Les systèmes auteurs (SA) constituent aujourd'hui des outils vitaux en ce qui a trait aux activités de conception de cours dans le domaine du Design Pédagogique (DP). Ces activités permettent d'élaborer des systèmes tuteurs dotés d'une intelligence permettant d'offrir un cadre d'apprentissage et de formation approprié. Cette activité souffre toutefois d'un manque crucial car les SA actuels ne prennent pas en compte l'utilisation de théories pertinentes auxquelles peut se référer le concepteur. Le concepteur n'est ainsi pas en mesure d'avoir accès à ces théories directement à partir du SA. Face à cela, il devient difficile de garantir l'effet de l'apprentissage, car la structure de cours conçue à l'aide des SA ne peut être correctement validée. C'est pour faire face à ces problèmes et fournir une assistance active durant le processus de DP que le présent projet nommé CIAO a été initié. Il a pour objectif de développer un outil d'assistance active basé sur l'usage d'ontologies de théories du Design Pédagogique. Dans le cadre de ce projet, nous avons axé notre attention sur la mise à la disposition du concepteur en tout temps d'une base de connaissance regroupant les théories de l'instruction, de l'apprentissage et du DP. L'accès à ces théories et au savoir qu'elles contiennent permettra à l'auteur de garantir une structure de cours fiable et efficace. Pour la mise en oeuvre, nous avons utilisé (1) une base de connaissances contenant les théories associées aux activités de Design Pédagogique; Cette base de connaissance permettra au concepteur d'explorer en tout temps les théories qu'elle contient et lui permettra d'obtenir des informations clés pour la réalisation de ses activités de DP; (2) des modèles de structures représentés sous forme de scénarios pédagogiques; Ces scénarios constituent le lien entre notre système CIAO et les SA utilisés par le concepteur. Ils pourront être analysés, validés et modifiés en vue de les rendre compatibles aux normes de construction de cours et principalement aux objectifs et attentes visés par le concepteur. L'outil développé dans le cadre de ce projet permet alors d'intégrer une assistance active basée sur des théories pertinentes du Design Pédagogique. Cette assistance est jusqu'à présent l'élément manquant dans les SA. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Assistance au Design Pédagogique, Système tuteur et ontologies, Systèmes auteurs et assistance aux concepteurs, Conception intelligente par Ontologies.

Les changements paradigmatiques en éducation de même que les nouvelles technologies de l'information et des communications ont révélé des discordances importantes en design pédagogique, domaine appliqué des sciences de l'éducation. De nombreuses lacunes sont constatées dans la facture et la nature des systèmes d'apprentissage multimédias interactifs (SAMI), qu'ils soient en ligne, en situation présentielle ou hybride, produits selon l'approche empirique et objective. Il semble qu'on arrime mal les nouvelles possibilités techniques et multimédiatiques autour de fondements théoriques en éducation. Les modèles de design de SAMI traditionnels, fondés sur une approche béhavioriste, ne permettent pas d'élaborer des SAMI dans lesquels l'apprenant construit ses connaissances et sa propre compréhension du monde en les négociant socialement, comme le suppose l'approche constructiviste de l'apprentissage. Aussi, le design pédagogique doit se préoccuper de la conception des interfaces de SAMI par l'application des principes de l'ergonomie cognitive en concordance avec les capacités perceptuelles des apprenants. Dans la littérature scientifique, on constate des difficultés d'application des principes cognitivistes et constructivistes de l'apprentissage, essentiellement de la part de leurs designers. Afin de guider les designers dans l'exercice de leur fonction, cette étude vise l'élaboration d'un système-conseiller par un projet de recherche de développement en technologie éducative. Dans ce type de recherche, le processus de recherche de développement et le produit en résultant sont tous deux générateurs de connaissances. Les connaissances sont produites par l'observation active des participants et par la consignation et l'analyse des données du développement de SAMI. Les objectifs de cette recherche visent à élaborer un système-conseiller en technologie éducative pour guider les designers dans l'élaboration de SAMI de même qu'un modèle de la démarche d'élaboration d'un tel système dans un but de transférabilité. Il en a résulté une proposition de démarche de développement d'un système conseiller en technologie éducative, transférable et adaptable pour quiconque voudrait s'élancer dans un tel projet, de manière collaborative et systémique. Pour répondre aux besoins de la pratique pendant toute cette démarche, des modèles de design pédagogique et un modèle de prototypage ont été testés et imbriqués, plusieurs principes ont été validés et un concept a émergé, le concept info-pédagogique du design d'interface. Plusieurs méthodes ont été élaborées pour accélérer et baliser des tâches de design pédagogique. Le produit final de cette recherche est un prototype de système-conseiller en technologie éducative fondé sur des principes cognitivistes et constructivistes de l'apprentissage permettant de réaliser une démarche de design d'un SAMI ou de bénéficier de conseils pendant sa réalisation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Système-conseiller, Cognitivisme, Constructivisme, Technologie éducative, Design pédagogique, Ergonomie cognitive.

Notre travail de thèse se situe dans le contexte de la recherche en EIAH (Environnements Informatisés pour l'Apprentissage Humain), et il porte plus particulièrement sur la dimension de la scénarisation pédagogique instrumentée.<br />Avec le développement des TICE, les praticiens de la formation (enseignants et concepteurs pédagogiques) se trouvent confrontés dans leur travail quotidien à la conception de situations d'apprentissage instrumentées. Cette situation entraîne de nouvelles pratiques de conception pédagogique (partage, réutilisation) et un essor des approches pédagogiques « actives », tout en conduisant les praticiens à porter une attention particulière à la formalisation préalable des situations d'apprentissage via des scénarios pédagogiques. Ces derniers sont ainsi définis par Paquette (05) : « un ensemble ordonné d'activités, régies par des acteurs qui utilisent et produisent des ressources ».<br />Dans ce contexte, notre problème de recherche porte sur les modalités d'expression des scénarios pédagogiques qui permettraient à un scénario d'être facilement réutilisable par un enseignant et un concepteur pédagogique. Notre hypothèse générale est que si les scénarios étaient décrits de façon plus formelle, si les intentions pédagogiques y étaient mieux explicitées, et si les tâches de réutilisation étaient mieux définies et mieux soutenues, ils seraient plus facilement réutilisables. Notre objectif général de recherche porte ainsi, d'une part sur la façon d'exprimer, des scénarios formalisés et instrumentables par les TICE, et d'autre part, de soutenir l'apprentissage de leur réutilisation dans un contexte spécifique. Notre méthodologie de recherche est fondée sur une double approche : une approche par modélisation et une approche centrée usager. Elle vise l'élaboration de modèles théoriques en interaction avec les praticiens de la formation et intègre des évaluations aux diverses étapes de la modélisation.<br />Nous présentons dans ce document trois propositions qui permettent de répondre à notre hypothèse et objectif de recherche. La première proposition est une méthode basée sur une métaphore pour exprimer de façon formalisée et instrumentable les scénarios pédagogiques : la méthode des Pléiades. La seconde proposition est un modèle d'interprétation du processus de réutilisation des scénarios pédagogiques : le modèle CAA (Choix, Appropriation, Adaptation). La troisième proposition est un modèle de soutien à quatre niveaux au processus de réutilisation des scénarios pédagogiques formalisés : le modèle MOSCA. Ce modèle repose sur un ensemble d'artefacts mis à la disposition des usagers pour les soutenir lors de leur tâche de réutilisation. Le choix et la construction des artefacts s'appuient à la fois sur la méthode des Pléiades et sur le modèle CAA. <br />La méthode et les modèles ont été évalués avec des usagers-experts en scénarisation sur la réutilisation d'un scénario « Étude de Cas ». L'évaluation a montré que les formalismes proposés favorisaient une meilleure compréhension du processus de scénarisation ainsi que la réutilisation et l'adaptation des scénarios. Les conclusions de ce travail ouvrent de nombreuses perspectives de prolongement et de recherche à court et moyen terme.

Cette thèse illustre le rôle que l'Ingénierie Ontologique (IO) peut jouer dans les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Même si ce rôle touche à la fois la conception et la diffusion de l'apprentissage, nous nous attardons sur son rôle dans la conception. Nous montrons alors comment il vise à combler un manque, celui de l'assistance aux concepteurs. Notre but est donc de faire la preuve de la contribution possible de l'IO dans l'ingénierie des EIAH, et pour illustrer cette preuve, nous prenons l'assistance aux concepteurs pédagogiques comme exemple de situation où l'IO est utile. Nous abordons le problème, en le posant de la façon suivante: Comment assister les concepteurs pédagogiques dans leur tâche parfois complexe de design pédagogique (DP), alors que les systèmes auteurs ne leur offrent pas l'assistance nécessaire pour concevoir des scénarios sémantiquement corrects, c'est-à-dire des scénarios valides du point de vue des Théories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pédagogique (TPAED), ni le moyen de procéder à une telle validation sémantique? Nous montrons que la cause principale de ce manque dans les systèmes auteurs (incluant les systèmes orientés pédagogie, orientés performance, hypermédias, adaptatifs et collaboratifs et Web, pour n'en nommer que quelques-uns) est leur faible représentation explicite du DP et des TPAED dans leur modèle pédagogique. Nous privilégions une approche d'IO basée sur le Web sémantique afin de profiter des technologies bien établies et standardisées qui en découlent, à savoir les langages Web basés sur la syntaxe XML, les services Web et les annotations sémantiques. Pour mettre en oeuvre notre thèse, nous proposons la conception d'un système d'aide permettant d'apporter au concepteur pédagogique l'assistance dont il a besoin lors de l'utilisation de tout système auteur. Nous nommons ce système CIAO, ce qui signifie qu'il s'agit d'un système d'aide à la Conception Intelligemment Assistée par des Ontologies. CIAO exploite une ontologie formalisant les TPAED, dont nous assurons la construction selon une approche d'IO que nous proposons. Les services offerts au concepteur sont assurés grâce à des règles de validation syntaxique et sémantique que nous avons créées et intégrées à CIAO. Quelle que soit la situation dans laquelle l'IO est utilisée, il s'agit d'un processus complexe qu'il faut avant tout développer de façon méthodologique. Cette thèse apporte aussi une solution sur cet aspect méthodologique de l'IO, puisque nous proposons une Méthode Intégrée d'IO appelée, MI2O. Cette méthode est dite intégrée parce qu'elle tient compte des points forts des principales méthodes d'IO et du standard du génie logiciel IEEE 1074-1995 (l'ontologie étant considérée comme un produit du génie logiciel). Notre contribution peut se résumer ainsi: (1) La méthode MI2O, utilisée pour construire l'Ontologie des Théories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pédagogique ou OTPAED ; (2) L'OTPAED, une contribution originale pouvant être exploitée par tous les systèmes auteurs d'EIAH ; (3) Le système CIAO, un système réactif d'assistance en design pédagogique qui donne, entre autres, du conseil pour la conception des scénarios pédagogiques syntaxiquement/sémantiquement valides selon une théorie déterminée. Ainsi, il offre une validation flexible de scénarios selon les standards du DP (par ex. IMS Learning Design) et selon les TPAED. Le prototype que nous avons développé tend à montrer le potentiel de l'IO en contexte de DP en illustrant (à travers plusieurs scénarios d'utilisation de CIAO) comment des ontologies peuvent être exploitées pour assister le concepteur pédagogique; (4) Les règles de validation syntaxiques et sémantiques de CIAO. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Environnement interactif pour l'apprentissage humain, Ingénierie ontologique, Intelligence artificielle dans l'éducation, Méthodologie, Ontologie, Représentation des connaissances, Système auteur, Système tutoriel intelligent, Théories et paradigmes de l'apprentissage, de l'enseignement et du design pédagogique.

L'école de langue française de l'Ontario dessert une minorité linguistique cohabitant avec une majorité anglophone et risque ainsi l'assimilation. Elle a donc pour mission de scolariser, mais aussi de reproduire la culture et la langue française. Ceci, face à une hétérogénéité croissante de ses élèves issus de cultures différentes, parlant une variété de français et d'autres langues maternelles, causant ainsi des défis et des discriminations. De surcroît, elle recourt à l'apprentissage en ligne pour répondre à leurs besoins éducatifs. Cependant, les idéologies qui sous-tendent la conception pédagogique des cours en ligne et des technologies éducatives ignorent ou négligent les questions de diversité culturelle et linguistique. Comment l'école arrive-t-elle alors à intégrer cette diversité pour favoriser l'équité des résultats d'apprentissage pour tous ? L'analyse des expériences des répondants relativement à l'intégration ou non de cette diversité dans la conception et l'utilisation desdits cours s'est fondée sur les théories socioculturelles et critiques. Les données issues des entrevues semi-dirigées avec quatre membres de l'équipe de conception de l'Institut de production de cours en ligne, cinq enseignants et huit élèves ainsi que celles découlant de l'exploration des cours ont été soumises à une analyse qualitative. Les résultats révèlent divers défis dont des approches pédagogiques et de conception inadéquates, un manque de ressources pédagogiques adaptées, une gestion difficile de la présence en ligne, un manque d'attention relativement aux différences culturelles et au caractère évolutif de la culture, un besoin d'accompagnement professionnel, une iniquité numérique, une incompréhension des rôles. Par conséquent, la prise en compte de la diversité culturelle et linguistique dans la conception et l'utilisation desdits cours s'avère peu adéquate.

Ce travail de recherche porte sur la spécification et l'opérationnalisation des scénarios pédagogiques sur les plateformes de formation à distance dans une perspective d'ingénierie et de réingénierie des EIAH (Environnements Informatique pour l'Apprentissage Humain). En se situant dans une approche centrée plateformes, nous supposons que les plateformes disposent de leur propre paradigme de conception. Pour cela, nous proposons aux développeurs et à la communauté de développement des plateformes un processus spécifique d'identification et d'explicitation du langage de conception pédagogique des plateformes de formation par le biais d'un métamodèle. Nous exploitons l'approche outillée Domain-Specific Modeling comme cadre pratique pour le développement de langages et d'outils de conception graphiques basés sur le métamodèle du langage de conception pédagogique. Afin de répondre à des besoins récurrents d'opérationnalisation de scénarios pédagogiques, nous utilisons également ce métamodèle pour la spécification des modules d'import/export intégrés au sein des plateformes. Ces modules permettent d'opérationnaliser les scénarios conformes au langage identifié et également d'exporter les scénarios existants sur les plateformes afin de permettre leur adaptation par les outils développés. Nous avons expérimenté nos propositions théoriques sur deux plateformes de formation Moodle et Ganesha. Enfin, nous avons vérifié la cohérence de notre approche par la mise à l'essai des outils développés. Par le biais de notre approche, nous favorisons une opérationnalisation de ces scénarios sans pertes d'information ni de sémantique.

Ce travail de recherche porte sur la spécification et l’opérationnalisation des scénarios pédagogiques sur les plateformes de formation à distance dans une perspective d'ingénierie et de réingénierie des EIAH (Environnements Informatique pour l’Apprentissage Humain). En se situant dans une approche centrée plateformes, nous supposons que les plateformes disposent de leur propre paradigme de conception. Pour cela, nous proposons aux développeurs et à la communauté de développement des plateformes un processus spécifique d’identification et d’explicitation du langage de conception pédagogique des plateformes de formation par le biais d’un métamodèle. Nous exploitons l’approche outillée Domain-Specific Modeling comme cadre pratique pour le développement de langages et d'outils de conception graphiques basés sur le métamodèle du langage de conception pédagogique. Afin de répondre à des besoins récurrents d'opérationnalisation de scénarios pédagogiques, nous utilisons également ce métamodèle pour la spécification des modules d’import/export intégrés au sein des plateformes. Ces modules permettent d’opérationnaliser les scénarios conformes au langage identifié et également d’exporter les scénarios existants sur les plateformes afin de permettre leur adaptation par les outils développés. Nous avons expérimenté nos propositions théoriques sur deux plateformes de formation Moodle et Ganesha. Enfin, nous avons vérifié la cohérence de notre approche par la mise à l’essai des outils développés. Par le biais de notre approche, nous favorisons une opérationnalisation de ces scénarios sans pertes d’information ni de sémantique. / In the engineering and reengineering perspective of Technology Enhanced Learning, our research work concerns the specification and the operationalization of learning scenarios on learning platforms. By positioning in an approach centered LMS instructional design, we suppose that each learning platform has its own instructional design language. So, we propose a specific process for its identification and formalization through a metamodel. Based on this metamodel, we use the Domain-Specific Modeling approach as a practical framework for the development of languages and graphical design tools. This metamodel is also used to specify the import/export modules that are integrated into the platforms in order to meet the recurring needs of the operationalization of learning scenarios. These modules allow also the extraction of the existing scenarios on platforms to enable their adaptation on the developed tools. Our theoretical propositions have been tested on two learning platforms: Moodle and Ganesha. On the other hand, the consistency of our approach was checked and validated by implementing and testing the developed tools. Through our approach, we promote scenarios operationalization without loss of information or semantics.

L'évolution des besoins et des exigences des apprenants vis-à-vis de la formation professionnelle continue en entreprise requiert des solutions de formation efficaces et motivantes. Dans le contexte socio-technologique actuel, l'utilisation du jeu dans la formation paraît une piste intéressante. Ce travail de thèse, réalisé en partenariat avec la société Symetrix, s'intéresse au soutien des concepteurs pédagogiques. Nous avons tout d'abord mené une étude exploratoire et structurante de domaines liés à l'intégration du jeu dans la formation. Ensuite, nous nous sommes focalisés sur les Learning Role-Playing Games, dispositifs spécifiques de formation utilisant le jeu, pour lesquels nous proposons des modèles visant à assister les concepteurs dans la création, la mutualisation et la réutilisation de solutions. Nous proposons notamment de centrer la réflexion sur l'usage de ressorts de jeu et de guider la formalisation des scénarios à l'aide d'un système de notation visuel intégré à des outils d'assistance. Ces propositions ont fait l'objet de deux expérimentations, l'une s'appuyant sur un prototype tangible d'outil d'assistance (cartes à jouer) et l'autre sur un environnement informatique.

L'évolution des besoins et des exigences des apprenants vis-à-vis de la formation professionnelle continue en entreprise requiert des solutions de formation efficaces et motivantes. Dans le contexte socio-technologique actuel, l'utilisation du jeu dans la formation paraît une piste intéressante. Ce travail de thèse, réalisé en partenariat avec la société Symetrix, s'intéresse au soutien des concepteurs pédagogiques. Nous avons tout d'abord mené une étude exploratoire et structurante de domaines liés à l'intégration du jeu dans la formation. Ensuite, nous nous sommes focalisés sur les Learning Role-Playing Games, dispositifs spécifiques de formation utilisant le jeu, pour lesquels nous proposons des modèles visant à assister les concepteurs dans la création, la mutualisation et la réutilisation de solutions. Nous proposons notamment de centrer la réflexion sur l'usage de ressorts de jeu et de guider la formalisation des scénarios à l'aide d'un système de notation visuel intégré à des outils d'assistance. Ces propositions ont fait l'objet de deux expérimentations, l'une s'appuyant sur un prototype tangible d'outil d'assistance (cartes à jouer) et l'autre sur un environnement informatique. / Learners' needs and demands about long-life professional training have changed, thus requiring efficient and motivating training solutions. In the present-day socio-technological context, the use of game for training appears as an interesting answer. This PhD work (conducted in partnership with the company SYMETRIX) deals with the support of pedagogical designers. First, we have conducted an exploratory and structuring study about topics related to the use of game for training. Then, we have focused on specific training programs using game: Learning Role-Playing Games (LRPG). We propose models aiming at supporting designers in the creation, sharing and reuse of this kind of programs. One of our proposals aims at centering the reflection on the use of game principles. Another proposal consists in guiding the formalization of LRPG scenarios thanks to a visual language implemented in design support tools. Two experimental studies have been performed to test these proposals: the first one was based on the use of a cards-based design support tool; the second one used a computer-based environment.

Cette recherche qualitative est une étude de cas sur la construction du discours pédagogique dans un processus de développement de formations en ligne. Les données furent recueillies lors d’une série d’entretiens semi-dirigés avec différents acteurs du processus de développement de ces formations en ligne et analysées à l’aide des trois règles du concept de dispositif pédagogique de Basil Bernstein, soit les règles distributives, de recontextualisation et d’évaluation. Nous relevons certaines problématiques inhérentes au processus en lien avec la qualité de l’éducation produite dans un tel contexte, la condition des travailleurs qui y œuvrent, la légitimité d’un logiciel enseignant et l’éventuel impact de tels processus sur la nature des savoirs enseignés. / This qualitative case study focuses on how pedagogical discourse is developped in an online course development process. Data was collected during a series of semi-directed interviews with different actors of this process and analyzed using the three rules of Basil Bernstein’s pedagogical device : distributive rules, recontextualisation rules and evaluation rules. We present certain problems inherent to this online course development process, including questions relating to the quality of education, the conditions of workers, the legitimacy of a teaching program and the eventual impact of such a process on the nature of knowledge which is taught.