Québec Université Laval, Bibliothèque 2015

Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 novembre 2023) / Cette recherche doctorale s'immisce au cœur des facteurs engendrant l'engagement au sein des cours comodaux du premier cycle universitaire. Historiquement, l'engagement dans les grands groupes s'est heurté aux contraintes inhérentes de l'espace d'apprentissage qui leur est dévolu, en l'occurrence l'amphithéâtre, conçu principalement pour des cours magistraux. L'avènement du numérique a introduit une brise de renouveau, étendant l'espace d'apprentissage au-delà des murs de la salle de classe, et a ainsi catalysé l'apparition de méthodes pédagogiques avant-gardistes comme le comodal. Cette approche comodale fusionne les activités d'enseignement et d'apprentissage synchrones et asynchrones, offrant ainsi une marge de manœuvre à l'étudiant pour déterminer son mode de participation chaque semaine (Heilporn, 2021 ; Université Laval, 2016). Mais il convient de noter que ce choix n'est pas une obligation, mais plutôt une liberté accordée à l'étudiant. L'atout majeur de cette méthode repose sur sa flexibilité, facilitant ainsi l'équilibre entre études, travail et vie familiale (Beatty, 2007; 2014; Abdelmalek, 2014). Cependant, une grande partie de la littérature centrée sur le comodal s'est principalement focalisée sur la satisfaction des étudiants ou sur les raisons sous-jacentes à leur choix modal. Les dynamiques propres à l'engagement au sein de cette méthode restent relativement sous-explorées, en particulier dans des configurations de grands groupes. De surcroît, il est fréquent que certaines études amalgament le comodal avec d'autres formules de cours hybrides. C'est précisément pour combler ces lacunes que cette recherche s'est donné pour objectif d'explorer les mécanismes d'engagement mis en place par les enseignants au sein des cours comodaux destinés à de grands groupes, et d'élucider leur impact sur l'engagement étudiant. Notre analyse s'est ainsi appuyée sur une trilogie d'engagement équitable, visant à offrir des moyens de participation, de représentation et d'action et d'expression justes pour tous. Pour mener à bien cette étude, nous avons élaboré un cadre basé sur les trois principes et les neuf directives de la conception universelle de l'apprentissage du CAST (2018). Ainsi, nous avons adopté une approche basée sur une étude de cas multiples, analysant trois cours distincts grâce à des entrevues avec trois enseignants et trois étudiants. Cette démarche a été renforcée par un sondage auquel 181 étudiants ont répondu. Nos conclusions mettent en lumière un déficit des moyens de participation susceptibles de stimuler un engagement équitable parmi les étudiants. Cependant, les moyens de représentation, d'action et d'expression mis en place ont engendré un engagement cognitif, émotionnel et comportemental chez les étudiants dans au moins deux des trois cours analysés. La forte présence pédagogique ainsi que la mise en place d'un forum se sont révélées être des catalyseurs cruciaux de cet engagement. De surcroît, notre analyse suggère que les moyens d'engagement les plus efficaces sont, en essence, asynchrones. Une telle tendance pourrait être attribuée à la rareté des technologies disponibles pour les apprentissages synchrones. Toutefois, une étude plus exhaustive, englobant un échantillon plus vaste et explorant ces mécanismes dans d'autres configurations pédagogiques, pourrait affiner et enrichir ces conclusions. En dépit de ces limites, cette recherche esquisse des perspectives prometteuses quant à l'avenir du comodal dans le cadre de grands groupes et suggère des pistes d'optimisation de son efficacité au premier cycle universitaire. / This doctoral research delves into the factors driving engagement in comodal courses at the undergraduate level. Historically, engagement in large groups has faced challenges due to the constraints inherent to their designated learning space, specifically the amphitheater, which is primarily designed for lectures. The digital age introduced a refreshing change, extending the learning space beyond the classroom walls, paving the way for avant-garde pedagogical methods such as comodal. This comodal approach merges both synchronous and asynchronous teaching and learning activities, granting students the discretion to determine their participation mode each week (Heilporn, 2021; Université Laval, 2017). However, it's worth noting that this choice isn't mandatory but rather a liberty given to the student. The hallmark of this method lies in its flexibility, thus facilitating a balance between studies, work, and family life (Beatty, 2007; 2014; Abdelmalek, 2014). However, much of the literature centered on comodal has predominantly focused on student satisfaction or the underlying reasons for their modal choice. The dynamics of engagement within this method remain relatively underexplored, especially in large group settings. Moreover, some studies tend to conflate comodal with other hybrid course formats. Precisely to bridge these gaps, this research aims to explore the mechanisms of engagement employed by teachers within comodal courses catered to large groups and to elucidate their impact on student engagement. Our analysis was anchored in a triad of equitable engagement, aiming to provide just means of participation, representation, and action and expression for all. To conduct this study, we formulated a framework based on the three principles and nine guidelines of the Universal Design for Learning from CAST (2018). We adopted a multiple-case study approach, analyzing three distinct courses through interviews with three teachers and three students. This approach was bolstered by a survey with 181 student respondents. Our findings highlight a shortfall in the means of participation that can foster equitable student engagement. However, the implemented means of representation, action, and expression resulted in cognitive, emotional, and behavioral engagement among students in at least two of the three courses examined. A strong pedagogical presence and the establishment of a forum emerged as pivotal catalysts for this engagement. Moreover, our analysis suggests that the most effective engagement mechanisms are fundamentally asynchronous. Such a trend could be attributed to the scarcity of technologies available for synchronous learning. Nonetheless, a more comprehensive study, encompassing a larger sample and exploring these mechanisms in other pedagogical settings, could refine and enrich these findings. Despite these limitations, this research sketches promising outlooks for the future of comodal within the framework of large groups and suggests avenues to optimize its efficacy at the undergraduate level.

L'objectif de cette étude est de vérifier l'hypothèse voulant que la pratique d'exercices informatisés en milieu scolaire soit un outil d'intervention efficace auprès d'enfants présentant des troubles d'apprentissage variés. Il s'agit, plus spécifiquement, d'évaluer l'effet de la pratique d'un exercice de calcul mental sur le développement des habiletés arithmétiques de base. L'échantillon se compose de 71 sujets. Un devis quasi-expérimental (prétest/traitement/post-test) avec groupe contrôle est utilisé. Les résultats obtenus suggèrent que la pratique d'un exercice informatisé de calcul mental est susceptible de favoriser l'automatisation d'opérations arithmétiques simples. Certains points d'ordre méthodologique et théorique concernant la nature, le déroulement et l'évaluation de ce type d'intervention sont présentés.

Il est facile de constater que la connaissance scientifique est fort peu présente dans les explications que les élèves donnent aux phénomènes naturels. Ils nous livrent des modèles spontanés qui sont des représentations préscientifiques dont on ne tient pas encore compte dans l'élaboration de stratégies pédagogiques. Ces représentations pré-scientifiques sont aussi appelées obstacles épistémologiques que G. Bachelard a classés, dans son livre intitulé "La formation de l'esprit scientifique", en plusieurs catégories: l'expérience première, la généralisation hâtive, le substantialisme, l'animisme, le mythe de la digestion, la libido, l'obstacle verbal, l'obstacle unitaire, l'obstacle pragmatique et l'obstacle quantitatif. Ces obstacles, qui sont des représentations de la réalité, résultent d'un mécanisme complexe interactionnel et cybernétique entre l'individu et son milieu ambiant. Et vu la diversité des milieux sociaux et de leur influence sur le développement intellectuel, il serait logique de s'attendre à ce que ces obstacles soient colorés d'une teinte sociale. C'est pourquoi notre hypothèse prévoyait la variation des obstacles épistémologiques selon l'origine sociale des individus. Dans notre recherche nous nous sommes adressés à des élèves de la septième année - sciences expérimentales (au Maroc) appartenant à deux origines sociales: le milieu favorisé et le milieu défavorisé. La méthode utilisée pour la cueillette des données consiste à interviewer un certain nombre d'élèves individuellement sur des thèmes nécessitant pour leur explication des notions de biologie traitées au cours des études secondaires. Nous avons aussi administré un questionnaire pour avoir des indices supplémentaires. L'analyse des réponses qui nous ont été fournies a montré que les élèves issus des deux milieux sociaux différents manifestent tous des obstacles épistémologiques. L'obstacle verbal, l'expérience première et l'obstacle unitaire sont communs aux élèves et se manifestent indépendamment de l'origine sociale. Cependant les élèves issus du milieu fortuné ont légèrement tendance à manifester l'obstacle verbal et l'obstacle unitaire plus que ne le font leurs confrères du milieu défavorisé, et c'est l'inverse pour l'expérience première. La généralisation hâtive constitue l'obstacle qui fait le plus de différence entre les groupes d'élèves, car il semble lié aux conditions du milieu favorisé. Les différences en termes d'obstacles, selon l'origine sociale, paraissent alors minces et notre hypothèse n'a été que partiellement confirmée. Peut-être n'avons-nous pas choisi de bons thèmes à exploiter? Ou peut-être aussi que la faiblesse des différences est liée à la complexité des phénomènes sociaux que nous avons abordés. Il est évident que nous ne pouvons pas extrapoler les résultats obtenus à l'ensemble de la population des élèves du secondaire car, d'une part, le nombre d'élèves intéressés par la recherche est très restreint è cause des exigences de la méthodologie employée et d'autre part, à cause de la difficulté de l'analyse des réponses, puisque certains obstacles sont liés comme par exemple la généralisation hâtive et l'expérience première. Au point de vue fréquence il est important de souligner que l'obstacle verbal est le plus fréquent, suivi de l'expérience première, puis de l'obstacle unitaire et de la généralisation. Nous avons eu l'occasion de rencontrer d'autres obstacles qui ne se sont manifestés que très faiblement. C'est le cas de la libido, du substantialisme, de l'animisme et du pragmatisme. Peut-être les thèmes choisis ne constituent-ils pas des occasions de manifestations de ce type d'obstacles. Au terme de cette étude il est utile de retenir que la connaissance chez nos élèves est entravée par plusieurs obstacles malgré l'enseignement des sciences. Il serait alors d'un grand intérêt de tenir compte de cette situation dans notre enseignement. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

L'un des objectifs de l'école consiste à faciliter l'acquisition de règles et à rendre cette acquisition permanente. Il ne suffit pas de veiller à ce qu'une règle soit bien acquise. Si la rétention n'est pas assurée, l'élève ne pourra pas appliquer cette règle à de nouvelles instances; il sera incapable de l'utiliser soit pour apprendre d'autres règles soit pour résoudre des problèmes qui y font appel. Bref, si la rétention d'une règle n'est pas assurée, son acquisition devient inutile. Notre expérience d'enseignement dans le secteur public nous a appris que l'école n'assure pas toujours la rétention des règles qui semblent acquises et qui constituent le type d'apprentissage scolaire le plus fréquent (Gagné 1970). En effet, nombre d'étudiants de cinquième secondaire ne réussissent pas à appliquer la règle du participe passé employé sans auxiliaire; pourtant, ils l'apprennent et la révisent depuis la cinquième année du cours élémentaire. De plus, les enseignants se plaignent beaucoup de l'oubli des connaissances qui semblaient acquises au cours des leçons précédentes. Plusieurs recherches soulignent d'ailleurs le même phénomène. Welborn et English (193 7) ont analysé près de 80 recherches portant sur la rétention de matières scolaires, alors que Sterret et Davis (1954) en ont étudié plus de 40. Ces auteurs trouvent que la rétention est supérieure quand l'apprentissage est significatif. Cependant, que l'apprentissage soit significatif ou non significatif, la courbe de rétention a la forme habituelle; elle décroît à un rythme décéléré. Il est possible que, de part et d'autre, l'acquisition ne soit pas complète. Il se peut également que les enseignants n'aient pas pris toutes les mesures nécessaires pour assurer la rétention. Par ailleurs, dans ce but, très fréquemment, les enseignants, immédiatement après la leçon, font pratiquer la règle un grand nombre de fois. Il est intéressant de noter que plusieurs auteurs de manuels destinés aux étudiants qui s'orientent vers l'enseignement et aux enseignants en exercice suggèrent la pratique comme moyen d'empêcher l'oubli. A titre d'exemple, Kingsley et Garry C19571 écrivent: Pour une rétention permanente et précise, il faut assurer un degré adéquat de surapprentissage. La pratique est essentielle pour assurer la permanence et le surapprentissage empêche le matériel de tomber en-dessous du seuil de disponibilité surtout durant la période d'oubli rapide (p. 380L. Si, malgré beaucoup de pratique, on observe autant d’oubli, on peut se demander si la pratique améliore la rétention de règles. Par rapport à la pratique immédiate, une étude comme celle de Gibson (1969) permet de croire que la pratique n'a pas d'effet sur la rétention de règles alors que l'étude de Parker (.19741 conclue qu'elle a un effet. D'autre part, le modèle de Gagné ne permet pas de répondre de façon définitive à cette question bien qu'il ait une tendance à y répondre de façon négative. La question qui est à l'origine de cette recherche peut donc se formuler de la façon suivante: la pratique immédiate d'une règle a-t-elle un effet sur sa rétention? / Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

L'objectif principal de cette étude consiste à vérifier si le contexte scolaire est une variable dont les élèves tiennent compte dans le choix de leurs stratégies d'apprentissage. Les différences entre les élèves du primaire et du secondaire sont aussi étudiées. L'échantillon se compose de 64 sujets, soit 16de troisième année, 16 de sixième année, 16 de deuxième secondaire et 16 de cinquième secondaire. Sept contextes sont présentés aux sujets (ex: manque de compréhension et préparation d'un examen) et la grille de Zirnmerman et MartinezPons ( 1986) est utilisée pour inventorier les stratégies mentionnées. Des différences sont observées selon le contexte présenté à l'élève. Les résultats démontrent aussi que les sujets plus vieux présentent des stratégies différentes des plus jeunes. Des recommandations pour des recherches futures de même que des suggestions pour des interventions éducatives sont abordées.

La présente étude vise à dégager la pertinence et la valeur discriminante des tests de niveaux de base introduits à titre expérimental au programme d'entraînement cognitif RÉÉDUC. Cette recherche comparative s'effectue auprès de 61 élèves du primaire, dont 30 élèves en difficulté d'apprentissage et 31 élèves considérés sans difficulté. Les analyses indiquent que certains tests de RÉÉDUC départagent bien les élèves en difficulté de ceux qui ne le sont pas. De plus, les résultats obtenus ne soulèvent aucun doute quant à la pertinence de ces tests auprès d'une clientèle scolaire dans le besoin.

Fractions are very hard to learn. As the joke goes, “Three out of two people have trouble with fractions”. Yet the invention of a notation for fractions is very ancient, dating back to Babylonians and Egyptians. Moreover, it is thought that ratio representation is innate. And obviously, fractions are part of our everyday life. We read them in recipes, we need them to estimate distances on maps or rebates in shops. In addition, fractions play a key role in science and mathematics, in probabilities, proportions and algebraic reasoning. Then why is it so hard for pupils to understand and use them? What is so special about fractions? As in other areas of numerical cognition, a fast-developing field in cognitive science, we tackled this paradox through a multi-pronged approach, investigating both adults and children.<p>Based on some recent research questions and intense debates in the literature, a first behavioural study examined the mental representations of the magnitude of fractions in educated adults. Behavioural observations from adults can indeed provide a first clue to explain the paradox raised by fractions. Contrary perhaps to most educated adults’ intuition, finding the value of a given fraction is not an easy operation. Fractions are complex symbols, and there is an on-going debate in the literature about how their magnitude (i.e. value) is processed. In a first study, we asked adult volunteers to decide as quickly as possible whether two fractions represent the same magnitude or not. Equivalent fractions (e.g. 1/4 and 2/8) were identified as representing the same number only about half of the time. In another experiment, adults were also asked to decide which of two fractions was larger. This paradigm offered different results, suggesting that participants relied on both the global magnitude of the fraction and the magnitude of the components. Our results showed that fraction processing depends on experimental conditions. Adults appear to use the global magnitude only in restricted circumstances, mostly with easy and familiar fractions. <p>In another study, we investigated the development of the mental representations of the magnitude of fractions. Previous studies in adults showed that fraction processing can be either based on the magnitude of the numerators and denominators or based on the global magnitude of fractions and the magnitude of their components. The type of processing depends on experimental conditions. In this experiment, 5th, 6th, 7th-graders, and adults were tested with two paradigms. First, they performed a same/different task. Second, they carried out a numerical comparison task in which they had to decide which of two fractions was larger. Results showed that 5th-graders do not rely on the representations of the global magnitude of fractions in the Numerical Comparison task, but those representations develop from grade 6 until grade 7. In the Same/Different task, participants only relied on componential strategies. From grade 6 on, pupils apply the same heuristics as adults in fraction magnitude comparison tasks. Moreover, we have shown that correlations between global distance effect and children’s general fraction achievement were significant.<p>Fractions are well known to represent a stumbling block for primary school children. In a third study, we tried to identify the difficulties encountered by primary school pupils. We observed that most 4th and 5th-graders had only a very limited notion of the meaning of fractions, basically referring to pieces of cakes or pizzas. The fraction as a notation for numbers appeared particularly hard to grasp. <p>Building upon these results, we designed an intervention programme. The intervention “From Pies to Numbers” aimed at improving children’s understanding of fractions as numbers. The intervention was based on various games in which children had to estimate, compare, and combine fractions represented either symbolically or as figures. 20 game sessions distributed over 3 months led to 15-20% improvement in tests assessing children's capacity to estimate and compare fractions; conversely, children in the control group who received traditional lessons improved more in procedural skills such as simplification of fractions and arithmetic operations with fractions. Thus, a short classroom intervention inducing children to play with fractions improved their conceptual understanding. <p>The results are discussed in light of recent research on the mental representation of the magnitude of fractions and educational theories. The importance of multidisciplinary approaches in psychology and education was also discussed. <p>In sum, by combining behavioural experiments in adults and children, and intervention studies, we hoped to have improved the understanding how the brain processes mathematical symbols, while helping teachers get a better grasp of pupils’ difficulties and develop classroom activities that suit the needs of learners.<p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

De nombreux algorithmes en Apprentissage Automatique utilisent une notion de distance ou de similarité entre les exemples pour résoudre divers problèmes tels que la classification, le partitionnement ou l'adaptation de domaine. En fonction des tâches considérées ces métriques devraient avoir des propriétés différentes mais les choisir manuellement peut-être fastidieux et difficile. Une solution naturelle est alors d'adapter automatiquement ces métriques à la tâche considérée. Il s'agit alors d'un problème connu sous le nom d'Apprentissage de Métriques et où le but est principalement de trouver les meilleurs paramètres d'une métrique respectant des contraintes spécifiques. Les approches classiques dans ce domaine se focalisent habituellement sur l'apprentissage de distances de Mahalanobis ou de similarités bilinéaires et l'une des principales limitations est le fait que le contrôle du comportement de ces métriques est souvent limité. De plus, si des travaux théoriques existent pour justifier de la capacité de généralisation des modèles appris, la plupart des approches ne présentent pas de telles garanties. Dans cette thèse nous proposons de nouveaux algorithmes pour apprendre des métriques à comportement contrôlé et nous mettons l'accent sur les propriétés théoriques de ceux-ci. Nous proposons quatre contributions distinctes qui peuvent être séparées en deux parties: (i) contrôler la métrique apprise en utilisant une métrique de référence et (ii) contrôler la transformation induite par la métrique apprise. Notre première contribution est une approche locale d'apprentissage de métriques où le but est de régresser une distance proportionnelle à la perception humaine des couleurs. Notre approche est justifiée théoriquement par des garanties en généralisation sur les métriques apprises. Dans notre deuxième contribution nous nous sommes intéressés à l'analyse théorique de l'intérêt d'utiliser une métrique de référence dans un terme de régularisation biaisé pour aider lors du processus d'apprentissage. Nous proposons d'utiliser trois cadres théoriques différents qui nous permettent de dériver trois mesures différentes de l'apport de la métrique de référence. Ces mesures nous donnent un aperçu de l'impact de la métrique de référence sur celle apprise. Dans notre troisième contribution nous proposons un algorithme d'apprentissage de métriques où la transformation induite est contrôlée. L'idée est que, plutôt que d'utiliser des contraintes de similarité et de dissimilarité, chaque exemple est associé à un point virtuel qui appartient déjà à l'espace induit par la métrique apprise. D'un point de vue théorique nous montrons que les métriques apprises de cette façon généralisent bien mais aussi que notre approche est liée à une méthode plus classique d'apprentissage de métriques basée sur des contraintes de paires. Dans notre quatrième contribution nous essayons aussi de contrôler la transformation induite par une métrique apprise. Cependant, plutôt que considérer un contrôle individuel pour chaque exemple, nous proposons une approche plus globale en forçant la transformation à suivre une transformation géométrique associée à un problème de transport optimal. D'un point de vue théorique nous proposons une discussion sur le lien entre la transformation associée à la métrique apprise et la transformation associée au problème de transport optimal. D'un point de vue plus pratique nous montrons l'intérêt de notre approche pour l'adaptation de domaine mais aussi pour l'édition d'images / Many Machine Learning algorithms make use of a notion of distance or similarity between examples to solve various problems such as classification, clustering or domain adaptation. Depending on the tasks considered these metrics should have different properties but manually choosing an adapted comparison function can be tedious and difficult. A natural trend is then to automatically tailor such metrics to the task at hand. This is known as Metric Learning and the goal is mainly to find the best parameters of a metric under some specific constraints. Standard approaches in this field usually focus on learning Mahalanobis distances or Bilinear similarities and one of the main limitations is that the control over the behaviour of the learned metrics is often limited. Furthermore if some theoretical works exist to justify the generalization ability of the learned models, most of the approaches do not come with such guarantees. In this thesis we propose new algorithms to learn metrics with a controlled behaviour and we put a particular emphasis on the theoretical properties of these algorithms. We propose four distinct contributions which can be separated in two parts, namely (i) controlling the metric with respect to a reference metric and (ii) controlling the underlying transformation corresponding to the learned metric. Our first contribution is a local metric learning method where the goal is to regress a distance proportional to the human perception of colors. Our approach is backed up by theoretical guarantees on the generalization ability of the learned metrics. In our second contribution we are interested in theoretically studying the interest of using a reference metric in a biased regularization term to help during the learning process. We propose to use three different theoretical frameworks allowing us to derive three different measures of goodness for the reference metric. These measures give us some insights on the impact of the reference metric on the learned one. In our third contribution we propose a metric learning algorithm where the underlying transformation is controlled. The idea is that instead of using similarity and dissimilarity constraints we associate each learning example to a so-called virtual point belonging to the output space associated with the learned metric. We theoretically show that metrics learned in this way generalize well but also that our approach is linked to a classic metric learning method based on pairs constraints. In our fourth contribution we also try to control the underlying transformation of a learned metric. However instead of considering a point-wise control we consider a global one by forcing the transformation to follow the geometrical transformation associated to an optimal transport problem. From a theoretical standpoint we propose a discussion on the link between the transformation associated with the learned metric and the transformation associated with the optimal transport problem. On a more practical side we show the interest of our approach for domain adaptation but also for a task of seamless copy in images