Samcco : un Système d'Apprentissage Mobile Contextuel et Collaboratif dans des Situations Professionnelles

par Chuantao Yin

Thèse de doctorat en Informatique et information pour la société

Sous la direction de Bertrand David et de René Chalon.

Soutenue le 25-01-2010

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon , dans le cadre de École Doctorale d'Informatique et Mathématiques (Lyon) , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique pour l'Entreprise et les Systèmes de Production (laboratoire) .

Le président du jury était Patrick Prévot.

Le jury était composé de Christine Ferraris, Richard Hotte.

Les rapporteurs étaient Serge Garlatti, Alain Derycke.


  • Résumé

    Sous l’influence des technologies de l’informatique mobile, l’apprentissage devient de plus en plus mobile. En effet, utiliser des dispositifs mobiles pour apprendre, n’importe où et n’importe quand, c’est l’objectif de l’apprentissage mobile (Mobile Learning). Nous nous plaçons principalement dans des situations professionnelles, portant sur l’apprentissage contextuel de la maîtrise d’équipements domestiques, publics ou professionnels en mobilité. Nos travaux de recherche visent à mettre en oeuvre l’apprentissage mobile que nous voulons situé, contextuel, personnel, collaboratif, et tout au long de la vie. Nous proposons un système d’apprentissage mobile contextuel appelé SAMCCO (Système d’Apprentissage Mobile Contextuel et Collaboratif) qui prend en compte les exigences MOCOCO (Mobilité, Contextualisation, Collaboration). Dans nos travaux, nous explorons les domaines des technologies mobiles, de l’apprentissage mobile, de la contextualisation, des méthodes d’apprentissage en contexte, du Travail Collaboratif Assisté par Ordinateur (TCAO) de l’Interaction Homme-Machine (IHM) et de la Réalité Augmentée (RA). Nos travaux ont commencé par l’étude de la modélisation d’unités d’apprentissage. Nous avons défini des modèles de ces unités d’apprentissage en tant que ressources d’apprentissage pour la maîtrise d’équipements. Nous définissons les métadonnées AMLOM (Appliance Mastering LOM) pour décrire ces unités d’apprentissage. Les métadonnées AMLOM sont issues d’IEEE LOM (Learning Object Metadata) avec la redéfinition de certains éléments et l’ajout de nouveaux éléments pour permettre la contextualisation des unités d’apprentissage dans nos contextes d’apprentissage. Nous avons également élaboré un processus de production d’unités d’apprentissage. Ce processus permet de transformer les documentations initiales, comme des manuels papier ou d’autres formats numériques, en unités d’apprentissage XML et de les stocker et indexer dans une base de données, pour être prêtes à être interrogées par le système d’apprentissage SAMCCO. La conception de SAMCCO s’appuie sur l’approche basée sur les scénarios et sur les modèles. SAMCCO se base sur la plateforme IMERA (Interaction Mobile dans l’Environnement Réel Augmenté) développée par notre équipe, qui a pour but de prendre en compte les augmentations suivantes : apprenant augmenté, environnement augmenté, équipement augmenté. La modélisation, la prise en compte des exigences d’apprenant et du contexte d’apprentissage dans son activité professionnelle sont au coeur de nos travaux. Nous avons également adapté des méthodes d’apprentissage, comme l’apprentissage juste à temps, l’apprentissage par l’action et l’apprentissage collaboratif, à nos activités d’apprentissage mobiles. L’architecture du système se base sur des modèles (bases de données, services génériques, patterns d’interaction, etc.). L’objectif de SAMCCO est d’augmenter avec les caractéristiques MOCOCO l’efficacité de l’apprentissage et la performance du travail associé dans les activités de la maîtrise d’équipements domestiques, publics, ou professionnels. En s’appuyant sur les principes de notre approche, nous avons réalisé plusieurs applications pour valider l’intérêt de SAMCCO dans différentes situations. Le scénario du banc de tests MAPED nous a permis de valider le processus de production d’unités d’apprentissage dans un cas concret. Le scénario de maintenance de l’ordinateur est un cas d’application de l’apprentissage mobile contextuel dans une activité de maintenance d’équipement. Le projet HSHB (Healthy Spirit in Healthy Body) permet un autre type d’apprentissage, l’apprentissage mobile contextuel dans le processus de constitution d’un repas équilibré dans un restaurant libre service, dans lequel notre système peut également être utilisé.


  • Résumé

    With the rapid development of mobile computing technologies, mobile learning has become a new important learning style in our life. Situated, contextual, personal, collaborative, informal and lifelong are the main characteristics of mobile learning. We are interested in applying mobile learning in contextual professional situations, particularly in the learning of mastering domestic, public and professional appliances. In our work, a learning system named SAMCCO (French acronym of Collaborative Contextual Mobile Learning System) which concerned MOCOCO (Mobility, Contextualization, Collaboration) concepts was proposed for the above aimed situations. The research involved the domains of mobile technologies, mobile learning, learning context, contextualization, learning methods, CSCW (Computer Supported Cooperative Work), HCI (Human Computer Interaction) and AR (Augmented Reality). The problem of learning units was firstly studied. We considered learning units and their models as the learning resources for appliance mastering in our approach. We defined AMLOM (Appliance Mastering LOM) metadata to describe learning units. AMLOM metadata were extended from IEEE LOM (Learning Object Metadata) by redefining the existent elements and adding some new elements, which would support the contextualization of learning units in our proposed learning contexts. We also proposed a process for the production of learning units, which allows us to transform the original documentations, such as paper manuals or other electronic documents, into learning units in XML format, store and index them in database. The conception of SAMCCO is based on the IMERA (Computer Augmented Environment for Mobile Interaction) platform designed by our research team which concerns the following augmentations: augmented learners, augmented environment and augmented appliances. Learner’s requirements and learning context in professional situations were identified and modeled in the conception of system. Learning methods such as just in time learning, learning by doing and collaborative learning were properly adapted into professional learning activities. The system architecture is based on models (generic services, databases, interaction patterns, etc) and explains how the learning system works. The objective of SAMCCO is to augment the learning efficiency and working performance associated in the activities of mastering domestic, public and professional appliances with MOCOCO characteristics. Based on the principles of our approach, we made several applications to validate the interest of SAMCCO in different concrete situations. MAPED test bench scenario allowed us to validate the process of the production of learning units in a precise industrial case. The scenario of computer maintenance is an application of contextual mobile learning in the activity of appliance maintenance. HSHB (Healthy Spirit in Healthy Body) project illustrates another type of contextual mobile learning for establishing a balanced meal in self-service restaurant, in which our system design was also used.


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