Thèse (D. en psychologie)--Université du Québec à Montréal, 2004. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Bibliogr.: f. 104-117. Publié aussi en version électronique.

L'intégration des tablettes numériques à écran tactile dans l'éducation de la petite enfance est prometteuse, mais difficile. Les trois principaux acteurs impliqués dans cette intégration sont l'enfant, le parent et l'enseignant. Cette thèse porte sur la manipulation des tablettes par le jeune enfant, les attitudes des parents et l'acceptation de ces dispositifs par l'enseignante ou par l'enseignant, afin de répondre à la question de l'efficacité de l'intégration des tablettes à écran tactile dans l'éducation de la petite enfance. Dans la partie sur l'enfant, deux études ont été menées. La première étude explore les comportements de manipulation numérique des enfants sur des tablettes à écran tactile et a conclu que la difficulté technologique d'une application de jeu dans les tablettes importe plus que la difficulté du contenu. La deuxième étude porte sur l'efficacité de l'ajustement des difficultés d'adaptation dans l'apprentissage basé sur le jeu pour ce qui est de l'acquisition des habiletés cognitives et du plaisir de l'enfant. De plus, les résultats indiquent que la conception du jeu a des répercussions importantes sur la compréhension de l'enfant et la manipulation numérique, et que l'adaptation aux difficultés d'adaptation a eu une influence positive sur le rendement cognitif de l'enfant en littératie, en mathématiques de base et en dessin, alors qu'aucune différence significative n' a été constatée dans l'expérience de plaisir de l'enfant entre le groupe expérimental et le groupe témoin. Dans la partie parents et enseignants, basée sur les résultats de l'enquête et des entretiens, les parents ont une attitude positive à l'égard des tablettes à écran tactile intégrés dans l'éducation de la petite enfance et ils croient fermement que les tablettes peuvent améliorer l'apprentissage des enfants. Pour les enseignants, il a été constaté que l'âge est l'élément clé qui influe sur leur acceptation de l'utilisation des tablettes numériques dans leur pédagogie, et les enseignants s'attendaient à recevoir des instructions plus pratiques sur l'utilisation de ces outils. / Integrating touch screen tablets in early childhood education is promising but challenging. The main three subjects involved in this integration are child, parent and teacher. This dissertation investigated child manipulation, parent attitudes and teacher acceptance respective to answer the question of the effectiveness of integrating touch screen tablets in early childhood education. In the Child part, two studies were conducted. The first study explored child digital manipulation behaviors on a touch screen tablets and made a conclusion that technology difficulty in a game app in the tablets matters more than content difficulty. The second study investigated the effectiveness of the adaptive difficulty adjustment in game-based learning in child cognitive skills achievement and enjoyment experience. And the results indicated that the game design significantly impacts on child comprehension and digital manipulation and the adaptive difficulty adjustment positively influenced child cognitive skills achievement in literacy, basic mathematics and basic drawing while no significant difference was found in child enjoyment experience between the experiment and control group. In the Parent and Teacher part, based on the survey and interview results, parents hold positive attitude towards touch screen tablets integrated in early childhood education and they strongly believed the potential of tablets to improve children learning. For teachers, it was found that the age is the key element impacting their acceptance of using tablets in their pedagogy, and teachers expected more practical instruction of using tablet in their teaching.

La maltraitance des enfants est un problème critique qui touche environ un milliard d'enfants dans le monde chaque année. Les blessures qui persistent toute leur vie, les handicaps ou même la mort sont des conséquences risquées découlant de la maltraitance des enfants. Plusieurs approches, y compris les Jeux Sérieux (SGs), ont été conçues pour éduquer les individus sur la maltraitance des enfants et comment la prévenir. Cependant, les SGs qui sont présentement en existence se concentrent uniquement sur l’intimidation ou les abus sexuels chez les enfants et non sur toutes les formes possibles de maltraitance des enfants. De plus, la plupart des ressources concernant la prévention de la maltraitance des enfants s'adressent aux adultes et non aux enfants. Ce travail se concentre sur la conception d'un SG appelé ZeroAbuse qui englobe les quatre types de maltraitance des enfants: Physique, Émotionnel, Abus Sexuel et Négligence. Il combine les principes d'apprentissage, les éléments pour immerger le joueur dans le jeu et les critères de qualité des programmes de prévention. ZeroAbuse s'adresse aux enfants âgés de 9 à 11 ans, qui sont exposés de manière homogène à tous les types de maltraitance. Il tient également compte des compétences cognitives et physiques propres aux enfants de cet âge. La conception du SG a pris en compte les perspectives d'experts en prévention de la maltraitance des enfants et a été testée sur la population cible afin d’améliorer l'expérience de jeu et valider l'approche d'apprentissage. / Child abuse is a critical problem affecting approximately one billion children worldwide annually. Lifelong injuries, disabilities, or even fatalities are risky consequences derived from child abuse. Several approaches, including Serious Games (SGs), have been designed to educate individuals about child abuse and how to prevent it. However, existing SGs focus only on bullying or sexual abuse and not all possible forms of child abuse. In addition, most of the existing resources for child abuse prevention are aimed at adults and not at children. This work focuses on designing an SG called ZeroAbuse that encompasses the four types of child abuse: Physical, Emotional, Sexual abuse and Neglect. It combines the principles of learning, the elements to immerse the player into the game, and the quality criteria of prevention programs. ZeroAbuse is aimed at children aged 9 to 11 years, given that they show homogeneous participation in all types of abuse. It also considers the cognitive and physical competencies of children at this age. The SG design considers the perspectives of experts in child abuse prevention and was tested on the target population to enhance the game experience and validate the learning approach.

Les jeux sérieux s’inscrivent dans un courant qui cherche à explorer l’utilisation des jeux numériques dans des contextes où la finalité première dépasse le simple divertissement. Cette utilisation dans le champ éducatif est justifiée par la capacité de ces jeux à avoir des impacts positifs liés à l’apprentissage sur les plans cognitif, affectif et social. Les études empiriques, conduites pour vérifier les bénéfices présumés de ces jeux, tendent à s'accorder pour confirmer leur pertinence et efficacité. Cependant, il en ressort que ces bénéfices dépendent de la qualité de leur conception et d'intégration dans des dispositifs de formation. Or, les approches et théories existantes à cet effet sont à un stade précoce de construction et sont loin d’être consensuelles. Plus spécifiquement, ces approches présentent des limites en ce qui concerne leurs fondements théoriques, l’absence de démarches de conception détaillées et la difficulté d’intégrer, d’une façon équilibrée, les éléments favorisant la motivation et ceux favorisant l’apprentissage. Dans ce contexte, la présente recherche vise à remédier à ces limites en proposant un modèle de design des jeux sérieux qui soutient la conception et le développement de ces jeux pour une finalité pédagogique. À cet effet, nous avons mis en œuvre une démarche méthodologique basée sur l’approche de recherche orientée par la conception (Design-based research), en vue de répondre à la question de recherche suivante : comment concevoir des jeux sérieux efficaces pédagogiquement et motivants ? Ladite approche a consisté, conformément au modèle de Reeves (2006), en quatre phases : la définition d’un problème pratique, le développement d’une solution à partir des principes de design existants, des cycles itératifs de tests et d’affinement de la solution et la production de nouveaux principes de design généralisables à d’autres contextes. Elle a permis l’élaboration d’une démarche globale, cohérente et intégrée de design des jeux sérieux. Le cas échéant, la démarche proposée porte sur un modèle théorique de l’expérience optimale d’apprentissage par jeux sérieux, des principes de design qui devraient guider le processus de design de ces jeux, une méthodologie détaillée pour conduire ce processus, ainsi que des outils d’aide au design qui définissent pour chacune des étapes les paramètres pédagogiques, ludiques et techniques à prendre en considération. Les implications du modèle proposé sont multiples. Il contribue au comblement des lacunes de connaissances relatives à l’utilisation et le design des jeux sérieux. Plus spécifiquement, il décrit l’expérience d’apprentissage par ces jeux et détermine les caractéristiques et les conditions d’émergence de cette expérience. Il réduit la complexité inhérente au design de ces dispositifs, en proposant des principes de design, une méthodologie détaillée et des outils. Il structure le processus de design autour des principes issus des domaines de design pédagogique (instructional design) et de design des jeux (game design) et en décrit les résultats attendus. Il lie la théorie à la pratique en proposant un cadre théorique descriptif du processus de design ainsi que des orientations claires et pratiques pour le mettre en œuvre. De même, les outils qu’il propose peuvent servir de support pédagogique, pour initier les concepteurs au processus de design, ainsi que de support de communication entre les différentes parties prenantes lors d’une démarche participative de design centrée sur l’utilisateur. Mots-clés : Apprentissage par le jeu, design des jeux sérieux, design pédagogique, pédagogie ludique, jeu sérieux. / Serious games are part of a movement that seeks to explore digital games in contexts where the primary purpose is other than pure entertainment. In education, this use is justified by the ability of these games to impact cognitive, emotional, and social learning. Empirical studies conducted to verify the presumed benefits of these games tend to confirm their relevance and instructional effectiveness. Nevertheless, they suggest that these benefits depend on the quality of their design and implementation. However, the existing approaches and theories related to serious games design are at an early stage of construction and are far from consensual. More specifically, these approaches have limitations in terms of theoretical foundations, a lack of detailed design methodologies, and a difficulty of integrating, in a balanced way, the elements that promote motivation and those that promote instruction. In this context, this thesis aims to remedy these limitations by proposing a serious game design model that supports the design and development of serious games for an educational purpose. To this end, we have implemented a methodology based on the Design-based research approach to answer the following research question: how to design serious games that are pedagogically effective and intrinsically motivating? Therefore, our methodology consisted, following Reeves’ model (2006), of four phases: analysis of a practical problem, development of a solution informed by existing design principles and technological innovations, iterative cycles of testing and refinement of the solution, and reflection to produce new design principles generalizable to other contexts. Our goal was to develop a comprehensive, coherent, and integrated approach to serious game design. As a result, our research proposes a theoretical model describing an optimal learning experience through serious games, a set of five design principles that should guide the design process, and tools to support instructional designers during the design process. The implications of the proposed approach are multiple. It helps to fill knowledge gaps concerning the design of serious games. More specifically, it describes the expected learning experience through these games and determines the characteristics and conditions of emergence of this experience. It reduces the complexity inherent to the design process by proposing design principles, detailed methodology, and practical tools. It structures the design process based on principles from the instructional design and game design fields. Finally, the approach links theory to practice by providing a descriptive theoretical framework of the design process and clear practical implementation guidelines. Likewise, the accompanying tools can serve as educational support to initiate instructional designers into the design process and as a communication tool to support the relationship between different stakeholders during a participatory user-centred design process.

Les micromondes de programmation sont des environnements restreints et interactifs, dans lesquels l’apprenant apprend en interagissant avec des entités visuelles ou tangibles, sémantiquement liées à des concepts de programmation formels. Ils favorisent l’assimilation de connaissances et la compréhension de concepts abstraits de programmation au moyen de métaphores visuelles et d’expériences ludiques. Cette thèse tente d’apporter des avancées théoriques et méthodologiques sur la conception et l’évaluation de tels environnements, qui sont connus pour avoir un grand potentiel sur l’apprentissage sans que cela ne soit démontré. Les micromondes étant des environnements d’apprentissage par le jeu, nous avons tout d’abord examiné la question du jeu et son lien à l’apprentissage. En nous appuyant sur une revue de la littérature, nous avons souligné au même titre que certains auteurs, la nécessité de distinguer le jeu-game (l’artefact informatique) du jeu-play (la situation qui découle des interactions avec le jeu-game). Le but étant de situer l’apprentissage et d’aboutir à des éléments de conception et d’évaluation de l’apprentissage. Nous nous sommes ensuite intéressés aux recherches en didactique de l’Informatique, afin d’identifier les approches d’enseignement les plus répandues visant à palier les difficultés d’apprentissage de la Programmation Orientée-Objet ( POO ) rencontrées par des débutants. Nous avons défini une nouvelle approche didactique pour l’introduction de la POO . Suite à cela, nous avons défini les dimensions de conception d’un micromonde, que nous désignons comme un système de représentation transitionnel, dans lequel l’apprenant développe des connaissances sur les concepts formels et abstraits de la programmation, suite à ses interactions avec l’interface du micromonde. Les avancées théoriques et méthodologiques apportées ont été mises en œuvre dans un nouveau micromonde de POO fondé sur un jeu de construction et d’animation 3D appelé PrOgO. PrOgO implémente un système de représentation transitionnel, dans lequel les concepts fondamentaux de la POO sont représentés par des graphiques 3D visuels et interactifs. Il crée un jeu-play qui découle des interactions de l’apprenant avec son interface. Jouer avec PrOgO consiste à imaginer, créer et animer des constructions 3D significatives. PrOgO peut également être déployé dans une classe multi-dispositifs, grâce au framework Tactileo conçu à cet effet. Dans l’évaluation de l’apprentissage, nous utilisons des méthodes relevant de l’analyse de l’apprentissage, par la collecte et l’analyse de traces d’interaction pour la classification et la caractérisation des apprenants. En complément à cela, nous examinons l’état des connaissances d’apprenants, au travers de tests de vérification de connaissances. Nous tentons également d’identifier par l’analyse statistique, les actions et les comportements d’apprenants qui déterminent leur progression dans l’évaluation pré/post de l’acquisition des connaissances. / Programming microworlds are small and interactive environments, in which the learner learns from his interactions with visual or tangible entities having a strong semantic link with formal programming concepts. They promote knowledge assimilation and abstract programming concepts understanding by the use of visual metaphors and play. This thesis attempts to contribute to theoretical and methodological advances regarding the design and the assessment of such environments, which are known to have a great potential on learning without any evidence on that. As microworlds are game based learning environments, we first examined the gaming issue and its relation to learning. Based on a literature review, we emphasized as some authors, the need to distinguish between the game (the computing artefact) and the play (the situation that is triggered by the interactions with the game). The purpose is to analyze learning and establish concepts that will guide the design and the evaluation of learning. Then we reviewed some research on Computer Science Education, with the view to identify some widespread teaching approaches that address beginners’ difficulties in learning Object-Oriented Programming (OOP). We defined a new didactic approach for OOP introduction. We then defined the design dimensions of a microworld, we refer to as a transitional representation system, in which the learner develops knowledge on programming abstract and formal concepts, as a result to his interactions with the microworld interface. We have implemented the theoretical and methodological advances we provided, in a new OOP microworld based on a 3D constructive and animation game called PrOgO. PrOgO implements a transitional representation system, in which basic OOP concepts are depicted with visual and interactive 3D graphics. It enables play that arises from the learner’s interactions with its interface. Playing with PrOgO involves to imagining, creating and animating significant 3D constructions. PrOgO can be also deployed within a multi-device classroom through the Tactileo framework, we designed for that purpose. In the evaluation of learning, we use methods belonging to learning analytics by the collection and the analysis of digital interaction logs, with the view to classify and characterize learners. In addition to this, we examine the state of learners’ knowledge through test knowledge verifications. We also attempt to examine through statistical analysis, the learners’ actions and behaviours that affect their progress in pre/post evaluations of gained knowledge.

Les personnes hospitalisées pour un problème cardiaque présentent un risque important d’insuffisance cardiaque aiguë (ICA). L’ICA qui n’est pas reconnue ou prise en charge rapidement par l’équipe de soins est associée à un important taux de mortalité. Le raisonnement clinique infirmier (RCI), soit le processus cognitif d’interprétation des données recueillies lors de l’évaluation de la santé d’une personne, est essentiel à la reconnaissance et la prise en charge de l’ICA. Les jeux sérieux sont des interventions de formation pouvant être offertes sur des supports numériques (p. ex., ordinateurs) et qui pourraient améliorer le RCI en offrant une expérience d’apprentissage engageante et intrinsèquement motivante. En s’appuyant sur le modèle de développement d’interventions de Czajkowski et al. (2015), cette thèse par articles présente une étude dont le but était de développer et d’apprécier l’apport d’un jeu sérieux (SIGN@L, en référence aux signes et symptômes d’ICA et au support numérique du jeu sérieux) afin de soutenir l’engagement, la motivation intrinsèque et le développement du RCI en contexte d’ICA d’étudiantes et d’étudiants en sciences infirmières. Le jeu sérieux SIGN@L a été développé par l’étudiant-chercheur d’après le modèle théorique d’apprentissage par le jeu d’Alexiou et Schippers (2018) et les résultats de deux revues systématiques (Maheu-Cadotte et al., 2021b; Maheu-Cadotte et al., 2021c). D’après le modèle théorique retenu, le jeu sérieux combine trois couches constitutives afin de soutenir l’engagement et la motivation intrinsèque lors de l’apprentissage : des mécaniques de jeu, une trame narrative et une esthétique. Les revues systématiques ont apporté des appuis empiriques au design de SIGN@L. Ce dernier est conçu pour être utilisé individuellement, avec un ordinateur personnel et pour environ 20 minutes. Nous avons apprécié l’apport de SIGN@L par un devis multiméthodes (Maheu-Cadotte et al., 2022). Le volet quantitatif était un essai croisé. Nous avons recruté 28 étudiantes et étudiants en sciences infirmières qui ont été répartis aléatoirement à deux séquences de prototypes du jeu sérieux : SIGN@L-A (version complète) suivi ou précédé de SIGN@L-B (comprenant seulement certaines mécaniques de jeu et une esthétique fonctionnelle). Les participantes et participants ont rempli des questionnaires en ligne après leur utilisation de chacun des prototypes et ont rapporté des niveaux d'engagement et de motivation intrinsèque plus élevés avec SIGN@L-A (r de Cohen de 0,83 et de 0,70, respectivement). Cependant, des différences négligeables dans les scores de RCI ont été constatées entre les deux prototypes (r de Cohen de 0,10). Pour le volet qualitatif, nous avons réalisé une entrevue individuelle semi-dirigée avec 10 participantes et participants afin d’apprécier l’apport des couches constitutives des prototypes du jeu sérieux sur leur expérience d’apprentissage. Ceux-ci ont décrit que la construction de réseaux logiques avait contribué à leur apprentissage. Ils ont également rapporté que d’incarner le rôle d’une infirmière ou d’un infirmier et de prendre soin de personnes hospitalisées leur conféraient un sens similaire des responsabilités à celui en pratique clinique. De plus, la division de SIGN@L-A en niveaux les aidait à situer leur progression. Alors que les deux prototypes ont été perçues comme faciles à utiliser, les réactions au rendu audiovisuel de SIGN@L-A ont varié de la détente à la distraction. Les résultats suggèrent qu’une intervention de formation qui intègre les éléments des couches constitutives d’un jeu sérieux favorise davantage l’engagement et la motivation intrinsèque d’étudiantes et d’étudiants en sciences infirmières qu’une intervention de formation qui présente une intégration limitée de ces éléments. / Individuals hospitalized in acute care units with a cardiac problem are at a significant risk of acute heart failure (AHF). If AHF is not recognized and managed early by the healthcare team, it is associated with significant mortality. Nurses’ clinical reasoning (CR), the cognitive process of interpreting data collected during the assessment of individuals, is essential to the recognition and management of AHF. Serious games are educational interventions that can be offered on digital devices (e.g., computers) and that have the potential to enhance CR by providing an engaging and intrinsically motivating learning experience. Based on the Czajkowski et al. (2015) model of intervention development, this article-based thesis presents a study that aimed to develop and study the contribution of a serious game (SIGN@L, in reference to the AHF signs and symptoms, and to the digital device on which is offered the serious game) to support nursing students’ engagement, intrinsic motivation, and CR development in the context of AHF. The serious game SIGN@L was developed by the student researcher based on the game-based learning theoretical model by Alexiou et Schippers (2018) and the results of two systematic reviews (Maheu-Cadotte et al., 2021b; Maheu-Cadotte et al., 2021c) . According to the theoretical model, a serious game combines three layers to support engagement and intrinsic motivation during learning: game mechanics, narrative and aesthetics. Systematic reviews provided empirical support for the design of SIGN@L. This serious game is used alone, on a personal computer, and its estimated duration of use is one 20-minute session. We assessed the contribution of SIGN@L-A through a multimethod design (Maheu-Cadotte et al., 2022). The quantitative component was a crossover trial. We recruited 28 nursing students who were randomly assigned to two sequences of serious game prototypes: SIGN@L-A (complete version) followed or preceded SIGN@L-B (including only some game mechanics and a functional aesthetic). Participants completed online questionnaires after using each of the prototype and reported higher levels of engagement and intrinsic motivation with SIGN@L-A (Cohen’s r: 0.83 and 0.70, respectively). However, negligible differences in CR scores were found between the two educational interventions (Cohen’s r: 0.10). For the qualitative component, we conducted semi-structured individual interviews with 10 participants to assess the contribution of the three layers of the serious game on their learning experience. They described how they perceived that the construction of logical networks had contributed to their learning. They also reported that playing the role of a nurse and caring for hospitalized individuals gave them a similar sense of responsibility to that found in clinical practice. In addition, the division of SIGN@L-A into levels greatly helped them to situate their progress. While both interventions were perceived as easy to use, reactions to the audiovisual rendering of SIGN@L-A ranged from feeling relaxed to feeling distracted. Results suggest that an educational intervention that integrates each of the elements of the constituent layers of a serious game is more supportive of nursing students' engagement and intrinsic motivation than an educational intervention that has limited integration of these elements.