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Problématique de l’acquisition des connaissances pour des EIAH fortement orientés connaissances : vers un outil auteur pour le projet AMBRE

Discipline : thèse en informatique, avec ouverture pluridisciplinaire
Encadrement : Nathalie Guin (LIRIS, Lyon) et Vanda Luengo (LIG, Grenoble)
Financement : région Rhône-Alpes, pour une durée de 3 ans (début rentrée 2013)

Mots-clés : EIAH, outil auteur, acquisition de connaissances, enseingnement de méthodes, modèles de connaissances

Résumé du sujet :
Le domaine de recherche des EIAH (Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain) a pour objectif la conception d’outils informatiques destinés à susciter, accompagner et personnaliser l’apprentissage. Nous nous intéressons particulièrement aux EIAH fortement orientés connaissances, souvent appelés « tuteurs intelligents ». Ces environnements informatiques sont organisés autour de modèles des connaissances du domaine objet de l’apprentissage, de modèles destinés à diagnostiquer les connaissances et les difficultés de l’apprenant, et de modèles de stratégies pédagogiques permettant d’adapter l’enseignement au profil de chaque apprenant.
La conception et la réalisation d’EIAH, et en particulier de tuteurs intelligents, est un processus long et couteux. De plus, les EIAH réalisés ne conviennent pas forcément aux attentes de chaque enseignant. La conception d’outils auteurs permettant à des enseignants de construire eux-mêmes l’EIAH correspondant à leurs besoins dans le domaine qui les intéresse permet de répondre à ces deux problèmes.
Les recherches menées jusqu’à présent sur les outils auteurs tant au niveau national qu’international proposent des environnements destinés aux enseignants pour la création de parcours pédagogiques composant des ressources existantes et répondant à diverses stratégies pédagogiques, ou pour la création d’EIAH fondés sur des simulations. Les EIAH produits par ces outils auteurs ne reposent pas sur des modèles de connaissances riches et en conséquence offrent à l’apprenant des interactions limitées.
Les travaux menés à l’Université Carnegie Mellon à Pittsburgh sur les « Cognitive Tutor Authoring Tools » (CTAT) proposent des outils auteurs pour la conception d’EIAH fortement orientés connaissances que sont les « model tracing tutors ». Ces tuteurs sont fondés sur une application pas à pas de règles procédurales dans une tâche de résolution de problème, et ne peuvent donc pas s’appliquer à tous les domaines, et en particulier ne peuvent pas répondre à la question de l’enseignement de méthodes.
L’enseignement de méthodes pour la résolution de problèmes consiste à apprendre à l’élève à raisonner sur le problème avant d’entamer sa résolution, afin de choisir la bonne technique de résolution. Dans le cadre du projet AMBRE, nous avons défini un cycle d’apprentissage fondé sur l’apprentissage à partir d’exemples et le raisonnement par analogie afin de permettre à un apprenant d’acquérir dans un domaine donné une telle méthode de résolution de problèmes. Les EIAH conçus au sein de ce projet s’appuient sur des systèmes à base de connaissances leur permettant de résoudre des problèmes en appliquant la méthode à enseigner, de diagnostiquer les réponses de l’apprenant, de lui fournir de l’aide et des explications sur ses erreurs, d’élaborer un profil de l’apprenant et de générer des problèmes pertinents par rapport à son profil.
L’objet de la thèse est de généraliser les modèles de connaissances utilisés afin de concevoir un outil auteur permettant à un utilisateur non informaticien de concevoir un EIAH AMBRE et en particulier d’expliciter l’ensemble des connaissances précédemment citées. Nous souhaitons mettre en place une collaboration avec l’Université Carnegie Mellon afin de pouvoir profiter des fonctionnalités de CTAT. Nous espérons pouvoir compléter l’offre existante de CTAT en définissant de nouveaux modules permettant d’expliciter des connaissances plus riches que les bases de règles utilisées actuellement.
La conception d’un outil auteur pour créer des EIAH AMBRE s’effectuera au sein d’une équipe pluridisciplinaire intégrant des enseignants. Disposer d’un tel outil auteur permettrait d’une part de répondre en partie au problème de l’acquisition des connaissances pour des EIAH fortement orientés connaissances, et d’autre part d’impliquer plus facilement les enseignants dans la création d’EIAH AMBRE, ce qui est un préalable à la diffusion de ce type de logiciels dans l’enseignement.

Profil du candidat :
Master 2 en informatique
Bon niveau en Français et Anglais

Candidatures : envoyer à Nathalie.Guin@liris.cnrs.fr
- un CV détaillé décrivant la formation et les résultats universitaires
- une lettre de motivation
- si possible une lettre d’appréciation des aptitudes à la recherche

Sujet détaillé : http://liris.cnrs.fr/nathalie.guin//Sujets/DetailSujetAMBRE.pdf