Cette thèse en informatique se situe dans le domaine des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH), et plus particulièrement au sein du projet AGATE (an Approach for Genericity in Assistance To complEx tasks) qui vise à proposer des modèles génériques et des outils unifiés pour permettre la mise en place de systèmes d'assistance dans des applications existantes. Dans ce projet, l'éditeur d'assistance SEPIA permet aux concepteurs d'assistance de définir un système d'assistance épiphyte grâce à des règles respectant le langage aLDEAS. Ce système d'assistance peut ensuite être exécuté par le moteur d'assistance de SEPIA pour fournir de l'assistance aux utilisateurs finaux sur les applications-cibles diverses. Dans le contexte éducatif, des enseignants peuvent souhaiter mettre en place des systèmes d'assistance pour compléter les logiciels pédagogiques ou non-pédagogiques utilisés par les apprenants. Des ingénieurs pédagogiques endossent donc le rôle de concepteurs d'assistance, alors que les apprenants sont les utilisateurs finaux des applications assistées. Notre thèse traite la problématique suivante : « Comment mettre en place un système d'assistance épiphyte en contexte éducatif en adoptant une approche générique ? Nous avons abordé cette problématique de recherche en deux étapes : tout d'abord l'étude d'assistances existantes au sein d'applications utilisées en contexte éducatif, puis l'exploitation et l'enrichissement des modèles et outils du projet AGATE pour les adapter au contexte éducatif. Dans un premier temps, nous avons étudié des applications variées utilisées par des enseignants au sein de leurs cours, ainsi que des travaux existants qui proposent des systèmes d'assistance. Nous avons ainsi identifié les caractéristiques de l'assistance, et nous les avons classées selon qu'elles permettent de proposer de l'assistance technique (utilisation de l'application, prise en main) ou de l'assistance pédagogique (feedbacks pédagogiques, guidage pédagogique). Nous avons ajouté à cette classification les différents modes de déroulement d'une assistance dans le contexte éducatif. Dans un second temps, nous avons confronté les modèles et outils proposés précédemment dans le projet AGATE aux caractéristiques de l'assistance ainsi identifiées dans le contexte éducatif. Les limites des modèles et outils précédents nous ont amené à proposer deux contributions au langage aLDEAS et au système SEPIA pour les adapter au contexte éducatif. Cette nouvelle version de SEPIA adaptée au contexte éducatif est nommée SEPIA-edu. La première limite concernait la complexité de définition de systèmes d'assistance variés en termes de déroulement. Que ce soit dans un contexte éducatif ou non, il est important de pouvoir définir facilement et de manière explicite plusieurs modes d'articulation entre les différents éléments d'un système d'assistance. Nous avons donc proposé un modèle d'articulation entre les règles aLDEAS explicitant le déroulement d'une assistance et permettant de définir des systèmes d'assistance comprenant des éléments qui se déroulent de manière successive, interactive, simultanée, progressive, indépendante. Nous avons associé à ce modèle un processus d'application automatique des contraintes des modes d'articulation aux règles qui permet de générer et/ou modifier automatiquement les règles aLDEAS en faisant en sorte qu'elles soient toujours compatibles avec le moteur d'exécution d'assistance de SEPIA. Ce modèle et ce processus ont été implémentés dans SEPIA-edu. La seconde limite est propre au domaine éducatif. Elle concernait la complexité à définir un guidage pédagogique proposant un parcours entre différentes activités au sein d'une application existante. Nous avons tout d'abord proposé un modèle d'activité permettant de délimiter les activités au sein des applications... / This thesis in computer science take place in the ILE domain (Interactive Learning Environment) and was realized within the AGATE project (an Approach for Genericity in Assistance To complEx tasks) that aims at proposing generic models and unified tools to make possible the setup of assistance systems in various existing applications. In this project, an assistance editor allows assistance designers to define assistance systems and a generic assistance engine executes these assistance systems on the various target-applications without disturbing them to help final users. These assistance systems are defined by the assistance rules that respect the aLDEAS language. In the educational context, teachers can want to set up assistance system to complete the pedagogical or non-pedagogical software used by learners. Pedagogical engineers therefore have the role of assistance designers and learners are end-users of such assisted applications. Our PhD thesis address the following research question: “How to set up an epiphytic assistance system in the educational context by adopting a generic approach?” In order to answer this research question, we realized this thesis in two steps: first, the study of existing assistances within applications used in the educational context, then the exploitation and enrichment of models and tools of the AGATE project to adapt them to the educational context. In the first step, we studied the applications used by teachers in their courses as well as existing works proposing assistance system. We identified the characteristics of assistance, and classified them by the way they propose the technical assistance (use, handling of applications) and the pedagogical assistance (pedagogical feedback, pedagogical guidance) as well as different modes to sequence assistance elements in the educational context. In the second step, we confronted the models and tools proposed previously in the AGATE project to the characteristics of the assistance identified in educational context. The limitations of the previous models and tools led us to propose two contributions to the aLDEAS language and the SEPIA system in order to adapt them to the educational context. The first limitation relates to the complex definition of various assistance systems in terms of sequence of assistance elements. Whether in an educational context or not, it is important to be able to define easily and explicitly several modes of articulation between the different elements of an assistance system. We therefore proposed a model of articulation between aLDEAS rules in five modes: successive, interactive, simultaneous, progressive, independent. We associated this model with a process of automatic application of constraints of the articulation modes to the rules. This process makes it possible to automatically generate and / or modify the aLDEAS rules by making sure that they are always compatible with the execution of SEPIA assistance engine. This model and this process have been implemented in SEPIA-edu. The second limitation is specific to the educational context. It concerns the complex definition of a pedagogical guidance proposing different learning activities within an existing application. We first proposed an activity model to delimit activities within applications. Then, a pedagogical guidance model allows to define different types of pedagogical guidance (free, sequential, contextualized, temporal, personalized). A pedagogical guidance pattern was proposed to define a composed pedagogical guidance which can combine several types of pedagogical guidance. Finally, a process of the transformation of a pedagogical guidance into aLDEAS rules allows to automatically generate and modify aLDEAS rules. This model of activity, this pedagogical guidance pattern and this process have been implemented in SEPIA-edu

With the increased demand for the utilization of computerized information systems by business users, the need for investigating the impact of various user interfaces has been well recognized. It is usually assumed that providing the user with assistance in the usage o-f a system would significantly increase the user's productivity. There is, however, a dearth of systematic inquiry into this commonly held notion to verify its validity in a scientific fashion. The purpose of this study is to investigate the impact of system-provided user assistance and complexity level of the problem on novice users' productivity in specifying database queries. The study is theoretical in the sense that it presents an approach adopted from research in deductive database systems to attack problems concerning user interface design. It is empirical in that it conducts an experiment in a controlled laboratory setting to collect primary data for the testing of a series of hypotheses. The two independent variables are system-provided user assistance and problem complexity, while the dependent variable is the user's query specification productivity. Three measures are used as separate indicators of query specification productivity: number of syntactic errors, number of semantic errors, and time required for completing a query task. Due to the lack of a well-defined metric for user assistance, the study first presents a generic classification scheme for relational query specification. Based on this classification scheme, two quantitative metrics for measuring the amount of user assistance in terms of prompts and defaults were developed. The user assistance is operationally defined with these two metrics. Four findings emerge as significant results of the study. First, user assistance has a significant main effect on all of the three dependent measures at the 1 percent significance level. Second, problem complexity also has a significant impact on the three productivity measures at the 1 percent significance level. Third, the interaction effect of user assistance and problem complexity on the number of semantic errors and the amount of time for completion is significant at the 1 percent level. Fourth, Although this interaction effect on the number of syntactic errors is not significant at the 5 percent level, it is at the 10 percent level. More research is needed to permit a thorough understanding of the issue of user interface design. A list of topics is suggested for future research to confirm or to modify the findings of this study.

The aim of this study was to explore if users of a Picture Archiving and Communication System (PACS) could benefit from User Onboarding elements and Embedded User Assistance (EUA) to discover and learn about new functionality within the system. Five sub-questions, related to perceived intrusiveness, intuitiveness, helpfulness and persuasion, as well as the need to guide users to nested functionality, were explored as well to help answer the research question. Through a combined Research through Design and Case Study approach the study resulted in a design process with four phases; Exploration, Concepting, Prototyping and Evaluation. After initial exploration and assessments, one concept was implemented in an interactive Figma prototype of the PACS. This prototype was tested and evaluated by users as well as an expert group using the Cognitive Walkthrough method. Overall positive feedback about the usefulness and intuitiveness of the suggested design proposal was found. The results suggest that implementing onboarding elements, such as highlighting features and interactive tooltips, could be a good approach to offer EUA in a PACS to help users discover and learn about new functionality. Further elaboration of the results, important considerations and suggestions regarding future implementation in a live system is discussed in greater detail in the report.

Cette thèse en informatique se situe plus particulièrement dans le domaine de l’ingénierie des connaissances. Elle concerne la mise en place a posteriori de systèmes d’assistance dans des applications existantes, en adoptant une démarche générique. Afin de permettre la mise en place de systèmes d’assistance dans des applications existantes sans avoir à les redévelopper ni à accéder à leur code source, nous avons choisi d’adopter une démarche entièrement épiphyte. Nous avons proposé un processus d’adjonction d’un système d’assistance à une application-cible de manière épiphyte. Il est constitué de deux phases : la spécification et l’exécution de l’assistance. La phase de spécification de l’assistance permet à un expert, le concepteur de l’assistance, de représenter ses connaissances relatives à l’application-cible et à l’assistance qu’il souhaite mettre en place dans celle-ci. La phase d’exécution de l’assistance exploite ces connaissances pour fournir aux utilisateurs finaux l’assistance souhaitée par le concepteur. Pour permettre d’une part la spécification de l’assistance par un concepteur potentiellement non-informaticien, et d’autre part l’exécution automatique de l’assistance spécifiée, nous avons proposé un langage pivot : aLDEAS. Ce langage graphique permet de définir des systèmes d’assistance très variés sous la forme d’un ensemble de règles. Nos propositions théoriques ont été mises en oeuvre de façon opérationnelle à travers le système SEPIA, constitué de différents outils. L’éditeur d’assistance de SEPIA est destiné aux concepteurs d’assistance et met en oeuvre la phase de spécification de l’assistance. Il fournit aux concepteurs d’assistance une interface pour manipuler les éléments du langage aLDEAS, afin de définir un système d’assistance sous la forme d’un ensemble de règles aLDEAS. Les systèmes d’assistance aLDEAS peuvent ensuite être exécutés par le moteur générique d’assistance qui met en oeuvre la phase d’exécution de l’assistance. Il permet de fournir l’assistance ainsi définie aux utilisateurs finaux des applications-cibles. Pour cela, le moteur d’assistance s’appuie sur différents outils épiphytes, pour surveiller et inspecter l’application-cible, ainsi que pour réaliser les actions d’assistance pour l’utilisateur final. Bien que mettant en oeuvre des modèles génériques, le système SEPIA permet de mettre en place de l’assistance finement contextualisée et adaptée aux spécificités, d’une part de l’application-cible, et d’autre part des utilisateurs finaux. / This thesis in computer science is situated more particulary in the field of knowledge engineering. It concerns the a posteriori setup of assistance systems in existing applications, while having a generic approach. In order to setup the setup of assistance systems in existing applications without a need to redevelop it or to access its source code, we choose to have a fully epiphytic approach. We proposed a adjunction process of an assistance system to a target-application with a epiphytic manner. It is constituted of two phases: the specification and the execution of the assistance. The assistance specification phase enables an expert, the assistance designer, to represent his knowledge relative to the target-application and to the assistance that he wishes to setup. The assistance execution phase uses this knowledge to provide the target-application end-users with the assistance wished by the designer. To make possible on the one hand the assistance specification by an assistance designer potentially non-computer scientist, and one the second hand the automatic execution of the specified assistance, we propose a pivot language: aLDEAS. This graphical language makes possible the definition of very varied assistance systems, with the shape of a set of rules. Our theoretical propositions have been implemented through the SEPIA system, constituted of different tools. The SEPIA assistance editor is aimed at assistance designers, and it implemented the assistance specification phase. It provided the assistance designers with an interface to handle aLDEAS elements in order to define assistance rules. These rules can then be executed by the SEPIA generic assistance engine, which implements the assistance execution phase. It provides the target-application end-users with the specified assistance. For this purpose, the assistance engine manages different epiphytic tools, in order to monitor and inspect the target-application, and to perform the assistance actions. The models implemented through the SEPIA system are generic, but it make possible the setup of assistance systems specifically suited on the one hand to their target-application, and on the second hand to the end-users.