Méthodologie de la recherche

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1 Méthodologie de la recherche
Cours 1 Les activités d’un (nouveau) chercheur en EIAH M2-EIAH/DU-TICE, UPMC

2 E. Delozanne ? Maître de Conférences Informatique Paris 5 (sept. 2002)
Enseignante IHM, Algorithmique, POO, TICE, Math Paris 5, IUFM de Créteil, IUP Le Mans, Secondaire Chercheure CRIP5 (Centre de Recherche en Informatique de Paris 5) Thèse en 1992 (Université du Maine), 15 ans au LIUM Centres d’intérêts EIAH (Projets Élise, Repères, Pépite, Lingot) Design Patterns for Recording and Analysing Usage of Learning Systems (Kaléidoscope) Conception participative et le prototypage Congé pour recherches : Univ. Sydney, Télé-Univ. du Québec

3 Le projet Lingot Objectifs
Concevoir, réaliser et évaluer des environnements informatiques de diagnostic et d’apprentissage pour assister les enseignants dans la régulation des apprentissages en algèbre élémentaire 3 axes de recherche Diagnostic : projets Pépite, PépiStéréo, PépiGen, PépiClavardage, PépiAdaptatif Apprentissage : projets Amico, Aile, Cime Instrumentation de l’activité des enseignants Cadre programme Cognitique : École et sciences cognitives, MRT, Équipe AIDA, pluridisciplinaire Réseau d'excellence européen Kaleidoscope Avec le projet Lingot, nous proposons un travail de recherche dont l’objectif est de créer des assistants informatiques pour l’enseignement et l’apprentissage qui ne soient pas fondés exclusivement sur des fonctionnalités proposées mais fondés d’une part sur des recherches menées dans divers domaines pour concevoir des situations d’apprentissage qu’ils rendent possibles et d’autre part sur des modélisations informatiques qui permettent la réalisation de prototypes que l’on peut tester d’abord en laboratoire puis dans des conditions “ écologiquement valides ”. Réciproquement ces environnements informatiques permettent de valider, tester, discuter, compléter, systématiser ou infléchir les études de départ. Pour développer notre recherche, nous avons choisi un domaine d’apprentissage, celui de l’algèbre à la fin de la scolarité obligatoire, l’algèbre constituant un outil privilégié des mathématiques mais aussi un verrou d’accès à l’enseignement scientifique. Nous cherchons à articuler des recherches en informatique, en didactique et ergonomie cognitive : modéliser des cohérences de fonctionnement des élèves dans un domaine vaste adopter une « approche intégrée de la conception » i.e. prenant en compte non seulement les aspects informatiques et les aspects développements cognitifs des élèves (AI&ED classiques) mais aussi les aspects gestion de classes, cohérences sur l’ensemble d’un cycle d’études et formation des enseignants. Ces approches sont adoptées également par des chercheurs en EIAH par exemple : comme Ken Koedinger et Kaye Stacey Par exemple, Koedinger développe des tuteurs intelligents mais dans le cadre d’un curriculum et en concevant aussi les livres et textes imprimés, formation des prof. K. R. Koedinger, J. R. Anderson, Intelligent Tutoring Goes to School in the Big City, IJAIED (8), 30-43, 1997. Notre projet Lingot a été retenu dans l’appel d’offres Ecole et sciences cognitives, sur le thème Les apprentissages et leurs dysfonctionnements, du programme Cognitique du MRT, 2002

4 Georges-Louis Baron Professeur en Sc. De l’éducation, Université Paris-Descartes Chercheur au laboratoire EDA (éducation et apprentissage), ancien directeur de l’équipe TECNE à l’INRP doctorat et HDR en Sciences de l’éducation Thèmes de recherche La constitution de l'informatique comme discipline scolaire ( ), la didactique de l'informatique L'intégration des TIC dans l'éducation : approche socio-pédagogique L'informatique dans la formation des enseignants.

5 Cours 1 Présentation du module
Objectifs, travaux, évaluation, calendrier Le métier de chercheur (débutant) Point de vue informatique Point de vue sciences humaines et sociales (SHS)

6 Objectifs du module (et du master)
Point de repères sur les activités de recherche Expérimentations et validation des résultats Lectures d’ articles scientifiques Conduite d’un projet de recherche/d’une thèse Rédaction d’articles (en général, public anglo-saxon) Conseils pour un exposé scientifique Conseils pour le rapport de stage et la soutenance de stage Déontologie Travail en groupe …en EIAH Connaître des projets "emblématiques" / " historiques"

7 Méthodes Cours Lectures personnelles, état de l'art collectif
Rédaction personnelle de fiches de lecture Exposé simulant une communication dans un séminaire Doc en ligne Rapports de stage des années précédentes Fiches d’évaluation de congrès, revues Format des fiches de lectures à rendre Textes à étudier Informations diverses

8 Compétences visées Savoir Lire des textes scientifiques (en anglais)
Rédiger une bibliographie en respectant les normes Identifier les composants de base d'un article de congrès et d'un article de revue d'un exposé dans une conférence internationale Rédiger un rapport de recherche (état de l'art, stage) Préparer la soutenance du stage de recherche Préparer un exposé scientifique et un diaporama Identifier des problématiques de recherches, les revues et les conférences du domaine

9 Déroulement (cours) 3 octobre Activités d’un chercheur en informatique
Travail sur un texte : état de l'art/ Design Pattern Exposés scientifiques et lectures personnelles : choix du sujet, conseils 17 et 31 octobre travail sur les fiches de lecture 9, 16, 23 oct, 20, 27 nov, 18 déc. Cours de G.-L. Baron, 45 rue des Saints-Pères, J225 Apprentissage instrumenté, évolution des technologies de l’éducation, efficacité des technologies éducatives, questions de méthodes, approches comparatives en sciences de l’éducation

10 Déroulement (travaux personnels)
Remise par courriel des fiches de lecture et d’un premier jet de l’exposé : 20 nov. Retours sur les fiches de lecture et conseils pour la préparation de l’exposé par rendez-vous individuels. Exposés : 12 et 18 décembre Remise des fiches de lecture définitives : 19 décembre

11 Évaluation pour ce module
Fiches de lecture : Sur 8 Exposé : Sur 8 Voix, présence, attitude Prise en compte personnelle des conseils pour les exposés scientifiques Qualité du Support de l’exposé Organisation de l’exposé, compréhension du sujet Participation au séminaire : Sur 4 Évaluation hors module : rapport et soutenance de stage Articles à analyser dans les autres modules

12 Pour le 10 octobre Texte DEVEDZIC, V., HARRER, A., Software Patterns in ITS Architectures, in IJAIED, 15, (IO PRESS 2005), pp Grille de lecture Colonnes (2): idées contenues, repères sur la structure Lignes : une ligne par section Fiche de lecture (À télécharger sur le site) Partie résumé : le point de vue des auteurs du texte Partie analyse et commentaire : votre point de vue discuter par rapport au cours de M. Baron et à vos connaissances du sujet

13 Sujets d'exposés/fiches de lecture
Au choix : projets de types tutoriels STEVE, Andes, Pat-Tutor projets sur les plateformes d'enseignement en ligne Teluq, Lornet, Active-math, Ariadne, Koper travaux sur les technologies éducatives Forum, évaluation, analyse de réponses ouvertes Évaluation et modélisation cognitive QTI, Response-Item-Theory, reseaux bayésiens, projet Lingot Fiches de lecture : sur un texte de congrès et un texte de revue (liste en ligne)

14 Types de recherche en Informatique
En général : Production de modèles ou d'algorithmes Production de systèmes informatiques pour les mettre en œuvre Objectifs : Appliqué : Améliorer des performances d’un système ou des utilisateurs utilisant un système Fondamental : Améliorer les connaissances en abordant des domaines nouveaux ou des éclairages nouveaux sur un domaine

15 La recherche en EIAH http://planning.lutes.upmc.fr/masterEIAH/DocEIAH/
Contenu du master Travail dans ce module Bibliographie Grandbastien M., Labat J.-M. (eds.), Environnements informatiques pour l’apprentissage humain, Hermes-Lavoisier, 384 p. Bruillard É., Les machines à enseigner, Hermès, Paris, 1997. Tchounikine et al. 2004, Platon-1: quelques dimensions pour l'analyse des travaux de recherche en conception d'EIAH. Rapport de l'action spécifique "Fondements théoriques et méthodologiques de la conception des EIAH", Département STIC, CNRS.

16 Évaluation de la recherche
Au plan scientifique le travail des chercheurs est évalué par leurs pairs Un travail scientifique pour être reconnu doit être accepté par un comité scientifique comme publication Dans une revue scientifique Dans une conférence Chaque domaine scientifique s’organise autour d’associations scientifiques ou d’organismes officiels pour mettre en place des revues et des conférences Crédibilité : renommée du comité scientifique, longévité, patronage, sélectivité, caractère international

17 Retenir Un bon chercheur publie… Et en anglais
Avant de publier il faut commencer par lire Au début faut se forcer Mais cela vient assez vite (surtout pour la lecture)

18 Autres critères Publications
Revues d’audience internationales, Conférences internationales avec actes, Ouvrages et chapitres d’ouvrages, Brevets et licences, Actes de congrès nationaux. Encadrement doctoral Animation scientifique Direction de laboratoire, de master, d’école doctorale,d’équipe de recherche Organisation de manifestations Activités contractuelles Industriels, publics, européens Rayonnement Prix et distinctions, Comités de rédaction ou de programmes internationaux, Invitations de longue durée, Comités et instances d’évaluation. Mobilité thématique et/ou géographique

19 Conduite d’un projet de rec. en Master
Choisir un sujet Bien comprendre le contexte de travail, les objectifs et se situer par rapport à l’état de l’art, définir la problématique Le plus tôt possible Avancer sur le rapport, S’assurer que l’on a bien compris Se donner des idées et nourrir sa réflexion Réaliser le plus tôt possible des prototypes ou des maquettes : se donner des idées ou les tester Ne pas s’enfermer dans sa tour d’ivoire Travailler le plus possible en groupe, Discuter : e.g. avec des étudiants, le directeur du travail, les différentes parties prenantes Exposer ses idées, lire, écouter, regarder, essayer

20 Travail d'ingénieur/ de chercheur
Différences subtiles Ex: stage de master/ stage de fin d’études d’ingénieurs Schématiquement Un(e) ingénieur résout un problème donné dans une situation donnée Il (elle) construit une solution Un chercheur permet de mieux comprendre un problème Il formule des questions de recherche Il met en place un dispositif qui lui permet d'avancer sur ces questions Apporte quelque chose de nouveau Il discute ses résultats par rapport au travail d'autres chercheurs

21 Exemple de plan : stage fin d’étude
Présentation de l’entreprise et du sujet Lancement du projet Le Business Server et l’implémentation de l’application* Démonstration du prototype Bilan Conclusion

22 Exemple de plan : Master Recherche
1 - Contexte, objectifs 2 – État de l'art, problématique, questions de recherche 3 – Le travail réalisé 4 – Tests, validations 5 – Résultats 6 – Discussion 7- Conclusion 8- Bibliographie Annexes Rapport : Entre 3O et 50 pages Voir des exemples sur le site du module

23 Stage, Rapport et soutenance
Trois critères d'évaluation Travail réalisé pendant le stage de recherche Avis de la personne qui vous a encadré Qualité et nouveauté de ce qui a été réalisé Rapport Qualité de la rédaction, du questionnement scientifique, de la méthodologie, des résultats et de leur évaluation et enfin de leur discussion Soutenance Clarté de l'exposé et des supports Respect du temps imparti Capacité à synthétiser le travail et à prendre du recul

24 Problématique ? Se donner une problématique c'est choisir une orientation théorique, un rapport avec l'objet d'étude, i.e. articuler Un regard L'objet de ce regard Expliciter le cadre conceptuel de sa démarche Définir les principaux concepts et leurs liens Examiner les différentes problématiques possibles Reformuler son idée de départ et limiter ses ambitions Formuler les différentes questions de recherche, les hypothèses que l'on formule Présenter la méthodologie i.e. la façon de tester les hypothèses Invalider une hypothèse Conforter une hypothèse ou la reformuler

25 Le stage de recherche Rappelez-vous
Un seul membre du jury aura lu votre rapport en entier Les autres membres parcourront le rapport (intro, conclusion, bibliographie) jugeront votre travail au vu de votre exposé de soutenance Recommandations Lisez les (bons) mémoires des années précédentes Soignez l'introduction, la conclusion et la bibliographie Lisez (ou au moins parcourez) quelques thèses Stage en entreprise : faites–vous suivre aussi par un universitaire (rapport et soutenance)

26 Les fautes à éviter Organisation :
Sous-estimer le temps de rédaction du mémoire, de préparation de la soutenance Ne pas faire relire son rapport/son diaporama par les encadrants Ne pas faire une répétition de la soutenance Contenu : Pas de questions de recherche Pas de description de la méthodologie Pas d'évaluation des résultats Rapport très descriptif et peu problématisé Pas de références bibliographiques, mauvaise présentation

27 Articles scientifiques
Résumé : décrit le sujet et l’apport principal de l’article De nombreux lecteurs ne lisent que le résumé Doit permettre au lecteur de savoir si la lecture complète du papier lui apportera qqch Évaluation : en référence à ce qui a été publié au préalable sur le sujet Situer le travail par rapport à l’état de l’art (related work) “Your paper should offer readers of the proceedings, something that adds to what they could have learned from existing publications” (CHI'05) Plan type S’appuyer sur un exemple pour présenter le travail (si possible) Cf. les fiches d’évaluation et les guides de soumission

28 Lecture rapide Soignez et révisez tout particulièrement Le résumé
L'introduction La conclusion Beaucoup de gens ne lisent que ça.

29 Style Différent du style journalistique
Ex. : Les TIC facilitent la vie des gens. Preuve ? Domaine de validité de l’affirmation ? Évitez les tournures impersonnelles Interdisez-vous les : "on", "il y a", voie passive, il est nécessaire, il faut, on doit Évitez Les futurs : "paperware", le système n'existe pas "l'utilisateur doit, doit, doit " Conception centrée informaticien, système non testé, tâche prescrite (Cf. cours IHM) Parlez en terme d'hypothèse, de contraintes, de choix de conception, de fonctionnalités, de scénario de conception.

30 Écrire pour les anglo-saxons
Évitez les énumérations (puces) Phrases plus courtes Un paragraphe est composé de plusieurs phrases : introduction qui indique de quoi parle paragraphe, un développement et une conclusion On doit pouvoir lire uniquement l’intro et la conclusion en comprenant le sens général du texte Attention à la concordance des temps au passé : description d’une expérimentation au présent : les vérités générales Pas de points de suspension ni de etc. mais plutôt par exemple (e.g;)

31 Abréviations e.g. : exempli gratia (par exemple plutôt que etc.)
There are many kinds of transmission media (e.g. twisted pair, coaxial cable and fiber optics) i.e. : id est (c’est-à-dire) The hotel is closed during low season, i.e. from October to March. et al. : et alia (et autres) The method is described in an article by Feynman et al.

32 Lectures d’ articles scientifiques (1)
Choisir ses lectures : à partir des bibliographies Livres et chapitres de livres faisant une synthèse sur un sujet Bruillard É., Les machines à enseigner, Hermès, Paris, 1997. Grandbastien M., Labat J.-M. (eds.), Environnements informatiques pour l’apprentissage humain, Hermes-Lavoisier, 384 p. Beaudouin-Lafon M., Mackay W.. Prototyping Development and Tools., In J.A. Jacko and A. Sears (eds.). Human Computer Interaction Handbook Lawrence Erlbaum Associates, 2002, Recueil d’articles faisant le tour d’un sujet Delozanne E., Jacoboni P. (dir), Numéro Spécial, Interaction Homme-Machine pour la Formation et l’Apprentissage Humain, Revue Sciences et Techniques Educatives,vol. 8 n°3-4, Hermès, 2001. Thèses Articles de revues Actes de congrès Rapports de recherche, rapports techniques

33 Lectures d’ articles scientifiques
Prélecture pour juger de l’intérêt Lecture en diagonale Lecture d’un exemple pour avoir une idée claire des objectifs et des résultats des auteurs Lecture du paragraphe « related work » pour classifier le travail par rapport à ce que l’on connaît Question : comment pouvons-nous réutiliser ce travail dans nos propres recherches ? Se méfier des systèmes décrits au futur, où l’utilisateur va va va faire ceci ou cela (pas implémenté), doit doit doit doit faire ceci ou cela (pas testé) Lecture approfondie : très important Annotez, surlignez, notez à chaud ce qui vous intéresse pour pouvoir y revenir.

34 Déontologie Citez vos sources Citation : mettre des guillemets
Il est inadmissible de copier des textes sur le web sans mettre des guillemets et des références

35 Rédiger une bibliographie
Idée de base Permettre de retrouver le document référencé Norme ISO:1987 E.g. STIEG, MF. The information needs of historians. College and Research Libraries, Nov. 1981, vol. 42, no. 6, p Respectez les consignes aux auteurs de la conférence ou de la revue La revue STICEF Éditions Hermes-Lavoisier Restez cohérent : utilisez des logiciels

36 Travail en petits groupes
Souvent plus efficace que travail individuel quand on mêle travail en face à face définir des objectifs communs, résoudre des conflits (peuvent être constructifs) à distance (tél, mél, plateforme de travail collaboratif) utile pour maintenir la communication, régler des problèmes de routine, coordination, rédiger un rapport Se fixer des objectifs Laisser exprimer et développer les idées avant de les critiquer

37 Sources pour ce cours (1)
G. Tisseau (ed), Les activités d’un chercheur en Intelligence Artificielle : méthodes et conseils, rapport LAFORIA 93/10, mars 1993 Cours de John Canny (Berkley U.) Guide de soumission CHI2006 Fiches de lecture Revue TSI Revue STICEF IHM2002 TICE2004 ITS2004

38 Sources (2) Quivy R., Van Campenhoudt L., Manuel de recherches en sciences sociales, Dunod, 1995, p. 286 Doc téléchargeables pour ce module : Sites de G.-L. Baron perso : cours : Le wiki :

39 Take home messages Étudiez les différents thèmes de recherche et les différents projets des intervenants du master Assistez si possible aux séminaires et journées d’études Repérez Les associations scientifiques (adhésion étudiants prix dérisoires) Les principales revues et conférences Thèmes de recherches actuels, état de l’art Lisez un maximum Lecture active pour réutiliser vos lectures : notes, surlignage, résumés rapides Lisez en anglais Les travaux importants sont publiés en anglais Commencez à rédiger votre biblio en respectant les normes (outils)