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Nadine Mandran PIMLIG, Mars 2012.  Les expérimentations / études ◦ Système d’information ◦ Ingénierie dirigée par les modèles ◦ Interface Homme-Machine.

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1 Nadine Mandran PIMLIG, Mars 2012

2  Les expérimentations / études ◦ Système d’information ◦ Ingénierie dirigée par les modèles ◦ Interface Homme-Machine ◦ Environnement informatique pour l’apprentissage humain ◦ Les systèmes agents et les avatars ◦ L’apprentissage par renforcement ◦ La géomatique  Les méthodes des SHS et les statistiques supportent la recherche en informatique  Nécessité de créer nos propres méthodes d’investigations PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

3  Expérimenter en informatique ?  Le cycle VVV PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

4 Claude Bernard, « un savant complet est celui qui embrasse la théorie et la pratique expérimentale » 1- Il constate un fait 2- A propos de ce fait une idée nait dans son esprit 3- En vue de cette idée, il raisonne, institue une expérience, en imagine et en réalise les conditions matérielles 4- de ce résultat, résultent de nouveaux phénomènes, qu’il faut observer et ainsi de suite PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

5 NUMERIQUE Expérience VERBAL Percevoir l’existence d’un pb Dégager le pb prioritaire Déterminer la solution prioritaire Enregistrer les données et les faits Formuler Explorer Analyser le pb Analyser les causes Programmer la solution Evaluer la solution et ses effets Capitaliser le « progrès » Réflexion PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Source : Gilbert Farges, UTC Compiègne, « Démarche qualité en recherche »

6 NUMERIQUE Expérience VERBAL Percevoir l’existence d’un pb Dégager le pb prioritaire Déterminer la solution prioritaire Enregistrer les données et les faits Formuler Explorer Analyser le pb Analyser les causes Programmer la solution Evaluer la solution et ses effets Améliorer par le traitement des non conformités Réflexion PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Source : Gilbert Farges, UTC Compiègne, « Démarche qualité en recherche »

7 NUMERIQUE Expérience VERBAL Percevoir l’existence d’un pb Dégager le pb prioritaire Déterminer la solution prioritaire Enregistrer les données et les faits Formuler Explorer Analyser le pb Analyser les causes Programmer la solution Evaluer la solution et ses effets Améliorer par le traitement des problèmes Réflexion PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Source : Gilbert Farges, UTC Compiègne, « Démarche qualité en recherche »

8 NUMERIQUE Expérience VERBAL Percevoir l’existence d’un pb Dégager le pb prioritaire Déterminer la solution prioritaire Enregistrer les données et les faits Formuler Explorer Analyser le pb Analyser les causes Programmer la solution Evaluer la solution et ses effets Capitaliser le « progrès » Réflexion PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Source : Gilbert Farges, UTC Compiègne, « Démarche qualité en recherche »

9 Exprimer Percevoir l’existence d’un pb Dégager le pb prioritaire Déterminer la solution « prioritaire » Enregistrer les données et les faits Formuler le problème Explorer coté recherche : Explorer auprès des utilisateurs Analyser les « idées du terrain » Co-concevoir et Programmer la solution Evaluer la solution et ses effets Proposer des perspectives Etat de l’art : recherche, sociétal, industriel Etude qualitative : entretien focus- group Séance de co- conception, focus-group Expérimentation « instrumentée » Exprimer et Mesurer PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

10  A partir des questions ou des hypothèses de recherche  Exploration préalable : Etat de l’art, base brevet, études sociologiques, recensement  Explorer : qualitatif  Co-concevoir : qualitatif  Evaluer : Quantitatif et qualitatif PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

11  Le « Grand public » ◦ pour connaitre l’utilisation qu’ils font d’un logiciel ◦ Pour connaitre leurs habitudes et leurs opinions ◦ Pour connaitre leur vocabulaire, leurs représentations  Des professeurs, des élèves ◦ pour comprendre leur pratiques d’enseignants ◦ Pour leur faire évaluer des copies ◦ Pour connaitre leur vocabulaire  Des chirurgiens ◦ pour connaitre les connaissances qu’ils mobilisent pour réaliser une opération ◦ Pour connaitre leur vocabulaire  Des élèves ◦ Pour connaitre l’utilisation qu’ils font d’un logiciel  Des experts en informatiques ◦ Pour connaitre leur vocabulaire ◦ Pour leur faire valider des dictionnaires et des représentations PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

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13  Quoi ? Objectifs ◦ Explorer un domaine ◦ Co concevoir ◦ Evaluation  Sur quoi ? Les enjeux ◦ Applications logicielles ◦ Des modes d’interactions ◦ Des concepts ◦ Des méthodes ◦ Des langages ◦ Des formalismes  Où ? ◦ In vitro ou in situ ◦ (écologique) PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

14  Comment ? ◦ Méthodes qualitatives  Entretien individuel  Focus group  Observation  Magicien d’oz, …  Des photos, des vidéos, Des schémas Données produites : Audio, photo, schémas, des carnets de bord, ….. Analyse thématique, carte heuristique, Etude de schéma, … ◦ Méthodes quantitatives  Questionnaire quantitatif  Tests de produits  Captures d’activités, … Données produites : traces d’activités, réponse à un questionnaire, …. Analyse de stat classique, analyse séquentielle. PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Le plus souvent, mettre en place des méthodes complémentaires

15  Usages,  Utilisation, Pratiques  Fréquences,  Satisfaction,  Besoins, Attentes,  Efficacité, utilisabilité,  Appropriation,  Durée  Stratégies d’utilisation,  Traces d’activités, … PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

16  Problème posé : L’homme a toujours aimé façonné son habitat, en est il de même avec les outils techniques issus des nouvelles technologies ◦ Connaitre l’utilisation des objets du quotidien ? ◦ Connaitre l’aptitude, l’envie des personnes à composer ces outils ? ◦ Imaginer un moyen d’interaction pour composer ces services ? LIG/équipe IIHM PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

17  Qui ?  Quelles méthodes ?  Où ?  Quel matériel ?  Quelles données produites ?  Données de cadrage ?  Combien de personnes ? PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

18  Qui ? 18 ménages  Comment ? ◦ Une étude des données existantes ◦ Rencontre avec les professionnels du secteur ◦ Une étude des méthodes d’investigations présentes dans le domaine : Cultural probes ◦ Création d’une méthode appropriée LIG/équipe IIHM PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

19  Une méthode qualitative basée sur une prise de photo et des entretiens ◦ Un questionnaire sur l’utilisation de l’informatique et de la notion du bricoleur en informatique ◦ Une prise de photo 2 objets dans 5 pièces par les deux personnes du ménage :  Un utile et indispensable  Un inutile dont ils ne peuvent se passer ◦ Une discussion sur la raison du choix de ces objets ◦ Une application qui choisit au hasard deux objets et les personnes doivent imaginer qui peut être rendu par cette association ◦ PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

20  Résultats ◦ 360 idées de services rendus par le couplage d’objets  Analyse statistique sur le lien entre les fonctionnalités intrinsèque des objets et le service rendu ◦ 8 classes de besoins et l’organisation de ces classes  Analyse thématique pour faire émerger et synthétiser les types d’applications à prévoir.  Les manques ◦ Pas de vision claire du bricoleur de l’informatique ◦ La composition des services notion de transitivité ◦ LIG/équipe IIHM PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

21  Carnet de bord  Cultural Probes  Le magicien d’Oz PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 Méthodes issues de l’Anthropologie, la Sociologie, la Psychologie, des Sciences cognitives, de la Gestion, du Marketing, …… IMAGINEZ

22  Problème SI : Comment faire élaborer de manière collaborative une procédure de travail  Avant : rencontrer les acteurs du processus les uns après les autres => long et fastidieux pour les acteurs et celui qui rédige, de nombreux aller- retour  Après : méthode Isea PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 LIG/équipe Sigma

23 Elaboration, conception et tests par les chercheurs Tests avec les utilisateurs : première phase Modification par les chercheurs Tests avec les utilisateurs : deuxième phase Tests avec les utilisateurs : troisième phase Modification par les chercheurs Méthode (T1) et Application (T2) PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 LIG/équipe Sigma

24  Comment : un entretien pour connaitre les acteurs, des focus group pour tester et améliorer la méthode. LIG/équipe Sigma PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

25  Analyses produites ◦ Le premier entretien donne le nom des acteurs et éventuellement des premières pistes ◦ A partir de l’observation du comportement des utilisateurs dans les focus group, recueillir la compréhension de la méthode. (mise à plat de la procédure) ◦ Lors des phases deux et trois, analyser par observation leur niveau de compréhension du graphe BPMN produit et la compréhension de la suite de la méthode. (difficultés sur la procédure, améliorations) PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012 LIG/équipe Sigma

26 PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

27  Problème IHM : Une application avec des nouveaux modes d’interaction sur iPhone  Comment : protocole « classique »  Un groupe contrôle avec l’application iPhone classique et un groupe par mode.  Environ 10 personnes par mode soit 30 personnes  Capture des gestes sur l’interface : temps de réalisation d’un geste et précision de ce geste  Analyse statistique « classique » avec comme hypothèse : les nouveaux modes d’interactions sont meilleurs en terme de précision et rapidité  Questionnaire sur les habitudes et les usages de l'iPhone avant l’expé  Questionnaire de débriefing sur les perceptions de ces nouveaux modes : utilisabilité Brookes 93 (SUS), … LIG/équipe IIHM PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

28  Variables de contrôles ◦ Genre, signe, âge, spécialité  Facteur expérimental ◦ Mode d’interaction : time over, touch over, apple touch  Variables mesurées ◦ Les actions : temps de réalisation d’un geste et précision de ce geste ◦ La succession des clics : traces d’activités PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

29  Variable dépendantes (à expliquer) ◦ En général les variables mesurées  Le type d’actions  Le nombres d’actions  La précision, ….. ◦ Mais aussi de nouvelles variables créées à partir des variables mesurées  La durée entre chaque actions  Variable indépendantes (explicatives) ◦ En général, le facteur expérimental  Le type de mode d’interaction ◦ Mais aussi les variables de contrôle  Genre, signe, âge, spécialité ◦ Ou de nouvelles variables créées à partir des variables mesurées ou de combinaisons des facteurs expérimentaux ou des variables de contrôles  Combinaison genre et Spécialité : « Femme âge 25 ans » «Homme âge 25 ans » PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

30  Variable quantitative ◦ Mesurable ◦ Ayant une unité, un étalon ◦ Le nombre de cette mesure à du sens ◦ Possibilité de faire des opérations mathématiques ou des mises en classes  Exemple : le nombre d’actions, la durée des actions, ◦ Un cas particulier les variables ordinales, les séries chronologiques  Variable qualitative ◦ ne relèvent pas d’un processus comptable ou numérique ◦ n’ont pas d’unité de mesures ◦ ne sont pas des nombres, si c’est le cas ce nombre n’a pas de sens quantitatif ◦ Les valeurs de la variable sont des modalités  Exemple : Genre : 2 modalités Homme et Femme, Diplôme : 3 modalités : inf au bac, bac, bac et plus, Spécialité : informatique, didactique, autre ◦ Possibilité de faire des regroupement de modalités ◦ De mettre en classes une quantitative => la rendre qualitative  Variable séquentielle ◦ le contenu s’inscrit en séquence : le cas des traces d’activités sur une interface ◦ « time-codée », ou « ordonnés » (ordre des actions, temporalité, fréquence) ◦ associée ou non à des paramètres qui viennent préciser l’action PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

31  Datamining …. ? PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

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33 Production de données Validation des données Analyse des données Interprétation des résultats

34 PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

35  Pourquoi ? ◦ Pour étudier sur le long terme des pratiques afin de concevoir des applications et les évaluer  Objet d’étude : Une application pour le suivi des élèves dans une classe de TP d’électricité, Qui ? Des profs de physiques  Autre objet : Une application pour l’apprentissage de la chirurgie orthopédique ? Qui ? Des chirurgiens, des étudiants en médecine PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

36  Explorer : 4 Profs « experts » ◦ Recenser les pratiques des enseignants de Physique ◦ Repérer les scénarios pédagogiques utilisés ◦ Connaitre les pratiques en termes de suivi d’une classe  Co concevoir une application : 4 Profs « experts » ◦ Faire une maquette, La faire évaluer ◦ Proposer un prototype, Le faire évaluer  Evaluer l’application : 15 profs « autres », 15 étudiants ◦ Mesure des pratiques ◦ Formation au scénario pédagogique ◦ Formation au logiciel ◦ Test du logiciel ◦ Utilisation => traces d’activités ◦ Questionnaire sur l’utilisabilité LIG/équipe METAH PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

37  Un besoin d’explorer important pour innover dans les recherches en intelligence ambiante  De disposer de méthodes d’investigations  Un « coût » différent selon les types d’études ◦ Evaluation : rapide à réaliser, permet des mesures quantifiées plus prisées dans les publications ◦ Exploration et co-conception sont « chronophages » PIMLIG, N.MANDRAN Mars 2012

38 Problématique de recherche Etat de l’art Proposition de recherche Concept – méthode – logiciel Phase expérimentale SHS Analyse des résultats Publication des résultats Conception et réalisation d’un prototype Déploiement, finalisation du prototype Communication, valorisation Ecole doctorale. N.Mandran 2011


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