Toute étude scientifique commence par une question de recherche. Cependant, trouver la réponse à cette question reste un défi qui peut être relevé dans certains cas, mais qui risque dans d’autres de déboucher sur d’autres questions. Ces dernières pourront former une clé ou un pont permettant dans un futur proche ou lointain de répondre à la question initiale de recherche. La présente étude doctorale n’échappe pas à ce constat. Elle a été menée à partir d’une première question de recherche avide de savoir comment les jeunes élèves tunisiens (du secondaire) perçoivent les comportements interpersonnels de leurs enseignantes et enseignants d’éducation physique et sportive (ÉPS). Nous avons découvert à travers notre recension des écrits sur ce sujet que la documentation scientifique est étonnamment pauvre en informations relatives à l’environnement d’apprentissage (EA) et plus spécifiquement en ce qui a trait à la dimension relationnelle dans le contexte scolaire arabe (MacLeod et Fraser, 2010). En conséquence, et en tant que chercheuse d’origine arabe, valider un questionnaire tenant compte des particularités linguistiques et culturelles des habitants de cette partie du monde est une priorité motivée aussi bien par des raisons scientifiques (sujet original) que personnelles (l’origine de la chercheuse principale). Nous avons par ailleurs choisi de valider la version courte (32 items) du « Questionnaire on Teacher Interaction » (QTI) qui a été traduite et adaptée en français par Lapointe et Legault (1999). Le choix de ce questionnaire est expliqué principalement par la place qu’il occupe dans la documentation scientifique traitant de l’EA et plus spécifiquement de la dimension relationnelle. Nous anticipions que sa validation permettrait non seulement de répondre à notre question de départ, mais qu’elle conduirait aussi à initier les recherches sur l’EA dans la partie nord-africaine du monde arabe, plus spécifiquement en Tunisie. Cet objectif nous a permis de rédiger le premier article de cette thèse qui se veut une continuité des études ayant validé le QTI dans le monde et a permis au QTI, qui a fait l’objet de plus de 40 études basées sur des différents types de validation dans plusieurs pays (ex. : la France, la Turquie, la Chine, etc.), de franchir pour la première fois les frontières du monde arabe, à travers l’exemple de la Tunisie. Contrairement à ce qui est attendu, nous avons découvert que le QTI ne possède pas des qualités psychométriques suffisantes (fidélité et validité) pour étudier l’EA tunisien. Cependant, une nouvelle structure statistiquement robuste a émergé de l’analyse des données collectées en Tunisie (article 1). Nous supposons qu’elle pourrait mieux décrire les perceptions des élèves accordées aux comportements interpersonnels de leurs enseignantes et enseignants, pour peu qu’elle soit fondée théoriquement à l’avenir. Dans le but d’expliquer la non-validation du QTI dans le contexte tunisien, nous avons recensé aussi bien les études traitant les démarches de validation des questionnaires psychométriques en général que ceux traitant spécifiquement de la validation des différentes versions du QTI. Ce travail nous a permis de constater que, dans la plupart des cas, les démarches de vérification des qualités psychométriques des questionnaires, que ce soit en éducation, en psychologie, en communication, sont entachées par la présence de lacunes méthodologiques et statistiques plus ou moins sévères (Bourque, Poulin et Cleaver, 2006). Plus spécifiquement, c’est l’usage inapproprié des analyses factorielles (AF) comme méthode de validation factorielle qui semble être problématique (Beavers, Lounsbury, Richards, Huck et Skolits et Esquivel, 2013). En conséquence, nous avons rédigé notre deuxième article qui offre une première critique approfondie des démarches et processus mis en œuvre par de nombreuses équipes de recherche à travers le monde pour vérifier les qualités psychométriques du QTI (passage du contexte tunisien vers le monde). À notre connaissance, Dumas (2009) et den Brok, Fisher, Brekelmans, Rickards, Wubbels, Levy et al. (2003a) sont les seuls à avoir abordé ce sujet. Cependant, il n’était pas dans leur intention de faire la critique de ce questionnaire, se contenant tout simplement de soulever l’existence de quelques faiblesses. Les résultats de ce présent article ont mis en évidence l’existence de lacunes de plusieurs ordres au niveau des démarches de validation des différentes versions du QTI. Toutefois, nous ne savons pas où se situent les démarches de validation de la version courte-française utilisée dans cette thèse par rapport aux critiques soulevées. Nous n’avons trouvé aucune étude traitant de ce sujet. Par ailleurs, nous avons poursuivi notre examen critique des démarches de validation du QTI en fixant comme troisième objectif la revérification des qualités psychométriques de la version courte du QTI dans un contexte dans laquelle cette version est censée être valide, à savoir le contexte québécois. Ladite version a été validée par Lapointe et Legault (1999) et exploitée par Dumas (2009) dans le contexte de l’éducation physique et à la santé. Ce dernier a accepté de nous fournir sa base de données anonymisées qui nous a permis de rédiger notre troisième article qui renferme une comparaison entre deux types de démarches d’AF : la première comprend les mêmes étapes d’AF que celles utilisées par les chercheurs qui ont validé le QTI dans le passé, même si elles ne correspondent pas aux étapes exigées par les experts des AF. Nous avons essayé dans la deuxième de respecter les critères et étapes recommandés par les spécialistes des AF (ex. : Osborne et Costello, 2009). Nous avons choisi de bien décrire cette démarche dans le but d’offrir au lectorat francophone un guide détaillé sur l’usage approprié des AF vu que la plupart des guides sont en anglais. Les résultats de cet article permettent de porter un jugement sur le degré de rigueur de la version courte du QTI. Ceci a engendré des zones d’ombre sur la crédibilité des résultats publiés antérieurement sur l’EA au Québec à partir de cette version. Ils permettent aussi d’avancer les connaissances méthodologiques et statistiques en termes de mésusages (démarche 1) et de bons usages des AF (démarche 2). En résumé, nous n’avons pas pu répondre à notre question de départ en raison des contraintes temporelles et budgétaires. Néanmoins, cette question a bifurqué vers des considérations d'ordre méthodologique qui nous a permis de contester la perspective bidimentionnelle de la relation ensiegnant-élève partagée depuis plus de 25 ans par les chercheurs qui ont utilisé le QTI en offrant une nouvelle perspective uni-axiale qui peut être appliquée aussi bien en Tunisie qu’au Québec.

Bien que le diagnostic des erreurs des apprenants soit central à toute stratégie d'intervention correctrice relevant au mode d'évaluation dans un système d'apprentissage, trop souvent, la prise d'information qui l'accompagne est incomplète ou incertaine. Ajoutons aussi le problème de la modélisation dans un contexte d'apprentissage où on ne peut observer directement ce qui se passe dans la tête d'un apprenant, ni de savoir avec certitude son plan de raisonnement, ni le but qu'il cherche à accomplir. Il s'ensuit une réduction de l'efficacité des interventions pédagogiques qui limite les apprentissages scolaires. Cette thèse apporte des solutions à cette problématique. Elle consiste en la conception et le développement d'un Système Tutoriel Intelligent pour le Diagnostic des Erreurs en Soustraction (TIDES). Elle s'inscrit dans une perspective d'évaluation diagnostique des compétences et connaissances arithmétiques en utilisant une approche originale qui vise à modéliser l'apprenant dans une situation d'apprentissage où les informations sur cet apprenant sont potentiellement incomplètes ou incertaines. Dans cette thèse, nous présentons la conception, le développement et une mise à l'essai du système TIDES. Le design de ce système est basé sur un modèle cognitif, la théorie d'apprentissage ACT-R d'Anderson, capable d'analyser le comportement d'un apprenant et de savoir son état cognitif. Le choix de ce design est discuté et justifié aussi. L'architecture du système TIDES comporte au moins trois modules: un module qui permet de spécifier des tâches à l'apprenant, un module d'analyse qui permet d'analyser les actions de l'apprenant et un module de diagnostic qui permet d'inférer les informations sur l'apprenant, d'évaluer ses compétences impliquées dans une tâche d'apprentissage, de détecter sa stratégie mise en œuvre, en s'appuyant sur une méthode de reconnaissance de plan, de prédire sa prochaine action la plus probable et de savoir avec exactitude les causes réelles de ses erreurs. Les caractéristiques du système TIDES sont décrites en détail dans la thèse. La méthodologie d'une mise à l'essai du système avec une vingtaine d'élèves est présentée et les données recueillies dans cette mise à l'essai sont regroupées et analysées. L'ensemble des résultats obtenus indique que le système TIDES offre le potentiel d'analyser et de diagnostiquer les erreurs des apprenants de façon plus précise, et donne effectivement lieu à un apprentissage conforme à celui qui était prévu en se basant sur la méthode originale adoptée. Enfin, nous proposerons des améliorations possibles (extension du système TIDES à l'aide des réseaux bayésiens) que nous présenterons comme explorées mais non encore complètement intégrées dans l'état actuel du système TIDES et aussi non évaluées. Il s'agit en fait de déterminer à quelles conditions le modèle bayésien peut être intégré à un système d'apprentissage, en tant que système tutoriel intelligent et dont le domaine d'apprentissage est l'arithmétique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Intelligence artificielle, environnement interactif pour l'apprentissage humain, système tutoriel intelligent, théories d'apprentissage, Modèle d'Anderson ACT-R, modélisation d'un apprenant, analyse des erreurs, diagnostic des erreurs, modélisation statistique et réseaux bayésiens.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le travail présenté dans cette thèse se situe dans le domaine de la représentation des connaissances. Il s'intègre dans le projet AMICAL ( Architecture Multi-agents Interactive Compagnon pour l' Apprentissage de la Lecture) dont l'objectif est de de développer un environnement informatique d'aide à l'apprentissage de la lecture. Cette étude est centrée sur la recherche d'une représentation sémantique de textes utilisés dans des sessions d'apprentissage. La problématique est de trouver un formalisme de représentation de connaissances capable de répondre à une situation fonctionnelle particulière tout en prenant compte de contraintes de natures différentes. Trois possibilités nous sont offertes : retenir un formalisme de représentation de connaissances existant, faire coopérer des formalismes existants ou proposer un nouveau formalisme. C'est cette troisième solution qui a été retenue après avoir montré les difficultés rencontrées par quelques formalismes existants à remplir certaines contraintes formulées. Nous proposons dans ce mémoire un système de représentations de connaissances, basé sur des structures de de connaissances appelées DCAS (Description Composite A Signification). Elles sont les unités de base du raisonnement. Ces structures reposent sur un ensemble d'entités cognitives de types différents. Nous décrivons les rôles différents joués par ces entités au sein d'une DCAS, ainsi que les capacités représentationnelles et inférentielles d'un système basé sur ces notions. Nous terminons cette étude par l'application de ce formalisme dans la problématique définie dans AMICAL.

Ce travail a pour principal objet d'étude la dynamique sociale développée dans le cadre des activités d'apprentissage des langues en ligne en contexte institutionnel. En s'appuyant sur les propositions faites par la théorie de l'activité, cette thèse présente une analyse de la finalité, du cadre instrumental et du cadre social de l'activité d'apprentissage des langues en ligne en contexte institutionnel et de leur évolution dans le système de l'activité. Cette recherche fournit également une méthode d'analyse permettant d'évaluer l'impact de différents types de tâches et d'environnements virtuels d'apprentissage sur l'intensité de la dynamique sociale développée au sein des groupes d'apprenants d'une langue en ligne en contexte institutionnel. La méthode d'analyse utilisée s'appuie aussi bien sur l'analyse quantitative des traces écrites des communications/productions des apprenants que sur l'analyse du contenu de ces traces. Nous montrons qu'il est possible de développer une dynamique sociale de communauté virtuelle au sein de groupes d'apprenants d'une langue en ligne en contexte institutionnel. Le développement d'une telle dynamique est favorisé par la mise en œuvre de tâches d'apprentissage des langues et d'environnements virtuels d'apprentissage permettant l'action sociale authentique dans des cadres sociaux qui dépassent le cadre formel de l'institution éducative.

Un contexte réglementaire de plus en plus strict dans le domaine de l’évaluation environnementale de l’impact des composés chimiques d’origine anthropique et plus précisément du risque écotoxicologique dans l’environnement aquatique, exige de renforcer les outils d’évaluation et d’affiner la connaissance de leur valeur prédictive. A ce titre, l’étude des biomarqueurs de génotoxicité doit être privilégiée, compte tenu du rôle central de l’ADN dans le fonctionnement du vivant et des effets trans-générationnels susceptibles de conduire à un fardeau génétique affectant les populations exposées à un environnement contaminé. Dans cette perspective, et après avoir défini la problématique à l’issue d’une analyse bibliographique, ce travail de thèse a permis de développer un biomarqueur de génotoxicité chez l’épinoche (Gasterosteus aculeatus), espèce modèle en écotoxicologie, en utilisant la mesure des dommages primaires à l’ADN par le test des comètes en conditions alcalines. Il visait à : i) apporter une information complémentaire au sein d’une batterie de biomarqueurs utilisée en biomonitoring chez cette espèce, 2) apporter des éléments de compréhension sur la valeur prédictive d’un effet génotoxique sur le tissu germinal des organismes aquatiques exposés au stress chimique. Concernant le premier point, les résultats soulignent l’intérêt de ce biomarqueur de génotoxicité développé sur le tissu sanguin au laboratoire, sa grande sensibilité amenant à un pouvoir discriminant significatif dans le cadre d’approches multiparamétriques menées dans un second temps sur le terrain. Pour ce qui est de l’étude de la signification écotoxicologique de ce biomarqueur de génotoxicité, le but était d’explorer le lien entre l’intégrité de l’ADN des cellules germinales de ce poisson et la qualité de la descendance. Les résultats de ce travail démontrent de manière originale la contribution majoritaire du génome paternel à la transmission d’une information génétique délétère ayant pour conséquence des anomalies de survie et de développement mesurées sur la descendance. Ils permettent de disposer d’un élément d’évaluation prédictive pertinent de l’effet des contaminants à potentiel génotoxique dans les écosystèmes aquatiques, dans un contexte d’intérêt grandissant de la compréhension du déclin de populations de poisson universellement recensé. / A rule context in the field of environmental impact assessment of anthropogenic chemicals and specifically ecotoxicological risk to the aquatic environment, requires strengthening the assessment tools and refine knowledge of their predictive value. As such, the study of biomarkers of genotoxicity should be choose, given the central role of DNA in living organisms function and trans-generational effects could lead to a genetic load affecting populations exposed to a contaminated environment . In this context, and after defining the problem at the end of a literature review, this thesis has developed a biomarker of genotoxicity in the stickleback (Gasterosteus aculeatus), model species in ecotoxicology, using the measurement primary DNA damage by the comet assay under alkaline conditions. It aimed to: i) provide additional information in a battery of biomarkers used in biomonitoring in this species, 2) provide some understanding of the predictive value of a genotoxic effect on the germinal tissue of aquatic organisms exposed to chemical stress. On the first point, the results underline the importance of this biomarker of genotoxicity developed on blood tissue in the laboratory, its high sensitivity leading to a significant discriminating power under multiparameter approaches taken in a second time on the ground. Regarding the study of the ecotoxicological significance of this biomarker of genotoxicity, the aim was to explore the relationship between DNA integrity in germ cells of the fish and the quality of the offspring. The results of this work show an original way the majority of the paternal genome contribution to the transmission of a deleterious genetic information that result in abnormal survival and development measured on the offspring. They allow you to have a predictive element relevant evaluation of the effect of genotoxic potential contaminants in aquatic ecosystems, in a context of growing interest in understanding the decline of fish populations identified universally.

Il existe une grande diversité dans les programmes de formation en sciences infirmières concernant l’organisation de stages d’immersion clinique à l’international et le soutien offert aux étudiantes (Kokko, 2011). Cette étude de cas qualitative explore, selon la perspective d’étudiantes infirmières, les éléments de l’environnement d’apprentissage de la pratique en contexte de diversité culturelle dans le cadre d’une immersion clinique à l’international. Le modèle constructiviste de développement de la compétence culturelle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015a) a servi de cadre de référence à cette étude. Dix étudiantes ayant participé à l’immersion clinique ont pris part à une entrevue individuelle en profondeur. Suite à une analyse qualitative thématique des données inspirée de Miles, Huberman et Saldana (2014), trois thèmes inter reliés ressortent : accompagnement par de multiples collaborations, trouver sa place dans le milieu d’accueil et écart entre les attentes des étudiantes et l’expérience vécue. Ces thèmes permettent de comprendre l’environnement d’apprentissage des étudiantes dans le développement de leur compétence culturelle, notamment leur capacité de s’ouvrir aux différentes réalités en contexte de diversité culturelle. Puisque peu d’écrits abordent spécifiquement les éléments de l’environnement d’apprentissage liés à la capacité de s’ouvrir aux différentes réalités de la pratique en contexte de diversité culturelle à l’étranger, cette étude contribue à l’approfondissement des éléments de l’environnement d’apprentissage présenté dans le modèle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015) et constitue un ajout aux connaissances actuelles liées au développement de la compétence culturelle. / There is a wide diversity in nursing education programs concerning the organization of international clinical immersion curricula and the support offered to students (Kokko, 2011). Guided by the constructivist cultural competence development model designed by Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015a), this qualitative case study explored the learning environment that promotes the development of nursing practice in culturally diverse contexts through an international clinical immersion. Ten students who had recently undergone international clinical immersion participated in an individual in depth interview. Thematic qualitative data analysis was inspired by Miles, Huberman and Saldana (2014). Results of this study yield three interrelated themes: support through multiple collaborations, finding one’s place in the host environment and gap between the expectations of the students and the lived experience. These themes develop our understanding of learning environments in students’ cultural competence development, particularly with respect to their capacity to open up to different realities of practice in a culturally diverse context. In summary, this study adds to current knowledge related to cultural competence development and contributes to Blanchet Garneau’s model (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015b).