L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle d'un programme d'entraînement assisté par ordinateur en langue arabe, basé sur la conscience phonologique et la compréhension de texte. Ce programme, qui vise une amélioration de l'apprentissage de la lecture chez des enfants "mauvais lecteurs" comparativement aux enfants "bons lecteurs" âgés de 6 ans et 8 mois à 7 ans et 8 mois, a été appliqué à des bons et mauvais lecteurs. L'échantillon est composé de 80 enfants répartis en deux groupes. Un groupe de 40 enfants "mauvais lecteurs", composé de 20 enfants "mauvais lecteurs expérimentaux" qui ont bénéficié de ce programme d'entraînement et 20 enfants "mauvais lecteurs contrôles" qui n'en ont pas bénéficié. Le deuxième groupe de 40 enfants "bons lecteurs", est composé de 20 enfants "bons lecteurs expérimentaux" qui ont bénéficié de ce programme d'entraînement et 20 enfants "bons lecteurs contrôles" qui n'en ont pas bénéficié. Les résultats montrent que ce programme d'entraînement a permis aux mauvais et bons lecteurs d'améliorer leurs performances dans les tâches de conscience phonologique et de compréhension de texte. Les mauvais lecteurs ont significativement amélioré leurs connaissances dans le domaine de la conscience phonologique et dans la compréhension de texte, comparativement aux mauvais lecteurs qui n'ont pas été exposés à un entraînement. De leur côté, les bons lecteurs qui ont été exposés à ce programme d'entraînement ont amélioré leurs performances dans le domaine de la conscience phonologique comparativement aux bons lecteurs qui n'y ont pas été exposés. Il n'en demeure pas moins que les bons lecteurs améliorent leurs performances phonologiques de manière plus significative. Tout indique que ce programme permet certes aux mauvais lecteurs de surpasser leurs difficultés initiales, sans pour autant que leurs performances ne puissent être alignées sur celles des bons lecteurs qui ayant bénéficié des mêmes conditions. Cependant, dans la tâche de compréhension du texte, il n'y a pas de différence significative entre les bons lecteurs expérimentaux (soumis au programme) et les bons lecteurs du groupe contrôle, ce qui confirme que, pour améliorer leurs résultats, les bons lecteurs n'ont pas besoin de la phase de compréhension de texte. En revanche, suite à cet entraînement et dans la tâche de compréhension de texte, les résultats des bons et mauvais ne révèlent pas de différence significative, ce qui confirme que les deux groupes ont tiré un même avantage de ce programme. Ainsi, ce programme semble être un outil prometteur dans l'amélioration des compétences de lecture des enfants dans "la conscience phonologique et la compréhension du texte" / The objective of this thesis was to study the role of computer-assisted training program on phonological awareness and text comprehension. This program, which aims to improve the learning of reading in children "bad readers" compared to children "good readers", aged from six years and eight months to seven years and eight months, has been applied to bad and good readers. The sample consists of 80 children divided into two groups, were divided into two groups: good and bad readers. Each group of readers, good and bad, consisted of 40 children. Starting with the bad readers, 20 children were exposed to the training program, were referred as "bad experimental readers" and 20 children were not exposed to the training program, were referred as "bad control readers". Moving to the good readers, same distinction was done. Thus, the children were named as "good experimental readers" and "good control readers". Our results showed that the applied training program improved the performance in tasks of phonological awareness and text comprehension of both ; good and bad readers. This proved that both groups have benefited from this training program. For the phonological awareness, the good readers had better performance compared to the bad readers. However, in terms of text comprehension, no significant difference in performance was obtained. Within groups, the "bad experimental readers" had better performances in phonological awareness and text comprehension compared to the "bad control readers". On the other hand, the "good experimental readers" obtained a significantly higher performance than "good control readers" in tasks of phonological awareness only. Nevertheless, that good readers improve their phonological performance more significantly. Everything indicates that this program certainly allows bad readers to overcome their initial difficulties, but their performances can not be aligned with those of the good readers who have benefited from the same conditions. However, in the task of text comprehension, there is no significant difference between good experimental readers (exposed to the training program) and good readers of the control group (not exposed to the training program), which confirms that, to improve their results, the good readers do not need the phase of text comprehension. In contrast, following this training and in the text comprehension task, the results of the good and the bad do not reveal any significant difference, which confirms that the two groups have benefited from the same advantage of this program. Thus, we can conclude that this computer-assisted training program had a positive effective role on the Arabian children’s performance. Thus, this program appears to be a promising tool in improving children's reading skills (phonological awareness and text comprehension)

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse examine l'influence des signaux visuels (e.g. titres, marques de paragraphe) sur l'empan perceptif en lecture et en recherche d'information dans un texte. L'empan perceptif se définit comme la région du champ visuel autour du point de fixation à l'intérieur de laquelle de l'information utile est extraite. Il est communément admis que la taille de cet empan est très limitée : il ne s'étendrait pas, verticalement, au-delà de la ligne fixée en lecture et au-delà de deux lignes supplémentaires dans une tâche de recherche. L'hypothèse centrale à l'origine de cette thèse est que l'empan perceptif peut s'étendre au-delà des régions antérieurement définies lorsque le texte contient des signaux visuels. Trois expériences utilisant la technique de la fenêtre mobile ont été menées pour tester cette hypothèse. Dans les trois expériences, des textes expositifs contenant des signaux visuels ont été présentés soit en plein écran, soit à travers une fenêtre mobile (continuellement centrée sur les points de fixation) au-delà de laquelle le texte disparaissait. Cette fenêtre mobile n'avait pas de limite horizontale et était assez haute (3° d'angle visuel) pour contenir deux ou trois lignes supplémentaires en plus de la ligne fixée. Dans les deux premières expériences, les participants devaient lire les textes pour en rappeler le contenu. Dans la troisième expérience, les participants devaient chercher dans le texte la réponse à des questions spécifiques. Dans les trois expériences, on observe une perturbation de l'activité en présence de la fenêtre. Dans la première expérience, cette perturbation se traduit par une diminution des temps de relecture et par un rappel plus faible des thèmes du texte. Dans la deuxième expérience, on observe une diminution des temps de relecture, un ralentissement général du rythme de lecture, et un rappel plus faible de l'organisation hiérarchique des thèmes. Dans la troisième, on observe un ralentissement général de l'activité de recherche d'information. Ces résultats suggèrent que de l'information relative aux signaux visuels peut être perçue au-delà des régions antérieurement définies. Une nouvelle notion théorique, l'empan typographique, est proposée sur la base de ces résultats. Cet empan, d'une taille plus importante que l'empan perceptif traditionnellement délimité pour la perception des lettres et des mots, comprendrait toutes les informations typographiques perçues autour du point de fixation et utiles à l'activité (e.g. lecture, recherche d'information).

La psychologie cognitive du traitement du texte a accordé une attention insuffisante à l'influence des contextes culturels et linguistiques dans les études sur le rappel et par hypothèse sur la compréhension de textes. Cet aspect devient d'autant plus important qu'avec les nouvelles technologies, le texte est devenu un vecteur privilégié de l'échange et de la construction des connaissances. La prise en compte de ces contextes s'impose (Tait & Mills, 2003), non seulement dans les cadres théoriques de référence de traitement du texte et les paradigmes méthodologiques qui en dépendent, mais aussi dans l'élaboration d'une didactique cognitive interculturelle du texte. <br />On sait par ailleurs que les difficultés en compréhension de textes ont souvent été attribuées à des dysfonctionnements cognitifs des élèves, mais pas suffisamment aux modèles d'apprentissage ethnocentrés, qui font fi des contextes culturels et linguistiques des apprenants. Il en est souvent résulté une distanciation entre l'espace de conception et les lieux d'application de ces modèles, provoquant davantage de difficultés dans les domaines cognitifs, didactiques, voire celui des contenus. C'est pourquoi le but de cette étude est d'explorer l'analyse des processus permettant de réduire cette distanciation en axant l'exploration sur les contextes comme facteurs importants dans l'activité de compréhension des textes <br />Dans trois études expérimentales sur la compréhension de texte, nous nous sommes intéressée à l'influence du contexte culturel dans l'activité de compréhension en situation de diglossie. Les résultats de l'étude 1 révèlent un effet du contexte culturel. Ce résultat nous a conduit à explorer d'autres pistes, en particulier le rôle des connecteurs causaux dans les activités de compréhension et de production de texte (étude 2) et de la tradition orale (étude 3). Dans l'ensemble, les résultats de ces études mettent en relief un effet du contexte culturel du lecteur et du texte dans l'activité de compréhension en contexte plurilingue et permettent d'ouvrir des pistes à la conception d'une didactique cognitive de la compréhension et de la production en contexte plurilingue et plus précisément en situation de diglossie.

L'apprentissage collaboratif assisté par ordinateur et les technologies d'e-learning devenant de plus en plus populaires et intégrés dans des contextes éducatifs, le besoin se fait sentir de disposer d'outils d'évaluation automatique et d'aide aux enseignants ou tuteurs pour les deux activités, fortement couplées, de compréhension de textes et collaboration entre pairs. Bien qu'une analyse de surface de ces activités est aisément réalisable, une compréhension plus profonde et complète du discours en jeu est nécessaire, complétée par une analyse de l'information méta-cognitive disponible par diverses sources, comme par exemples les auto-explications des apprenants. Dans ce contexte, nous utilisons un modèle dialogique issu des travaux de Bakhtine pour analyser les conversations collaboratives, et une approche théorique visant à unifier les activités de compréhension et de collaboration dans un même cadre, utilisant la construction de graphes de cohésion. Plus spécifiquement, nous nous sommes centrés sur la dimension individuelle de l'apprentissage, analysée à partir de l'identification de stratégies de lecture et sur la mise au jour d'un modèle de la complexité textuelle intégrant des facteurs de surface, lexicaux, morphologiques, syntaxiques et sémantiques. En complément, la dimension collaborative de l'apprentissage est centrée sur l'évaluation de l'implication des participants, ainsi que sur l'évaluation de leur collaboration par deux modèles computationnels: un modèle polyphonique, défini comme l'inter-animation de voix selon de multiples perspectives, un modèle spécifique de construction sociale de connaissances, fondé sur le graphe de cohésion et un mécanisme d'évaluation des tours de parole. Notre approche met en œuvre des techniques avancées de traitement automatique de la langue et a pour but de formaliser une évaluation qualitative du processus d'apprentissage. Ainsi, deux perspectives fortement interreliées sont prises en considération : d'une part, la compréhension, centrée sur la construction de connaissances et les auto-explications à partir desquelles les stratégies de lecture sont identifiées ; d'autre part la collaboration, qui peut être définie comme l'implication sociale, la génération d'idées ou de voix en interanimation dans un contexte donné. Des validations cognitives de nos différents systèmes d'évaluation automatique ont été réalisées, et nous avons conçu des scénarios d'utilisation de ReaderBench, notre système le plus avancé, dans différents contextes d'enseignement. L'un des buts principaux de notre modèle est de favoriser la compréhension vue en tant que " médiatrice de l'apprentissage ", en procurant des rétroactions automatiques aux apprenants et enseignants ou tuteurs. Leur avantage est triple: leur flexibilité, leur extensibilité et, cependant, leur spécificité, car ils couvrent de multiples étapes de l'activité d'apprentissage, de la lecture de matériel d'apprentissage à l'écriture de synthèses de cours en passant par la discussion collaborative de contenus de cours et la verbalisation métacognitive de jugements de compréhension, afin d'obtenir une perspective complète du niveau de compréhension et de générer des rétroactions appropriées sur le processus d'apprentissage collaboratif.

L’apprentissage collaboratif assisté par ordinateur et les technologies d’e-learning devenant de plus en plus populaires et intégrés dans des contextes éducatifs, le besoin se fait sentir de disposer d’outils d’évaluation automatique et d’aide aux enseignants ou tuteurs pour les deux activités, fortement couplées, de compréhension de textes et collaboration entre pairs. Bien qu’une analyse de surface de ces activités est aisément réalisable, une compréhension plus profonde et complète du discours en jeu est nécessaire, complétée par une analyse de l’information méta-cognitive disponible par diverses sources, comme par exemples les auto-explications des apprenants. Dans ce contexte, nous utilisons un modèle dialogique issu des travaux de Bakhtine pour analyser les conversations collaboratives, et une approche théorique visant à unifier les activités de compréhension et de collaboration dans un même cadre, utilisant la construction de graphes de cohésion. Plus spécifiquement, nous nous sommes centrés sur la dimension individuelle de l’apprentissage, analysée à partir de l’identification de stratégies de lecture et sur la mise au jour d’un modèle de la complexité textuelle intégrant des facteurs de surface, lexicaux, morphologiques, syntaxiques et sémantiques. En complément, la dimension collaborative de l’apprentissage est centrée sur l’évaluation de l’implication des participants, ainsi que sur l’évaluation de leur collaboration par deux modèles computationnels: un modèle polyphonique, défini comme l’inter-animation de voix selon de multiples perspectives, un modèle spécifique de construction sociale de connaissances, fondé sur le graphe de cohésion et un mécanisme d’évaluation des tours de parole. Notre approche met en œuvre des techniques avancées de traitement automatique de la langue et a pour but de formaliser une évaluation qualitative du processus d’apprentissage. Ainsi, deux perspectives fortement interreliées sont prises en considération : d’une part, la compréhension, centrée sur la construction de connaissances et les auto-explications à partir desquelles les stratégies de lecture sont identifiées ; d’autre part la collaboration, qui peut être définie comme l’implication sociale, la génération d’idées ou de voix en interanimation dans un contexte donné. Des validations cognitives de nos différents systèmes d’évaluation automatique ont été réalisées, et nous avons conçu des scénarios d’utilisation de ReaderBench, notre système le plus avancé, dans différents contextes d’enseignement. L’un des buts principaux de notre modèle est de favoriser la compréhension vue en tant que « médiatrice de l’apprentissage », en procurant des rétroactions automatiques aux apprenants et enseignants ou tuteurs. Leur avantage est triple: leur flexibilité, leur extensibilité et, cependant, leur spécificité, car ils couvrent de multiples étapes de l’activité d’apprentissage, de la lecture de matériel d’apprentissage à l’écriture de synthèses de cours en passant par la discussion collaborative de contenus de cours et la verbalisation métacognitive de jugements de compréhension, afin d’obtenir une perspective complète du niveau de compréhension et de générer des rétroactions appropriées sur le processus d’apprentissage collaboratif. / With the advent and increasing popularity of Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) and e-learning technologies, the need of automatic assessment and of teacher/tutor support for the two tightly intertwined activities of comprehension of reading materials and of collaboration among peers has grown significantly. Whereas a shallow or surface analysis is easily achievable, a deeper understanding of the discourse is required, extended by meta-cognitive information available from multiple sources as self-explanations. In this context, we use a polyphonic model of discourse derived from Bakhtin’s work as a paradigm for analyzing CSCL conversations, as well as cohesion graph building designed for creating an underlying discourse structure. This enables us to address both general texts and conversations and to incorporate comprehension and collaboration specific activities in a unique framework. As specificity of the analysis, in terms of individual learning we have focused on the identification of reading strategies and on providing a multi-dimensional textual complexity model integrating surface, word specific, morphology, syntax and semantic factors. Complementarily, the collaborative learning dimension is centered on the evaluation of participants’ involvement, as well as on collaboration assessment through the use of two computational models: a polyphonic model, defined in terms of voice inter-animation, and a specific social knowledge-building model, derived from the specially designed cohesion graph corroborated with a proposed utterance scoring mechanism. Our approach integrates advanced Natural Language Processing techniques and is focused on providing a qualitative estimation of the learning process. Therefore, two tightly coupled perspectives are taken into consideration: comprehension on one hand is centered on knowledge-building, self-explanations from which multiple reading strategies can be identified, whereas collaboration, on the other, can be seen as social involvement, ideas or voices generation, intertwining and inter-animation in a given context. Various cognitive validations for all our automated evaluation systems have been conducted and scenarios including the use of ReaderBench, our most advanced system, in different educational contexts have been built. One of the most important goals of our model is to enhance understanding as a “mediator of learning” by providing automated feedback to both learners and teachers or tutors. The main benefits are its flexibility, extensibility and nevertheless specificity for covering multiple stages, starting from reading classroom materials, to discussing on specific topics in a collaborative manner, and finishing the feedback loop by verbalizing metacognitive thoughts in order to obtain a clear perspective over one’s comprehension level and appropriate feedback about the collaborative learning processes.

Les enfants souffrant de troubles du langage, comme la dyslexie, rencontrent de grandes difficultés dans l'apprentissage de la lecture et dans toute tâche de lecture, par la suite. Ces difficultés compromettent grandement l'accès au sens des textes auxquels ils sont confrontés durant leur scolarité, ce qui implique des difficultés d'apprentissage et les entraîne souvent vers une situation d'échec scolaire. Depuis une quinzaine d'années, des outils développés dans le domaine du Traitement Automatique des Langues sont détournés pour être utilisés comme stratégie d'aide et de compensation pour les élèves en difficultés. Parallèlement, l'usage de cartes conceptuelles ou de cartes heuristiques pour aider les enfants dyslexiques à formuler leurs pensées, ou à retenir certaines connaissances, s'est développé. Ce travail de thèse vise à répertorier et croiser, d'une part, les connaissances sur le public dyslexique, sa prise en charge et ses difficultés, d'autre part, les possibilités pédagogiques ouvertes par l'usage de cartes, et enfin, les technologies de résumé automatique et d'extraction de mots-clés. L'objectif est de réaliser un logiciel novateur capable de transformer automatiquement un texte donné en une carte, celle-ci doit faciliter la compréhension du texte tout en comprenant des fonctionnalités adaptées à un public d'adolescents dyslexiques. Ce projet a abouti, premièrement, à la réalisation d'une expérimentation exploratoire, sur l'aide à la compréhension de texte grâce aux cartes heuristiques, qui permet de définir de nouveaux axes de recherche ; deuxièmement, à la réalisation d'un prototype de logiciel de cartographie automatique qui est présenté en fin de thèse / Children with language impairment, such as dyslexia, are often faced with important difficulties when learning to read and during any subsequent reading tasks. These difficulties tend to compromise the understanding of the texts they must read during their time at school. This implies learning difficulties and may lead to academic failure. Over the past fifteen years, general tools developed in the field of Natural Language Processing have been transformed into specific tools for that help with and compensate for language impaired students' difficulties. At the same time, the use of concept maps or heuristic maps to encourage dyslexic children express their thoughts, or retain certain knowledge, has become popular. This thesis aims to identify and explore knowledge about the dyslexic public, how society takes care of them and what difficulties they face; the pedagogical possibilities opened up by the use of maps; and the opportunities created by automatic summarization and Information Retrieval fields. The aim of this doctoral research project was to create an innovative piece of software that automatically transforms a given text into a map. It was important that this piece of software facilitate reading comprehension while including functionalities that are adapted to dyslexic teenagers. The project involved carrying out an exploratory experiment on reading comprehension aid, thanks to heuristic maps, that make the identification of new research topics possible, and implementing an automatic mapping software prototype that is presented at the end of this thesis

Le manque d'intégration des sciences cognitives et de la psychométrie est régulièrement déploré – et ignoré. En mesure et évaluation de la lecture, une manifestation de ce problème est l’évitement théorique concernant les sources de difficulté linguistiques et les processus cognitifs associés à la compréhension de texte. Pour faciliter le rapprochement souhaité entre sciences cognitives et psychométrie, nous proposons d’adopter une approche computationnelle. En considérant les procédures informatiques comme des représentations simplifiées et partielles de théories cognitivistes, une approche computationnelle facilite l’intégration d’éléments théoriques en psychométrie, ainsi que l’élaboration de théories en psychologie cognitive. La présente thèse étudie la contribution d’une approche computationnelle à la mesure de deux facettes de la complexité linguistique, abordées à travers des perspectives complémentaires. La complexité intrinsèque du texte est abordée du point de vue du traitement automatique du langage naturel, avec pour objectif d'identifier et de mesurer les attributs (caractéristiques mesurables) qui modélisent le mieux la difficulté du texte. L'article 1 présente ALSI (pour Analyseur Lexico-syntaxique intégré), un nouvel outil de traitement automatisé du langage naturel qui extrait une variété d'attributs linguistiques, principalement issus de la recherche en psycholinguistique et en linguistique computationnelle. Nous évaluons ensuite le potentiel des attributs pour estimer la difficulté du texte. L'article 2 emploie ALSI et des méthodes d’apprentissage statistique pour estimer la difficulté de textes scolaires québécois. Dans le second volet de la thèse, la complexité associée aux processus de lecture est abordée sous l'angle de l'oculométrie, qui permet de faire des inférences quant à la charge cognitive et aux stratégies d’allocation de l’attention visuelle en lecture. L'article 3 décrit une méthodologie d'analyse des enregistrements d’oculométrie mobile à l'aide de techniques de vision par ordinateur (une branche de l'intelligence artificielle); cette méthodologie est ensuite testée sur des données de simulation. L'article 4 déploie la même méthodologie dans le cadre d’une expérience pilote d’oculométrie comparant les processus de lecture de novices et d'experts répondant à un test de compréhension du texte argumentatif. Dans l’ensemble, nos travaux montrent qu’il est possible d’obtenir des résultats probants en combinant des apports théoriques à une approche computationnelle mobilisant des techniques d’apprentissage statistique. Les outils créés ou perfectionnés dans le cadre de cette thèse constituent une avancée significative dans le développement des technologies numériques en mesure et évaluation de la lecture, avec des retombées à anticiper en contexte scolaire comme en recherche. / The lack of integration of cognitive science and psychometrics is commonly deplored - and ignored. In the assessment of reading, one manifestation of this problem is a theoretical avoidance regarding sources of text difficulty and cognitive processes underlying text comprehension. To facilitate the desired integration of cognitive science and psychometrics, we adopt a computational approach. By considering computational procedures as simplified and partial representations of cognitivist models, a computational approach facilitates the integration of theoretical elements in psychometrics, as well as the development of theories in cognitive psychology. This thesis studies the contribution of a computational perspective to the measurement of two facets of linguistic complexity, using complementary perspectives. Intrinsic text complexity is approached from the perspective of natural language processing, with the goal of identifying and measuring text features that best model text difficulty. Paper 1 introduces ISLA (Integrated Lexico-Syntactic Analyzer), a new natural language processing tool that extracts a variety of linguistic features from French text, primarily taken from research in psycholinguistics and computational linguistics. We then evaluate the features’ potential to estimate text difficulty. Paper 2 uses ISLA and statistical learning methods to estimate difficulty of texts used in primary and secondary education in Quebec. In the second part of the thesis, complexity associated with reading processes is addressed using eye-tracking, which allows inferences to be made about cognitive load and visual attention allocation strategies in reading. Paper 3 describes a methodology for analyzing mobile eye-tracking recordings using computer vision techniques (a branch of artificial intelligence); this methodology is then tested on simulated data. Paper 4 deploys the same methodology in the context of an eye-tracking pilot experiment comparing reading processes in novices and experts during an argumentative text comprehension test. Overall, our work demonstrates that it is possible to obtain convincing results by combining theoretical contributions with a computational approach using statistical learning techniques. The tools created or perfected in the context of this thesis constitute a significant advance in the development of digital technologies for the measurement and evaluation of reading, with easy-to-identify applications in both academic and research contexts.