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Effets du Guidage sur l’apprentissage de connaissances primaires et de connaissances secondaires / Effects of instructional guidance in learning primary knowledge and secondary knowledge

Tanguy, Franck 14 December 2011 (has links)
L’étude que nous présentons concerne le rôle du guidage dans l’apprentissage de connaissances scientifiques. En sciences, comme dans d’autres domaines, deux types de connaissances peuvent être distingués (Geary, 2007). D’un côté, les connaissances primaires qui sont des connaissances pour lesquelles l’être humain a évolué ; de l’autre, les connaissances secondaires qui dépendent de la culture et qui évoluent en fonction des changements successifs de cette culture. Selon Geary (2008), alors que les connaissances primaires peuvent être acquises de manière implicite, l’acquisition des connaissances secondaires par les apprenants débutants nécessite un apprentissage explicite et bien souvent, une instruction formelle. Ces deux types de connaissances diffèrent aussi en fonction du coût cognitif qu’ils génèrent. La théorie de la charge cognitive de Sweller (1988) montre que les processus d’apprentissage dépendent de la quantité de ressources attentionnelles en mémoire de travail, requises par l’activité et de la structuration de ces informations dans la mémoire à long terme. Alors que les connaissances primaires peuvent être apprises avec une faible charge cognitive, apprendre les connaissances secondaires va requérir une très grande charge cognitive.Il existe plusieurs formes d’instruction explicite qui ont montré leur efficacité dans les processus d’apprentissage (Renkl, 1997) et notamment le guidage (à partir de l’étude d’exemples travaillés). En effet, le guidage faciliterait l’acquisition des connaissances car il réduirait la quantité de ressources cognitives engagée dans le processus d’apprentissage. Ainsi, le guidage serait inefficace dans le traitement des connaissances primaires et efficace avec celui des connaissances secondaires. Cette recherche a pour but de tester empiriquement cette hypothèse dans le domaine de la biologie. Cinq études ont donc été réalisées auprès de 420 élèves de 6ème de collège. Il s’agissait de comparer trois modalités de guidage : un guidage fort, un guidage adaptatif et une absence de guidage. Les trois premières études concernaient la connaissance primaire de catégorisation impliquée dans la catégorisation du vivant (Etude I), la catégorisation des végétaux (Etude II) et la catégorisation des animaux (Etude III). Ces études, de difficulté croissante, ont montré que le guidage n’était pas efficace dans l’apprentissage de cette connaissance. Les deux autres études concernaient la connaissance secondaire de classification phylogénétique des végétaux (Etude IV) et des animaux (Etude V). Ces études ont montré que, dans ce cas, le guidage était indispensable pour aider les apprenants débutants / This study deals with the role of instruction in learning scientific knowledge. In science as in other fields, two types of knowledge can be distinguished (Geary, 2007): on the one hand, primary knowledge, which is adaptative knowledge; on the other hand, secondary knowledge which depends on culture and which evolves according to this culture’s successive changes. For Geary (2007), primary knowledge can be acquired incidentally or from implicit learning whereas secondary knowledge requires some explicit learning, and often formal instruction.These two knowledge types also differ in terms of cognitive cost. Sweller’s load theory (2008) shows that the learning process depends on the amount of attentional resources of working memory required by the activity and on the structuring of this information in the long-term memory. While primary knowledge can be learnt with a low cognitive load, learning secondary knowledge will require a high cognitive load. Some types of explicit instruction, such as guidance (e.g., worked examples) have proven effective in the learning process (Renkl, 1997). Indeed, instructional guidance would facilitate knowledge acquisition as it would reduce the amount of cognitive resources involved in the learning process. Thus, instructional guidance to help young learners would be ineffective for primary knowledge and necessary for secondary knowledge. This study also aims at examining the effect of instructional guidance in Biology. Five experiments have been conducted with 420 students in 6th grade. Three guidance methods have been compared: strong guidance, adaptative guidance and no guidance. The first three experiments dealt with the primary knowledge of categorization of living species: living beings (Study I), plants (Study II) and animals (Study III). These experiments, of increasing difficulty, have shown that explicit instruction was not effective in learning this type of knowledge.. The other two experiments dealt with the secondary knowledge of the phylogenetic categorization of plants (Study IV) and animals (Study V). These studies have shown that secondary knowledge needs to be taught.
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Complexité visuelle du packaging et évaluation du produit : le cas de la représentation des ingrédients dans le secteur alimentaire / Packaging visual complexity and product evaluation : the case of depicting ingredients in the food sector

Thomas, Fanny 13 December 2017 (has links)
L’industrialisation alimentaire est un véritable progrès pour la société et le consommateur qui recherche la facilité d’achat. Cependant, à la suite de plusieurs crises sanitaires, le consommateur souhaite être mieux informé et maîtriser ses choix de produits. C’est pourquoi, les industriels souhaitent à leur tour améliorer la communication sur leur produit par le biais du packaging grâce aux attributs visuels. Néanmoins, une surabondance des informations, peut rendre le packaging difficilement intelligible. De ce fait, ce travail doctoral s’intéresse à l’impact du niveau de complexité visuelle du packaging sur l’évaluation du produit alimentaire. Cette problématique donne lieu à trois questions de recherche adoptant successivement une approche holistique, puis deux approches analytiques de la complexité du packaging considérant le nombre d’ingrédients et leur degré de similitude selon le niveau de disponibilité des ressources cognitives. L’influence du niveau de complexité du packaging sur l’évaluation du produit est étudiée au moyen de sept études par une approche aux méthodes variées, avec des mesures auto-déclarées, comportementales et implicites. Cette recherche souligne, l’association d’un packaging simple à un produit alimentaire sain, valorisé suivant le bénéfice nutritionnel et suivant la qualité des ingrédients dans la composition du produit. Par ailleurs, elle souligne l’association d’un packaging complexe à un produit meilleur en goût qui facilite la formation de l’imagerie mentale gustative, en fonction du degré de similarité des éléments visuels selon une approche analytique de la complexité du design et selon le niveau de ressources cognitives.Mots clés : complexité, simplicité, design du packaging, ingrédients, salubrité, goût, intention d’achat, charge cognitive / Food industrialization is a real advance for society and the consumer who is looking for ease of purchase. However, with several health crises, the consumer wants to be better informed and to control his product choice. In this way, manufacturers want to improve communication on their product through visual attributes of their packaging. Nevertheless, an information overload can make the packaging difficult to understand. As a result, this doctoral research focuses on the impact of the level of visual complexity of the packaging on the evaluation of the food product. This problem leads to three research questions successively adopting a holistic approach, then two analytical approaches to the packaging complexity considering the number of ingredients and their degree of similarity depending on the level of availability of cognitive resources. The influence of the level of complexity on the evaluation of the product is studied by means of seven studies with a mixed methodological approach, with self-declared, behavioral and implicit measures. This research highlights the combination of a simple packaging with a healthy food product, valued according to the nutritional benefit and the quality ingredients in the product composition. In addition, it emphasizes the combination of a complex packaging with a better taste product that facilitates the formation of mental imagery taste depending on the degree of similarity of visual elements in the analytical approach of the design complexity and the cognitive resources level. Keywords: complexity, simplicity, packaging design, ingredients, healthy food, taste, purchase intent, cognitive load
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Eléments pour la conception d'énoncés multimodaux en Dialogue Homme Machine : pourquoi l'unité d'analyse psychologique est l'Action et non l'Information

Fréard, Dominique 02 July 2009 (has links) (PDF)
Cette thèse vise l'amélioration des capacités de communication des systèmes de Dialogue Homme Machine. Les travaux présentés visent à analyser les actions du système et leurs effets dans le dialogue. Cette problématique de conception des actes du système suppose de disposer d'outils conceptuels propices à l'analyse et renvoie à la problématique du fonctionnement cognitif de l'individu humain dans la communication. La partie théorique pose cette problématique appliquée dans un contexte interdisciplinaire (entre linguistique, ingénierie et psychologie). Cette présentation permet d'opposer deux points de vue dans la partie expérimentale : (1) l'approche pragmatique, qui analyse les actes des partenaires, selon un point de vue sociocognitif, et (2) l'approche cognitive, qui analyse les processus de traitement de l'information, centrée sur le niveau individuel. Cinq expériences (protocole du Magicien d'Oz) sont présentées. Dans les deux premières, le système communiquait en mode vocal (énoncés auditifs). Ces deux expériences mettent en évidence l'utilité et les effets des messages d'aide (aides procédurales) et de la syntaxe dans les énoncés auditifs. Dans les trois expériences suivantes, le système communiquait en mode multimodal (énoncés audio-visuels). Une catégorisation des types d'information à présenter a été introduite. Une règle d'attribution des modes de présentation (auditif et/ou visuel) aux différents types d'information (‘écho', ‘réponse', ‘relance') a été proposée pour concevoir des ‘stratégies de présentation' innovantes. Ces trois expériences ont permis de démontrer l'intérêt des principes d'analyse utilisés pour la conception des stratégies de présentation. Elles montrent l'importance de la relation type-mode pour prédire les effets des actes. Les résultats obtenus permettent de valider l'approche pragmatique contre l'approche cognitive. La discussion permet d'aborder les implications de ces résultats, sous l'angle de la conception des énoncés des systèmes de DHM et sous l'angle des conséquences théoriques qui peuvent être tirées de ces résultats
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Recherche d'information dans les documents numériques : vers une variation des modalités d'exécution procédurale

Djouani, Mohamed 05 December 2013 (has links) (PDF)
L'activité de recherche d'information sur le web est devenue courante dans notre vie journalière. Malgré cela, elle pose encore de nombreux problèmes chez l'utilisateur qui ne trouve pas l'information qu'il recherche ou qui se perd devant la quantité d'informations disponible. Cette étude vise à expérimenter un nouveau dispositif de prévisualisation, breveté permettant à des utilisateurs de naviguer et de consulter des pages en profondeur. La tâche consiste à trouver un appartement cible possédant un ou plusieurs critères spécifiques dans un site web d'agence immobilière spécialement conçu. Plusieurs conditions ont été testées. L'une " habituelle " présentant les caractéristiques classiques de recherche, page par page; l'autre " transparente " qui permet de pré-visualiser les pages choisies et de ne sélectionner que les pages pertinentes. Nous nous intéressons à la mise en oeuvre des processus cognitifs ou s'ajoute l'importance du maintien du but de la recherche en mémoire de travail et aussi à la notion de charge cognitive investie dans une telle activité. Nous utilisons entre autres la technique des mouvements oculaires qui permet de déterminer comment un utilisateur traite et recherche des informations dans un document numérique. Par ailleurs, nous comparons les performances de ce dispositif avec une tablette tactile. Les résultats obtenus révèlent des effets significatifs de ce dispositif de prévisualisation.
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Apprentissage de Scènes de Football Animées : Effet des Designs Pédagogiques et de L'expertise. / Learning of animated soccer scenes : Effect of instructional designs and expertise

Khacharem, Aimen 04 July 2013 (has links)
Comment les animations pédagogiques doivent-elles être conçues pour améliorer l'apprentissage? Quels sont les facteurs qui doivent être pris en compte lors de du design des animations? Les récents progrès dans le domaine d'enseignement assisté par ordinateur ont permis de créer des visualisations dynamiques telles que les animations pour présenter des informations dynamiques qui changent au cours du temps et dans l'espace. Cependant, plusieurs recherches ont montré que les animations imposent de lourdes demandes sur les ressources de la mémoire de travail entraînant une diminution des résultats d'apprentissage. En se basant sur une perspective de la charge cognitive, nous avons essayé de manager la charge cognitive imposée par des animations de football à travers l'utilisation de différents designs pédagogiques. Les résultats ont indiqué des interactions significatives entre ces designs et le niveau d'expertise des joueurs, conduisant au phénomène connu sous le nom d'effet du renversement de l'expertise. Selon cet effet, les designs pédagogiques qui sont efficaces pour les joueurs novices peuvent devenir inefficaces, voire même nuisibles pour les joueurs experts. Les résultats soulignent l'importance d'ajuster les designs pédagogiques aux changements du niveau d'expertise du joueur. / How instructional animations should be designed in order to enhance learning? What factors need to be taken into account in the design of animations? Recent advances in computer-based instruction have made it possible to produce dynamic visualizations such as animations to depict dynamic information that change over time and space. However, there has been increasing evidence accumulated that animations often impose significant working memory demands resulting in decreased learning outcomes. Based on a cognitive load perspective, in this thesis, we tried to effectively manage cognitive load imposed by soccer animations through the use of different forms of instructional designs. The results indicated significant interactions between these instructional designs and levels of player expertise, leading to the phenomenon known as the expertise reversal effect. According to this effect, the instructional designs that are effective for novice players may become ineffective or even detrimental for expert players. The findings argue for the importance of tailoring instructional designs to changing levels of player expertise.
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Recherche d'information dans les documents numériques : vers une variation des modalités d'exécution procédurale / Information retrieval in digital documents : a variation patterns of procedural execution

Djouani, Mohamed 05 December 2013 (has links)
L'activité de recherche d'information sur le web est devenue courante dans notre vie journalière. Malgré cela, elle pose encore de nombreux problèmes chez l’utilisateur qui ne trouve pas l'information qu’il recherche ou qui se perd devant la quantité d'informations disponible. Cette étude vise à expérimenter un nouveau dispositif de prévisualisation, breveté permettant à des utilisateurs de naviguer et de consulter des pages en profondeur. La tâche consiste à trouver un appartement cible possédant un ou plusieurs critères spécifiques dans un site web d’agence immobilière spécialement conçu. Plusieurs conditions ont été testées. L’une « habituelle » présentant les caractéristiques classiques de recherche, page par page; l’autre « transparente » qui permet de pré-visualiser les pages choisies et de ne sélectionner que les pages pertinentes. Nous nous intéressons à la mise en oeuvre des processus cognitifs ou s’ajoute l’importance du maintien du but de la recherche en mémoire de travail et aussi à la notion de charge cognitive investie dans une telle activité. Nous utilisons entre autres la technique des mouvements oculaires qui permet de déterminer comment un utilisateur traite et recherche des informations dans un document numérique. Par ailleurs, nous comparons les performances de ce dispositif avec une tablette tactile. Les résultats obtenus révèlent des effets significatifs de ce dispositif de prévisualisation. / The research activity of information on the internet has become common in our daily life. Despite this fact, it still raises many problems for the user who does not find the information they want or is lost to the amount of information available. This study aims at testing a new patented preview device, enabling users to browse and view pages in depth. The task is to find a target apartment with one or more specific criteria in a real estate agency designed website. Several conditions were tested. The “usual” condition with the classic search features, page by page, the other "transparent" condition which enables you to preview selected pages and select only relevant pages. We are interested in the implementation of cognitive processes to which is added the importance of maintaining the goal of research in working memory, and also in the concept of cognitive load invested in such activity. We use the technique of eye movements among others which determines how a user addresses and searches for information in a digital document. We also compare the performance of this device to a touch pad. The results show significant effects of such previewing device.
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L'effet du guidage dans l'environnement GeoGebra et au niveau du raisonnement déductif : une propédeutique à la résolution des problèmes de démonstration de géométrie plane en 6e dans les écoles libanaises francophones homologuées

El Hader, Carla 18 November 2016 (has links)
Notre travail de recherche s’inscrit dans la problématique de l’apprentissage de la géométrie pour des élèves de 6e au collège, et porte plus particulièrement sur les difficultés imposées par la résolution des problèmes de démonstration de géométrie plane. Notre but consiste à étudier le fonctionnement cognitif des élèves en fonction des connaissances mobilisées et du taux de la charge cognitive générée par la résolution des problèmes, afin de mettre en place une stratégie de guidage permettant de remédier aux difficultés des élèves et d’optimiser leurs performances dans une situation de résolution des problèmes dans le domaine précité. En nous appuyant sur différentes théories issues de la psychologie, de la didactique (la théorie de l’instrumentation, la théorie de la charge cognitive, la théorie des situations, la théorie des champs conceptuels, etc.), nous avons fait l’hypothèse qu’une analyse cognitive de l’activité de l’élève dans un environnement papier-crayon permet de recueillir les indices pertinents permettant d’identifier les types de connaissances dont la mobilisation se révèle problématique pour les élèves, ainsi que les éléments de la tâche qui engendrent une charge cognitive élevée. A partir des éléments récupérés, nous avons conçu et testé un dispositif de guidage s’appuyant sur l’environnement de géométrie dynamique GeoGebra pour la résolution de problèmes de démonstration et dans lequel un guidage spécifique a été proposé au niveau de la construction de la figure, ainsi que pour l’élaboration d’un raisonnement déductif. / Our research work is related to the problem of learning Geometry in grade 6, particularly the difficulties imposed by the resolution of the problems of demonstration. Our goal is to study the cognitive functioning of students on the basis of knowledge mobilized and the rate of the cognitive load generated by the resolution of the problems, in order to put in place a strategy to remedy the difficulties of the students and to optimize the intellectual performance in a situation of resolution of problems in the domain of geometry.Pressing on the different theories of cognitive psychology (the theory of the instrumentation, the theory of the cognitive load, etc.) and those of didactics (theory of situations and the theory of conceptual fields), we have made the assumption that a cognitive analysis of the activity of the student in the environment paper-pen, allows us to collect the relevant indices to identify the types of knowledge which mobilization proves to be problematic for the students, as well as the elements of the task that engender a high cognitive load.From the items retrieved, we have designed and tested a specific guidance in the environment of dynamic geometry GeoGebra for the resolution of problems of demonstration, related to the drawing of figures, as well as the development of a deductive reasoning.
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Logique sans peine ? : comment nous sommes plus performants et motivés pour raisonner logiquement à propos des connaissances primaires / Easy logic ? : how we are more efficient and motivated to reason logically about primary knowledge

Lespiau, Florence 04 December 2017 (has links)
L’apprentissage donne souvent l’impression d’être un processus long et difficile, notamment quand il fait penser à l’école et à la difficulté que tout le monde a déjà ressentie pour maintenir sa motivation pour telle ou telle matière. Pourtant, il y a des choses que l’on apprend sans enseignement. Par exemple, apprendre à parler sa langue maternelle se fait naturellement sans effort conscient. Les connaissances primaires et secondaires sont une façon de distinguer ce qui est facile ou difficile à apprendre. Les connaissances primaires sont celles pour lesquelles nos mécanismes cognitifs auraient évolué, permettant une acquisition sans effort, intuitive et rapide alors que les connaissances secondaires sont apparues récemment : ce sont celles pour lesquelles nous n’aurions pas eu le temps d’évoluer et dont l’acquisition serait longue et coûteuse. Les écoles se focalisent essentiellement sur ce deuxième type de connaissances. Leur défi est de permettre ces apprentissages longs et coûteux, et, pour cela, de maintenir la motivation des apprenants. Une piste de recherche s’appuie sur le fait que les connaissances secondaires sont construites sur la base des connaissances primaires. En effet, personne n’est capable d’enseigner « initialement » une langue maternelle alors que l’apprentissage des langues étrangères s’appuie sur cette première langue. Le présent travail explore le caractère motivant et peu coûteux des connaissances primaires pour faciliter l’apprentissage de la logique en tant que connaissance secondaire. En modifiant la présentation de problèmes logiques avec des habillages liés aux connaissances primaires (e.g., nourriture et caractéristiques d’animaux) ou secondaires (e.g., règles de grammaire, mathématiques), huit premières expériences ont permis de mettre en avant les effets positifs des connaissances primaires que le contenu soit familier ou non. Les résultats montrent que les connaissances primaires favorisent la performance, l’investissement émotionnel, la confiance dans les réponses et diminuent la charge cognitive perçue. Quant aux connaissances secondaires, elles semblent miner la motivation des participants et générer une sensation de conflit parasite. De plus, présenter des problèmes avec un habillage de connaissances primaires en premier permettrait de réduire les effets délétères des connaissances secondaires présentées ensuite et aurait un impact positif global. Trois autres expériences ont alors mis ces résultats à l’épreuve de tâches d’apprentissage afin de proposer une approche qui favorise l’engagement des apprenants et leur apprentissage. Ces découvertes tendent à montrer que les recherches sur l’apprentissage bénéficieraient à prendre en considération les connaissances primaires plutôt que de les négliger car elles sont « déjà apprises ». / Learning often gives the impression of being a long and difficult process, especially when it reminds us of school and the difficulty that everyone has already experienced in maintaining motivation for a particular subject. Yet there are things we learn without teaching. For example, learning to speak one’s mother tongue is a natural process without conscious effort. Primary and secondary knowledge is a way of distinguishing what is easy or difficult to learn. Primary knowledge is the knowledge for which our cognitive mechanisms have evolved, allowing effortless, intuitive and rapid acquisition, whereas secondary knowledge has recently emerged: it is the knowledge for which we would not have had time to evolve and for which acquisition would be long and costly. Schools focus mainly on this second type of knowledge. Their challenge is to enable this lengthy and costly learning, and to do so, to maintain the motivation of learners. A research path is based on the fact that secondary knowledge is built on the basis of primary knowledge. Indeed, no one is able to teach a mother tongue “initially”, whereas foreign language learning is based on that first language. This work explores the motivational and inexpensive nature of primary knowledge to facilitate the learning of logic as secondary knowledge. By varying the content of logical problems with primary (e.g., food and animals’ features) or secondary knowledge (e.g., grammar rules, mathematics), the first eight experiments highlighted the positive effects of primary knowledge, whether or not the content was familiar. The results showed that primary knowledge promoted performance, emotional investment, confidence in responses and decreased perceived cognitive load. Secondary knowledge seemed to undermine participants’ motivation and generated a feeling of parasitic conflict. In addition, presenting primary knowledge content first reduced the deleterious effects of secondary knowledge presented second and would have an overall positive impact. Three other experiments then tested these results on learning tasks in order to propose an approach that fosters learners’ engagement and learning. These findings tend to show that research about learning would benefit from taking primary knowledge into account rather than neglecting it because it is “already learned”.
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Évaluation de la charge mentale des pilotes en manœuvre aérienne

Antoine, Maxime 08 1900 (has links)
La charge de travail cognitive d'un pilote d'aviation, qui englobe sa capacité mentale à effectuer les manœuvres d'un avion, varie selon l’étape de pilotage et le nombre de tâches convergeant simultanément sur le pilote. Cette charge de travail peut entraîner des erreurs de pilotage aux conséquences graves. La plupart des erreurs se produisent pendant la procédure de décollage ou d'atterrissage. Cette étude vise à mesurer et prédire la charge de travail cognitive d'un pilote lors d'une procédure de décollage afin de mieux comprendre et potentiellement prévenir ces erreurs humaines. Pour y parvenir, nous avons créé une solution logicielle pour mesurer et surveiller en temps réel la fréquence cardiaque, la dilatation pupillaire et la charge de travail cognitive d'un pilote. Le logiciel est également capable de déclencher des événements de défaillance pour déclencher une modification de la charge de travail cognitive à la demande. À l'aide d'un casque électroencéphalogramme (EEG) permettant de mesurer l’activité électrique du cerveau, d'un moniteur de fréquence cardiaque, d'un eye tracker et d'un simulateur, nous avons créé une configuration d'environnement où les pilotes devaient faire décoller un avion A320 avec et sans pannes sans le savoir au préalable. Cette étude a rassemblé 136 décollages sur 13 pilotes pour plus de 9 heures de données de séries chronologiques, soit 2 millions de lignes combinées. De plus, nous avons étudié la relation entre la fréquence cardiaque, la dilatation de la pupille et la charge de travail cognitive lors d'une tâche critique. Cette étude a révélé, à l'aide d'une analyse statistique, qu'un moment critique, comme une panne de moteur, augmente la fréquence cardiaque, la dilatation de la pupille et la charge de travail cognitive d'un pilote. Ensuite, cette recherche a utilisé différents modèles d'apprentissage automatique et d'apprentissage en profondeur pour prédire la charge de travail cognitive d'un pilote pendant le décollage. Nous avons constaté qu'en utilisant un modèle d'apprentissage en profondeur long short-term memory empilé, nous étions en mesure de prédire la charge de travail cognitive 5 secondes dans le futur. Le modèle long short-term memory empilé a donné une erreur quadratique moyenne (MSE) de 44,09, une erreur racine quadratique moyenne (RMSE) de 6,64 et une erreur absolue moyenne de 5,28, prouvant qu'il est possible de prédire la charge de travail cognitive. / The cognitive workload for an aviation pilot, which englobes a pilot's mental capacity to perform aircraft's maneuvers, varies according to the piloting stage and the number of tasks converging simultaneously on the pilot. This workload can lead to piloting errors with severe consequences, where most errors occur during the takeoff or landing procedure. This study aims to predict the cognitive workload of a pilot during a takeoff procedure in order to better understand and potentially prevent these human errors. To achieve this, we created a software solution to measure and monitor in real-time the heart rate, pupil dilation, and cognitive workload of a pilot. The software is also capable of triggering failure events to trigger a change in cognitive workload on demand. Using an electroencephalogram (EEG) headset which measures the electrical brain activity, a heart rate monitor, an eye tracker, and a simulator, we created an environment setup where pilots had to take off an A320 airplane with and without failures without priorly knowing it. This study gathered 136 takeoffs across 13 pilots for more than 9 hours of time-series data, or 2 million rows combined. Moreover, we investigated the relation between heart rate, pupil dilation, and cognitive workload during a critical task. This study found, using statistical F-test analysis, that a critical moment, such as an engine failure, augments the heart rate, pupil dilation, and cognitive workload of a pilot. Next, this research utilized different machine learning and deep learning models to predict the cognitive workload of a pilot during takeoff. We found that, when using a stacked long short-term memory deep learning model, we were able to predict future cognitive workload 5 seconds into the future. The stacked long short-term memory model resulted in a mean square error of 44.09, a root mean square error of 6.64, and an mean absolute error of 5.28, demonstrating that it is possible to predict future cognitive workload.
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La capture attentionnelle : «transposabilité » du phénomène du laboratoire au monde réel / Attentional capture : from laboratory to real-world situations

Arexis, Mahé 27 September 2018 (has links)
Depuis une vingtaine d’années, la littérature scientifique traitant de la capture attentionnelle a mis en évidence, à l’aide de paradigmes expérimentaux testés en laboratoire, un certain nombre de processus attentionnels fondamentaux. Bien que les résultats obtenus « en laboratoire » à partir de stimuli visuellement « simples » méritent encore d’être investigués, depuis quelques années se pose la question de la « transposabilité » de ces observations à des objets et des situations issus du monde réel. Les phénomènes observés en laboratoire à partir d’un matériel visuellement simple sont-ils transposables à des situations, complexes, de la vie quotidienne ? Afin de répondre à cette question, nous avons créé et testé différentes conditions proches de celles du monde réel,notamment en expérimentant en situation de double-tâche, en utilisant un matériel visuellement complexe extrait du monde réel (c.-à-d. des photographies de conduite automobile), en faisant varier la fréquence d’apparition de l’élément distracteur ou bien encore en testant une nouvelle caractéristique du distracteur, la dimension sémantique. Nos résultats révèlent les conditions d’apparition du phénomène de capture attentionnelle dans des situations s’approchant de celles du monde réel. Nous avons tout particulièrement détaillé dans cet ouvrage le cas de l’effet de capture attentionnelle contingente, phénomène majeur et robuste de la capture attentionnelle, y compris dans des situations visuellement complexes. / During the last two decades, studies about attentional capture revealed some major basic attentional processes by using several experimental paradigms. While further investigations need to be conducted by using simple visual stimuli, a raising question concerns the possibility to generalize laboratory findings to much more complex real-world situations. Indeed, basic attentional capture studies usually use simple stimuli while real-world displays are generally rich in visual information. To answer this issue, we conducted several experiments under close to real-world conditions, such as testingdual task situations, using complex visual stimuli from real-world situations (e.g. driving-scenes photographs), modulating the distractor frequency or testing attentional capture at a semantic and conceptual dimension. Our results revealed the conditions in which the attentional capture phenomenon occurs in close to real-world situations. We particularly discussed in our work the contingent attentional capture phenomenon which appears to be a strong and robust effect, in both laboratory and close to real-world situations.

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