Québec Université Laval, Bibliothèque 2015

Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

Ausubel, en 1960, testa l'hypothèse que l'apprentissage et la rétention d’un matériel verbal non familier, mais significatif, peuvent être facilités par une introduction, dès le début, de concepts subsumants pertinents appelés des organisateurs. Depuis plusieurs études furent menées, mettant à l'épreuve l'hypothèse de départ. De façon générale, ces recherches se sont attardées sur l'apprentissage de l'information verbale et sur la position des organisateurs dans le matériel pédagogique. Godbout, en 1981, mena une autre recherche dont les résultats permirent de constater de nouveau que le rappel des préalables constituait un facteur déterminant dans l'apprentissage. Ces considérations nous ont permis de formuler l'objet de notre recherche qui est de vérifier les effets sur l'apprentissage et la rétention d'habiletés intellectuelles du rappel des schémas organisateurs comme préalables. L'expérimentation menée qui impliqua quatre groupes réguliers d'un cours en enseignement religieux (un total de 77 sujets non répartis au hasard) répartis en trois groupes expérimentaux (A, B et C) et en un groupe contrôle (D), se déroula en quatre phases. Le matériel expérimental utilisé est un cours fictif portant sur la "science des systèmes xénogrades". Ce cours divisé en deux parties comportait trois types de schémas organisateurs et une introduction. Le premier organisateur (0) portait sur l'ensemble du matériel. Le deuxième (01) sur la première partie et le troisième (O2) sur la deuxième partie. Les groupes expérimentaux reçurent, en plus du matériel, soit 0, O1 et O2 ou leur combinaison. Le groupe témoin ne reçut que l'introduction en plus du matériel. Les sujets furent ensuite soumis à trois tests: un post-test 1 portant sur la première partie du matériel, un post-test 2 portant sur la deuxième partie du matériel et un test de rétention portant sur l'ensemble du matériel. Pour traiter les résultats, nous avons effectué une analyse de la variance, un test sur l'homogénéité de la variance, un test sur l'homogénéité de la régression, une analyse de la covariance et un test de comparaisons multiples. Les sujets n'ayant pas été soumis à un pré-test, nous avons utilisé leurs notes de mathématique comme variable concommittante. Trois observations se dégagent des résultats obtenus: la supériorité du groupe C sur les autres groupes en ce qui concerne le test de rétention, l'effet positif des schémas organisateurs sur l'apprentissage d'habiletés intellectuelles subséquentes et la difficulté d'affirmer que le rappel des schémas organisateurs seulement, avant l'apprentissage d'habiletés intellectuelles, ait un effet positif. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2016

Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

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Québec Université Laval, Bibliothèque 2014

Dans cette recherche de type exploratoire-expérientiel, l'auteure élabore un modèle sur le processus d 'intégration des apprentissages, à l'aide de quelques auteurs ayant traité de théories sur l'apprentissage et sur le développement personnel. A ce modèle se joint l'élaboration d'indicateurs qui servent d'indices pour la compréhension et l'accomplissement de ce processus. En premier lieu, les conditions internes énoncent différents éléments qui, suivant les phases du processus d'intégration, permettent une meilleure compréhension du processus interne de l'apprenant. En deuxième lieu, les événements externes suggèrent des outils pédagogiques qui favorisent la création d'un climat favorable à l'apprentissage et à l'intégration des connaissances et des expériences de l'apprenant dans un contexte de supervision. Deux groupes de professionnels-superviseurs ont collaboré à l'expérimentation. Grâce aux journaux de bord, instrument privilégié pour cette recherche, il fut possible d'illustrer le modèle proposé et de justifier les phases du processus d 'intégration et leur séquence. D'autre part, ces mêmes témoignages confirment la nécessité d'avoir des indicateurs qui servent de paramètres pour suivre l'évolution qualitative et/ou quantitative de l'intégration des apprentissages. De plus, l'application de la modélisation lors d'une session de formation, telle que conçue dans cette recherche, accompagne bien l'apprenant dans la progression de son processus d'apprentissage. Toutefois certaines conditions doivent être mises en oeuvre pour la réalisation du processus d'intégration. Premièrement, l'apprenant a besoin avant tout d 'être touché dans ses intérêts et rejoint dans ses intentions pour que l'intégration s'accomplisse. Ainsi, les contenus doivent apparaître significatifs pour que l'apprenant soit en mesure de leur accorder une importance au moment où il les perçoit et au moment où il commence à leur donner du sens. Deuxièmement, l'utilisation de l'approche expérientielle règle aussi le dilemme de la relation éducateur-apprenant, en regard des connaissances. Car la transmission des connaissances est à la fois ce qui peut lier et séparer l'éducateur de l'apprenant. Ainsi, le rapport au savoir ou aux connaissances, tel qu'utilisé lors de l'expérimentation, avait pour but de structurer le vécu expérientiel et créer en quelque sorte une interaction entre la professeure et les co-chercheurs. Ce type de rapport au savoir, eu égard au vécu expérientiel de l'apprenant et aux significations qui s'en dégagent, placent souvent l'individu dans un état de dissonance cognitive. Dans cette situation, l'apprenant est appelé à décider ce q u 'il va faire avec ces constatations. Devra-t-il ou non changer sa façon à lui de s 'y prendre? Devra-t-il modifier certains de ses comportements et lesquels? Placé devant ce dilemme, l'apprenant est plus en mesure de devenir son propre maître. Troisièmement, l'intégration défend autant des qualités des conditions internes que de celles des conditions externes. En situation d'apprentissage l'apprenant est appelé à nommer son ressenti, son vécu expérientiel s'il veut progresser dans le continuum des savoirs. La qualité des activités et des outils pédagogiques jointe à la qualité relationnelle entre l'apprenant et l'éducateur permettent à chacun de s'engager et de s'exprimer avec liberté et authenticité. Finalement, le temps nécessaire à consacrer à la réalisation du processus d 'intégration ne s'effectue pas d'emblée. Elle atteint un état plus ou moins stable qu'après une longue évolution. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2016

Québec Université Laval, Bibliothèque 2015

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