Formalisation et comparaison cognitives de modeles mentaux de novices et d'experts en situation de resolution de problemes

Cognitive formalization and comparison of mental models of novices and experts in problem solving situation

• Auteur / Autrice : JEAN-MARC CHARLOT
• Direction : Jean-Louis Ermine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette etude a pour objectif de developper des methodes formelles pour representer et comparer les modeles mentaux des novices et des experts en situations de resolution de problemes dans le but de faire progresser les connaissances de l'apprenant et ses strategies de resolution de problemes vers celles de l'expert. Nous proposons un formalisme de representations des modeles mentaux base sur la description du probleme tel qu'il est vu par l'apprenant d'une part et par l'expert d'autre part. Le meme formalisme permet de couvrir l'etendue de la gamme d'expertise allant du novice a l'expert. La strategie de resolution du probleme est donnee en termes de description des objets, des actions et des dependances utiles a la resolution du probleme pose. En se basant sur ce formalisme, nous proposons egalement un processus de validation de la representation mentale de l'apprenant en regard de celle donnee par l'expert. Ce processus analyse la coherence interne des descriptions traduisant une representation mentale, il execute la representation mentale en explorant les imbrications des descriptions et enfin il analyse la concordance entre la description donnee par l'apprenant et celle donnee par l'expert. Si des divergences sont observees, le processus emet des hypotheses quant a la cause possible des confusions et ceci afin d'identifier les notions manquantes ainsi que les conceptions erronees de l'apprenant. Ces criteres traduisent des resultats issus de la theorie de la psychologie cognitive. Nous avons mis au point un prototype informatique qui integre le formalisme et le processus de validation proposes. Ce prototype analyse les representations mentales formalisees en tirant profit de techniques d'intelligence artificielle. La validation du prototype a ete effectuee a l'aide de problemes simples et varies, pour lesquels nous avons formalise des representations mentales hypothetiques d'apprenants et d'experts.