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dc.contributor.advisorFrasson, Claude
dc.contributor.authorGhali, Ramla
dc.date.accessioned2017-11-02T16:22:58Z
dc.date.availableNO_RESTRICTIONfr
dc.date.available2017-11-02T16:22:58Z
dc.date.issued2017-05-01
dc.date.submitted2016-12
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1866/19540
dc.subjectEnvironnement cognitiffr
dc.subjectJeu éducatiffr
dc.subjectJeu en réalité virtuellefr
dc.subjectÉlectroencéphalogrammefr
dc.subjectTraceur de regardfr
dc.subjectActivité électrodermalefr
dc.subjectÉmotionsfr
dc.subjectAide à l’apprentissagefr
dc.subjectApprentissage machinefr
dc.subjectCognitive environmentfr
dc.subjectEducational gamefr
dc.subjectVirtual reality gamefr
dc.subjectElectroencephalogramfr
dc.subjectEye trackerfr
dc.subjectElectrodermal activityfr
dc.subjectEmotionsfr
dc.subjectNeed of helpfr
dc.subjectMachine learningfr
dc.subject.otherApplied Sciences - Artificial Intelligence / Sciences appliqués et technologie - Intelligence artificielle (UMI : 0800)fr
dc.titleDétection et amélioration de l'état cognitif de l'apprenantfr
dc.typeThèse ou mémoire / Thesis or Dissertation
etd.degree.disciplineInformatiquefr
etd.degree.grantorUniversité de Montréalfr
etd.degree.levelDoctorat / Doctoralfr
etd.degree.namePh. D.fr
dcterms.abstractCette thèse vise à détecter et améliorer l’état cognitif de l’apprenant. Cet état est défini par la capacité d’acquérir de nouvelles connaissances et de les stocker dans la mémoire. Nous nous sommes essentiellement intéressés à améliorer le raisonnement des apprenants, et ceci dans trois environnements : environnement purement cognitif Logique, jeu sérieux LewiSpace et jeu sérieux intelligent Inertia. La détection de cet état se fait essentiellement par des mesures physiologiques (en particulier les électroencéphalogrammes) afin d’avoir une idée sur les interactions des apprenants et l’évolution de leurs états mentaux. L’amélioration des performances des apprenants et de leur raisonnement est une clé pour la réussite de l’apprentissage. Dans une première partie, nous présentons l’implémentation de l’environnement cognitif logique. Nous décrivons des statistiques faites sur cet environnement. Nous avons collecté durant une étude expérimentale les données sur l’engagement, la charge cognitive et la distraction. Ces trois mesures se sont montrées efficaces pour la classification et la prédiction des performances des apprenants. Dans une deuxième partie, nous décrivons le jeu Lewispace pour l’apprentissage des diagrammes de Lewis. Nous avons mené une étude expérimentale et collecté les données des électroencéphalogrammes, des émotions et des traceurs de regard. Nous avons montré qu’il est possible de prédire le besoin d’aide dans cet environnement grâce à ces mesures physiologiques et des algorithmes d’apprentissage machine. Dans une troisième partie, nous clôturons la thèse en présentant des stratégies d’aide intégrées dans un jeu virtuel Inertia (jeu de physique). Cette dernière s’adapte selon deux mesures extraites des électroencéphalogrammes (l’engagement et la frustration). Nous avons montré que ce jeu permet d’augmenter le taux de réussite dans ses missions, la performance globale et par conséquent améliorer l’état cognitif de l’apprenant.fr
dcterms.abstractThis thesis aims at detecting and enhancing the cognitive state of a learner. This state is measured by the ability to acquire new knowledge and store it in memory. Focusing on three types of environments to enhance reasoning: environment Logic, serious game LewiSpace and intelligent serious game Inertia. Physiological measures (in particular the electroencephalograms) have been taken in order to measure learners’ engagement and mental states. Improving learners’ reasoning is key for successful learning process. In a first part, we present the implementation of logic environment. We present statistics on this environment, with data collected during an experimental study. Three types of data: engagement, workload and distraction, these measures were effective and can predict and classify learner’s performance. In a second part, we describe the LewiSpace game, aimed at teaching Lewis diagrams. We conducted an experimental study and collected data from electroencephalograms, emotions and eye-tracking software. Combined with machine learning algorithms, it is possible to anticipate a learner’s need for help using these data. In a third part, we finish by presenting some assistance strategies in a virtual reality game called Inertia (to teach Physics). The latter adapts according to two measures extracted from electroencephalograms (frustration and engagement). Based on our study, we were able to enhance the learner’s success rate on game missions, by improving its cognitive state.fr
dcterms.languagefrafr


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