Modèlisation et détection de la persévérance en milieu scolaire en contexte informatique

Modelling and detect school perseverance in a computer context

• Auteur / Autrice : Timothée Duron
• Direction : Philippe Aniorté, Laurent Gallon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 13/12/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de l'Université de Pau et des pays de l'Adour (Pau)
• Jury : Président / Présidente : Richard Chbeir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Richard Chbeir, Olivier Ly, Anne Lehmans, Clément Dussarps
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Ly, Anne Lehmans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Constance

Simulation par ordinateur

Jeunesse -- Éducation

Mots clés libres

Persévérance

Modélisation

Informatique

Perseverance

Modelling

Computer science

Résumé

Le travail présenté dans ce manuscrit se situe dans le contexte de l’éducation 4.0, et plus particulièrement l’université 4.0. L'éducation 3.0 a intégré depuis plusieurs années des outils numériques permettant d’automatiser en partie des situations activités pédagogiques (Moodle, MOOC, ...). L’éducation 4.0 cherche quant à elle à automatiser tout ou partie des processus pédagogiques, afin de faciliter le suivi et l’adaptation des parcours à chaque apprenant. Le concept d’université 4.0 est la déclination d‘éducation 4.0 dans le monde universitaire.Pour pouvoir automatiser le suivi et l’adaptation de ces processus, il faut pouvoir les observer et les mesurer. SI l’on prend le cas de la persévérance en milieu scolaire, la difficulté réside dans le fait que cette propriété est intimement liée à l’état psychologique de l’apprenant. Il est donc nécessaire de développer une sonde de mesure et d’évaluation spécialisée, basée sur l’impact de cet état psychologique sur le comportement observable de l’apprenant.L’objectif de cette thèse est, à partir de la définition de la persévérance en milieu scolaire et l’identification des mécanismes motivationnels et psychologiques qui l’influencent, de proposer une méta-modélisation informatique et une méthodologie permettant de construire des modèles de la persévérance en milieu scolaire propres à chaque contexte pédagogique. Ces modèles sont utilisés pour suivre l’évolution de la persévérance d’un apprenant au cours d’une activité pédagogique sur une plateforme de type ordinateur.La preuve de concept est réalisée au travers d’un cas d’étude, et porte sur la détection de la persévérance sur des temps très court (via la détection des moments de décrochage, et de travail). Le contexte pédagogique est l’utilisation du site code.org pour l’initiation sur ordinateur à la programmation informatique, pour des élèves de classes primaires. Les résultats obtenus par le prototype ont été comparés à l'avis d'un groupe d'experts. Cette analyse a montré que le prototype (et donc le modèle) obtenait des performances tout à fait comparables à celles d'un enseignant, validant ainsi notre approche et l'hypothèse initiale selon laquelle les moments de décrochages et de travail soutenu sont perceptibles dans les interactions de l'utilisateur avec l'interface numérique.Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet PIA2 E-FRAN PERSÉVÉRONS, qui pour objectif d’observer l’impact des outils/objets numériques sur la persévérance scolaire.

The work presented in this manuscript is situated in the context of Education 4.0, and more particularly University 4.0. Education 3.0 has integrated for several years digital tools allowing to automate in part pedagogical activities (Moodle, MOOC, ...). Education 4.0 seeks to automate all or part of the educational process, in order to facilitate the monitoring and adaptation of courses to each learner. The concept of university 4.0 is the declination of education 4.0 in the university world.In order to automate the monitoring and adaptation of these processes, it is necessary to be able to observe and measure them. If we take the case of perseverance in the school environment, the difficulty lies in the fact that this property is intimately linked to the learner's psychological state. It is therefore necessary to develop a specialized measurement and evaluation probe based on the impact of this psychological state on the learner's observable behavior.The objective of this thesis is, starting from the definition of school perseverance and the identification of the motivational and psychological mechanisms that influence it, to propose a computerized meta-modeling and a methodology to build models of school perseverance specific to each educational context. These models are used to follow the evolution of a learner's perseverance during an educational activity on a computer-based platform.The proof of concept is realized through a case study, and concerns the detection of perseverance over a very short time (via the detection of the moments of dropping out, and of work). The pedagogical context is the use of the site code.org for the initiation to computer programming, for primary school students. The results obtained by the prototype were compared to the opinion of a group of experts. This analysis showed that the prototype (and thus the model) performed quite comparably to a teacher's, thus validating our approach and the initial hypothesis that moments of dropout and sustained work are perceptible in the user's interactions with the digital interface.This thesis was realized within the framework of the PIA2 project E-FRAN PERSÉVÉRONS, which aims to observe the impact of digital tools/objects on school perseverance.