Conception et évaluation d'Evasion, un logiciel éducatif d'entraînement des capacités d'attention visuelle impliquées en lecture

Design and evaluation of Evasion, an educational software to train the visual attention skills involved in reading

• Auteur / Autrice : Svetlana Meyer
• Direction : Sylviane Valdois, Julien Diard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie de la Cognition, de l'interaction, de l'Apprentissage et de la création
• Date : Soutenance le 22/01/2019
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de psychologie et neurocognition (Grenoble ; Chambery ; 1996?-....)
• Jury : Président / Présidente : Édouard Gentaz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daphné Bavelier, Pierre-Yves Oudeyer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Siéroff, Michel Fayol

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lecture -- Développement des capacités

Lecture -- Étude et enseignement (primaire)

Logiciels -- Développement

Acquisition linguistique

Mots clés libres

Logiciel éducatif

Attention visuelle

Apprentissage lecture

Jeux vidéo d'action

Educational software

Visual attention

Reading acquisition

Action video game

Résumé

Apprendre à lire est une activité complexe qui s'appuie sur différentes capacités cognitives, dont l'attention visuelle. Absente des programmes scolaires, le rôle de l'attention visuelle pour l'apprentissage de la lecture est pourtant largement documenté dans la littérature scientifique. Dans cette thèse, nous avons donc conçu un logiciel éducatif original d'entraînement de l'attention visuelle, Evasion, et évalué l'impact de son utilisation au sein de la classe.Pour ce faire, une revue de littérature a été menée pour identifier plus précisément quelles sont les dimensions de l'attention visuelle impliquées en lecture et comment les entraîner au mieux. Un cadre conceptuel théorique que nous avons développé permet d'interpréter ces éléments et suggère que les dimensions à cibler sont la quantité totale d'attention visuelle et sa dispersion dans l'espace. Ces deux dimensions semblent particulièrement bien entraînées par les jeux vidéo d'action, dont l'effet sur l'attention visuelle a été lui aussi expliqué dans le cadre de notre modèle.Pour les entraîner au mieux au sein d'Evasion, nous avons mêlé les tâches, dont l'effet sur ces dimensions a été validé, avec les propriétés des jeux vidéo d'action. Notre logiciel prend la forme de quatre mini-jeux, dont les propriétés s'ajustent au niveau de l'élève grâce à un algorithme d'adaptation de la difficulté développé par notre équipe. Evasion devait être utilisé en classe pendant 10~h au total, à raison de 3 sessions hebdomadaires de 20 minutes. L'expérimentation a porté sur 730 élèves de CP répartis en deux groupes d’entraînement. Les deux groupes étaient appariés quant à leurs compétences cognitives avant entraînement. En post-entraînement, les performances du groupe Evasion ont été comparées à celles du groupe contrôle, qui recevait un entraînement de la compréhension orale en anglais.Les résultats de cette expérience écologique montrent que les capacités d'attention visuelle et de lecture ne progressent pas davantage suite à l'utilisation d'Evasion que suite à l'utilisation d'un entraînement contrôle. Des analyses supplémentaires révèlent que le protocole a été peu suivi en classe, et que le temps d'entraînement est un facteur expliquant l'amplitude de l'amélioration des dimensions attentionnelles ciblées. Par ailleurs, il semblerait que les entraînements proposés aient été trop faciles. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives sur les améliorations à apporter à notre logiciel et, plus généralement, sur les conditions de mise en oeuvre d'expériences écologiques dont les besoins sont spécifiques.

Learning to read is a complex activity that relies on different cognitive abilities, including visual attention. The role of visual attention in learning to read is widely documented in the scientific literature but absent from school curricula. In this thesis work, we designed an original educational software, called Evasion, for visual attention training in the classroom and we evaluated its impact on beginning readers' performance.A literature review was first conducted to identify the dimensions of visual attention that are involved in reading and how best to train them. We then propose a conceptual framework which allows us to interpret these results. We conclude that the dimensions to be targeted are the total amount of visual attention resources and attention spatial dispersion. These two facets of attention seem to be particularly well driven by action video games, whose effect on visual attention has also been characterized in our model.To train visual attention resources and dispersion as well as possible within Evasion, we have mixed the tasks known to improve these attentional dimensions with the properties of action video games. Our software includes four training mini-games and an adaptive difficulty algorithm developed by our team to adjust the game properties online to the child needs. The training program was provided in classroom over a period of ten weeks at a rate of three 20-minute sessions a week. It was proposed to a large sample of 730 beggining readers for reading difficulty prevention.The impact of Evasion was assessed before and after training as compared to a control group that used an intervention program conceived to improve oral comprehension in English. The results of this ecological experiment show that visual attention and reading did not improve more following Evasion than control training. Additional analyses revealed that training time was poorly respected while this factor relates to the magnitude of improvement in the attentional dimensions we targeted. The analyses further suggest a problem in the level of difficulty of the mini-games. Overall, our work opens up new perspectives on the improvements to be made to our software and, above all, on the conditions for successful implementation of ecological experiments.