérieures. renforcement intrinsèque > renforcement extrinsèque Je comprends, l’ordinateur fonctionne > J’ai des sous, des points Appropriation On intègre l’information en fonction des besoins, des choses qu’on connaît importance de pouvoir ajouter des notes, de reformuler, de classer les contenus.

22 Est-ce tout ? Apprendre est-ce seulement construire
des structures conceptuelles ? des séquences de comportement ?

23 Apprentissage par imitation - Bandura (1986)
L’apprentissage est naturel..pourquoi et comment apprennent les enfants en réalité Qu’est-ce qui déclenche et soutient l’apprentissage Il ne faut pas négliger les Processus d’observation, d’imitation, de pratique. Enfin l’intérêt, l’attention, la valorisation sont essentiels pour soutenir l’apprentissage

24 Apprentissage par imitation - Bandura (1986)
Plusieurs facteurs jouent

25 Approche sur les motivations
Qu’est-ce qui motive les gens ? qu’est-ce que la connaissance vient y faire... On distingue différents niveaux de motivation, différents besoins à satisfaire.

26 Motivation et besoins…
Théories de la motivation - Hull Qu’est-ce qui motive les gens qu’est-ce que la connaissance vient y faire.. Hiérarchie des besoins de Maslow (1954) Besoins pouvoir accomplissement estime de soi sociaux et d’affiliation sécurité physiologiques

27 Les besoins déterminent ce qui nous intéresse
Il faut suivre la pyramide des besoins, mais là encore tous les individus ne suivent pas le même moule. Pour certains la sécurité prime être sûr de passer l’accomplissement faire ce qu’ils veulent le pouvoir faire le contraire la socialisation faire comme les autres

28 La motivation à apprendre passe souvent par la valorisation de
l’importance dans la vie de tous les jours la reconnaissance par les autres la progression personnelle la créativité et l’autonomie personnelle l’attribution de rôle, d’indépendance, de pouvoir sur soi De façon générale, il faut permettre à tout le monde de réussir quelque chose des réalisations communes, pour la socialisation Les besoins font ressortir à quel point les relations personnelles sont importantes dans l’apprentissage.

29 Pourquoi les personnes sont-elles importantes ?
Parce qu’elles viennent reconnaître notre accomplissement “Le savoir est un ensemble de connaissance socialement reconnu” Si personne n’approuve on n’est pas certain de savoir La compétition ou la collaboration sont essentielles pour donner cette rétroaction sociale à notre apprentissage pour fournir une rétroaction et une évaluation sur ce qu’on a appris.

30 En somme Pour avancer , il faut savoir où on va savoir quoi faire
pouvoir le faire savoir si on avance ...prof...autres...modèle... essayer plus d’une fois être valorisé pour le faire Les autres sont un point de repère, un renforcement essentiel pour nous inciter à nous améliorer.

31 Apport des théories sur l’action située ou approches contextuelles
“définir une action comme située signifie que l’on doit concevoir l’organisation de l’action comme un système émergent in situ de la dynamique des interactions “ Conein et Jacobin 94 “la situation d’une action peut être définie comme l’ensemble des ressources disponibles pour véhiculer la signification de ses actions et pour interpréter celles d’autrui” Suchman 87 La connaissance se développe en relation avec un contexte Le multimédia favorise l’ancrage dans le contexte, i.e. il rend le contexte explicite et favorise la mémorisation Le savoir est un ensemble de connaissances socialement acceptées - nécessité d’une validation, d’une reconnaissance La coopération est-elle un pré-requis de la contextualisation ? Au delà du contexte.. Abstraire du contexte à un niveau méta. Multiples exemples, extension des concepts et transfert

32 Apport de la théorie de l’activité
La connaissance pour la connaissance c’est absurde Qu’est-ce qui nous fait agir ? On n’agit pas sans raison, le contexte et l’objectif sont importants L’action s’articule ainsi... Quête Exploration Reconnaissance Pourquoi ? incitation but Comment? Réalisation et ajustement Valorisation Approbation sociale

33 Théorie sur l’activité
Ziegler et Linard, Linard Exploration Reconnaissance Quête Pourquoi ? Garder visibles les objectifs Complexité acceptable susciter l’engagement Quoi ? Comment ? Possibilités en contexte Manipulation directe Flexibilité, activité Méthode d’utilisation Rétroaction Métacognition savoir si on avance Spirale Répétition Acquisition d’expertise Rétroaction, Fermeture Se comparer aux autres Se comparer à un critère Avoir des contacts sociaux Créer quelquechose Compléter

34 Théorie sur l’activité - fournir les outils, la présence
Objectifs clairs et contextualisés Contrat - choix d’un sujet, date limite Accès aux informations, aux outils Méthode pour savoir comment faire Partir de ce qu’ils savent faire Rétroaction régulière venant de la situation, des autres Savoir où en sont les autres, partager la progression

35 Implications pour la formation
Pour qu’ils apprennent, il faut placer les apprenants dans des situations où ils feront des expériences la réponse sera utile ou importante ils pourront évaluer ce qu’ils ont fait ils pourront ajuster leur réponse les éléments importants seront mis en relief si la réponse a du être donnée, ils devront la généraliser ils pourront pratiquer, démontrer et profiter de ce qu’ils savent

36 Par exemple - pour apprendre l’histoire…
On peut organiser les informations de façon utile le Québec, l’actualité trouver ce qu’il faut faire à partir de ce qui a déjà été fait écrire un reportage expérimenter, explorer fournir plus de matériel que nécessaire étendre l’activité sur plusieurs cours Permettre d ’évaluer ce qui est fait mettre en équipe, confronter à l’actualité, faire un débat mettre ce qui est important en relief insister sur la synthèse monter une expo, une affiche, un résumé pour le journal généraliser appliquer, apprendre de ce que les autres ont fait

37 Théories sur la motivation et l’auto-régulation
À la base de la motivation La curiosité, l’intérêt Se fixer des buts, des standards à atteindre (atteignables) En fonction de la perception de son efficacité

38 Support à l ’apprentissage Linard
Médiatisation Opération de codage et de diffusion d ’un message Médiation Transaction sociale d ’une agent intermédiaire Plus constructiviste et interactionniste Comment concevoir des systèmes appropriés ? Si on considère les dimensions idiosyncratiques et le contexte…laisser le contrôle à l ’usager.

39 Étude des transactions visant à développer des connaissances Bruner 82
dans les relations mère - enfant Attention focusing - Attirer l’attention Modelling - Donner l’exemple, montrer comment Cueing - Donner une indice de la solution scaffolding - Étaler la difficulté, découper la tâche raising the ante - Développer à partir de ce qu’on vient d’apprendre pour aller plus loin (extension) instruction - Dernière phase, explication lorsque l’action est finie Supporter les stratégies naturelles de navigation Positionnement par rapport à une référence Établir une route Survol

40 Interactivité et types d’environnements informatisés d’apprentissage
EAO - Enseignement assisté, enseignement programmé EAIO - EAO avec composante de diagnostic et d’intervention - analyse des réalisations et des erreurs Simulations - Offre niveau concret et parfois abstrait de représentation des éléments du problème - reproduit ou transpose le contexte - permet de les faire jouer et de “voir” le résultat. Exemple en Physique Training Wheel - Simulation à complexité graduelle (scaffolding) Race to Mars (IBM seulement) Exemple Environnement de planification - simulation mais structurée selon les buts et les intentions - supose l’apprentissage d’un double language - permet de guider l’apprenant

41 Modèle d ’environnement d ’apprentissage intelligent
Objectifs Réalisation des objectifs Modèle de la tâche Modèle de l ’apprenant Modèle de communication Interface Modèle du tuteur Stratégies pédagogiques

42 Environnement d ’apprentissage basée sur la structures des connaissances (structure rationnelle)
Ergonomie Cohérence Support Contrôle Dénomination Métaphore Rétroaction Flexibilité Visibilité Réversibilité

43 Si l ’environnement est structuré, le modèle de la tâche est dans la structure le modèle de l ’usager = superposition (overlay model) Ergonomie Cohérence Support Contrôle Dénomination Métaphore Rétroaction Flexibilité Visibilité Réversibilité

44 Limites au soutien intelligent à l’apprentissage
Environnements de simulation - didactique Moins générique Pas toujours possible Aide y est souvent peu utilisée (Johnson - Help is not fetch) ou dérangeante Interfaces adaptatives utilisant un modèle superposé de l ’apprenant. Soutien est réduit à la rétroaction et au contrôle de la navigation. Très peu de nuances sur le contexte La navigation ne suffit pas pour construire un réel modèle de l ’apprenant. Visibilité du modèle de l ’apprenant ? Souvent abstrait, reste extérieur à la tâche

45 Le modèle du tuteur et le modèle de communication ?
Étaler la matière dans le temps Rappeler les objectifs Vérifier les échéances Aider les retardataires Valoriser l ’autogestion par l ’apprenant Susciter la compétition Susciter l’action Communication Rappeler - texte, voix, non-verbal Montrer à l ’écran Suggérer collaborateur Cacher ou montrer des éléments du modèle Rétroaction sur la progression, l ’urgence, l ’activité des autres Insérer des agents profs ou collègues

46 Pièces TeleLearning Yeux

47 Map

48 Scénarios Activités

49 The briefcase folders applications documents all mixed....

50 Results Lots of ergonomical problems… Wrong words (registered vs save)
too many operations, Nesting of operations - create database before creating annotations Not enough training of tutors- revise mode in word, technical problems Using the right tool in context - forum vs mail

51 Quelles sont les activités à supporter ?
Accéder à plusieurs documents - lecture, consigne, critères de correction, tests Lire en général, en détails. Se faire aider, prendre des notes, savoir ce qui reste à faire Étudiant Favoriser la construction des connaissances Organiser l’accès aux ressources Aider, supporter la motivation, “brasser” Coordonner les équipes. Prof

52 ExploraGraph pour faciliter l’interaction
Navigation basée sur les modèles conceptuels - activités, compétences, documents Modèles usagers et de groupe Visibilité Propagation Rétroaction Exploratoire Accès au Gestionnaire de Ressources Métadonnées Recherche Gestion des droits Intentions

53 Styles cognitifs et apprentissage
Visuel ou auditif Goût du risque Autonomie Dépendance de champs Etc… Les styles cognitifs sont des traits de personnalité, Ils peuvent être mesurés avec des instruments de façon fiable Les styles rendent compte de la diversité, ils représentent les extrêmes.

54 Styles d ’apprenants et styles de soutien Martinez 2000; Martinez et Bunderson, 2000
Différents styles d’apprenants Intentionnel Autonome motivation intrinsèque, long terme effort selon ses intérêts Conformiste Peu autonome motivation extrinsèque, normative effort minimal, cherche soutien Performant Motivation extrinsèque - compétitif, normatif Effort Peu autonome Résistant Peu d ’effort Autonome Motivé à faire le contraire

55 Styles d ’apprenants et styles de soutien
Différents types de soutien Fournir des modèles stéréotypés répondant aux besoins des différents styles d ’apprenants Professeur distrait Passif (rarement), personnel intentionnel sur demande - donne beaucoup de détails motivation intrinsèque décrit concepts plutôt que procédures Contexte = connaissance acquise ou à acquérir Gérant Autoritaire, pas de report des activités performant rétroaction, impersonnel motivation extrinsèque = notes, compétition décrit procédures Attend de l ’autonomie, compare aux autres Contexte = date, compétition, résultats

56 Styles d ’apprenants et styles de soutien
Différents types de soutien Religieuse Beaucoup de rétroaction conformiste Décrit procédure, motivation intrinsèque Contexte = date, modèle usager Hacker Personnel, Actif résistant Description hors tâche Motivation sociale Contexte = début, inaction, autres Offrir des modèles différents, caractériser les apprenants et étudier leurs préférences Valider et généraliser les modèles de soutien

57 Cas types d’environnements d’apprentissage
Apprentissage technique et support Faire un guide sur comment brancher enregistrer une émission en différé Apprendre en ligne sur WebCT Comment ça ce compare à la situation traditionnelle ? Pour chacune des dimensions que peut-on améliorer Les forums dans WebCT Comment s’en servir Que rajouter selon la théorie de l’activité ? Éducation en santé Site pour amener les gens à arrêter de fumer ? Dans un musée Quelles bornes interactives avez-vous remarquées, pourquoi ? Avez-vous appris ?

58 Présentation Appliquer le modèle dans un environnement commercial Sciences en jeu – CREO Inc : Un environnement d’Apprentissage des sciences accessibles en ligne. Explorer un monde virtuel. Apprentissage situé. Intérêt des parents et des professeurs de l’utiliser et de savoir ce qui se passe. Pas juste suivre progression fournir du soutien.

59 Contexte de la recherche
Importance d’intégrer les technologies avec l’activité en classe Importance d’utiliser les ressources web pour favoriser l’apprentissage par l’action individualisé. Supporter le rôle du professeur qui est changé. Supporter les élèves qui travaillent seuls et ont besoin d’être encouragés et aidés. ? ? ? ?

60 Contexte de la Recherche
Applications interactives permettent de donner un soutien individualisé. Supporter non seulement la compréhension mais la motivation en différents contextes: succès échec, branchement, échéance approche, retard, etc. Support à la motivation : Théories motivationnelles, Mais aussi tenir compte des préférences sur la façon d’apprendre: autonomie, suivre les règles, compétition, etc.

61 The Game for Science Environment
Science en Jeu: Apprendre la chimie en préparant de la pâte à dents Apprendre les mathématiques en servant à la quincaillerie Apprendre la génomique avec les gnomes. Apprendre la physique et la mécanique à l’usine de recyclage Apprendre l’écologie, la physique du sport, espace, etc. Définir un système pour suivre la progression des élèves Définir le soutien en utilisant les données d progression.

62 Suivre la progression des apprenants
Nous avions accès à la progression dans les activities Intégrer la progression dans la representation de la structure des connaissances prévues au programme du ministère d’éducation Selon la progression dans les activities, le parent et les professeurs peuvent voir la progression d’un individu dans les concepts. Professeurs peuvent explorer le lien entre activités et concepts et choisir une tâche pour leurs étudiants. Définir des tâches avec un calendrier.

63 Structures des quêtes et desétapes
Pas de contraintes de prérequis dans plusieurs situation

64 Structures des étapes et des concepts
Il faut décrire les structures de concepts

65 Structure des connaissances Programme du Mels Mathématique
Plusieurs domaine de concepts Permettre de construire graphiquement les structures de concepts. Dans les quêtes quels concepts à chaque étape ?

66 Exemples …

67 Pour chaque étape lier à des concepts
Lien avec niveaux scolaire Présentation surface lié à culture Votre structure Plusieurs étapes pour un concept.. Plusieurs concepts pour une étape.

68 Describe structures of concepts
Many domains of concepts in one Quest Many activities for some concepts

69 Building a System to Monitor progression of learners
From the Game For Science system we could extract and represent the progression of students in the structure of activities in the different quests. The teacher can choose a group of reference (class) and a student and compare their progressions He can ask to see recent activities and progression for a given period He can choose conceptual structure like mathematics and look at the progression related to the activities the student did in the environment. The teacher can choose an activity and define it as a task with a deadline for his students to do. Suggest activity. Complete in class.

70 Design a support system to motivate students
Définir le soutien en fonction des styles cognitifs (Martinez, 2003) Quatre coaches pour les différentes personnalités : intentionnel, conformiste, performant, résistant. Different formes mais aussi different messages de soutien.

71 Define Personalized Support in Game for Science
We developed a Generic environment to associate help and messages to encourage student in his learning depending on the Context. At the beginning a questionnaire to diagnosis the student learning style (adapted from Martinez 2001 questionnaire). We use the weights she established for the diagnosis learning styles on 1500 learners.

72 Define Personalized Support in Game for Science
We developed a system to easily define rules to give messages of support depending on the context and the learning style. The support messages appear inside Game for Science for each independent student.

73 Define Personalized Support in Game for Science
We developed a system to easily define rules to give messages of support depending on the context and the learning style. The support messages appear inside Game for Science for each independent student.

74 Define Personalized Support in Game for Science
We developed a system to easily define rules to give messages of support depending on the context and the learning style. The support messages appear inside Game for Science for each independent student.

75 Evaluation etobjectifs de la recherche
Experimentation avec une classe. Le professeur donne des tâches et utilise l’environnment pour suivre la progression dans la classe. Évaluation par les étudiants Appréciation de Science en Jeu Appréciation de Science en Jeu. Attitude face à l’apprentissage Evaluation par le professeur et les parents qui le désirent de l’environnement de supervision .

76 Objectifs de la recherche
Améliorer l’intégration avec l’activité en classe Design and expérimentation des différents environements : Définir les liens entre activités et les concepts. Monitoring de la progression et l’assignation de tâche en contexte Définir le soutien à la motivation selon le contexte. L’utilisation des avatars pour motiver les étudiants Téléchargements liés au cours

77 Chemistry in Laboratory

78 Hardware Store

79 Genomic with the Gnome

80 Mechanic in a recycling factory.