Thèmes de mémoires (diplôme STAF)

Voici une liste de thèmes de mémoires. Celle-ci est structurée selon les thèmes de recherche de TECFA, auquel nous avons une catégorie "Campus Virtuel" qui recoupe ces quatre thèmes.

Pour chaque thème, nous précisons le type de mémoire: expérimentation, observation, analysis d'un corpus de données, développement informatique,... Il s'agit d'une dominante, par exemple toute expérimentation demande un peu de développement.


Help systems & Tools for learning

*  Criss-crossing sur deux dimensions dans un hypertexte d'histoire (Mendelsohn, mémoire de type "expérimentation")
Dans son mémoire de licence, Elia Deiaco a étudié la capacité des sujets à établir des relations entre deux modes de navigation dans un logiciel d'histoire. Les faits présentés dans ce logiciel sont accessibles à travers deux interfaces distinctes à deux groupes de sujets, soit par un regroupement thématique: sciences, société, faits historiques (la chronologie est traitée à travers chaque thème) soit par un regroupement chronologique: partition du XXème siécle en trois périodes (les thèmes sont traités à l'intérieur de chaque période). Le mémoire teste l'hypothèse suivant laquelle les sujets sont néanmoins capables de mettre en relation des faits qui ne sont jamais présentés en même temps sur l'écran. Le mémoire proposé pourrait reprendre ce dispositif en proposant une interface originale qui combine par criss-crossing les deux modes de présentation.
* Effet "carte" et mémorisation d'information (Mendelsohn, mémoire de type "expérimentation" )
L'effet "carte" (Kulhavy, 1993) permet d'induire une meilleure mémorisation des informations contenues dans un texte lorsque celui-ci est présenté après l'apprentissage d'une carte sur laquelle figure certains éléments clefs du texte (mais non les informations). Cet effet n'existe pas lorsque le texte est lu avant l'apprentissage de la carte. Dans son mémoire, E. Berthoud a proposé de vérifier que cet effet est encore présent quand le sujet est "dans" la carte (suivant le modèle du MOO) et non seulement lorsque la carte est présentée classiquement en 2D. La présence d'un effet "carte" en mode "monde virtuel" pourrait avoir des applications intéressantes pour les applications liées à l'enseignement. Il conviendrait de reprendre le dispositif initial (mal) programmé avec Hypercard afin de proposer plusieurs modes de navigation et de représentation de la carte cible plus réalistes.
* Charge cognitive et présentation d'information (Mendelsohn, mémoire de type "expérimentation" )
La théorie de la charge cognitive postule qu'il existe un effet "Split-Attention" lié à la mise en relation d'information, dans un manuel d'instruction, entre le schéma et les explications qui lui sont associées. Cet effet diminue les perfomances des sujets qui utilise ce type de manuel conventionnel en créant une charge cognitive non pertinente vis à vis de la tâche qui est demandée au sujet. Cette charge peut être supprimée en intégrant l'information au schéma. Cet effet est très sensible aux facteurs liés à la tâche demandée. Il serait intéressant de mettre en évidence les effets systèmatiques de ces différents facteur: nature de la tâche,type d'information, quantité d'information, etc.
* Systèmes d'aide à l'apprentissage et "Self explanation effect" (Mendelsohn, mémoire de type "observation")
Les systèmes d'aide sont très souvent décriés. Les principaux reproches qui leur sont attribués sont essentiellement leur inadéquation aux problèmes que rencontrent les utilisateurs. Ce mémoire se propose de réaliser des observations controlées de sujets amenés à utiliser une palette choisies d'aides dans un logiciel standard en utilisant la méthode de l'auto explication (il est demandé au sujet d'expliquer à haute voix ce qu'il est en train de faire). Cette méthode pourrait être d'autant plus appropriée qu'une bonne utilisation des aides semble liée à la capacité qu'aurait un sujet à se poser les bonnes questions à propos de ce qu'il ignore.
 
* Interaction tâche-navigation (Dillenbourg ou Mendelsohn, mémoire de type 'expérimentation')
Lors de son mémoire sur les hypertextes, Daniel Scherly (Staf-B) a comparé l'utilisation d'un hypertexte seul versus son utilisation comme aide à un micromonde. Quelle ne fut pas notre surprise de constater que les étudiants ne lisaient que très peu l'hypertexte pendant la tâche du micromonde, mais seulement quand celle-ci était terminée. Il s'agirait de reprendre cet hypertexte (je crois que D. Sherly sera d'accord) ou tout autre hypertexte bien intégré à une tâche afin de tester différentes hypothèses expliquant ce phénomène : charge cognitive, centration totale sur la tâche, problèmes d'interface, etc. Une variante consisterait à vérifer si ce phénomène est très sensible à la tâche.

Distributed Cognitive Systems

* Abstraction & collaboration (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
Dans son mémoire, Jacques Mondoux (1999) a confirmé les travaux de Schwartz (1995) qui révèlent que les paires construisaient des représentations graphiques plus abstraites que les solos. L'objet de ce mémoire serait de confirmer cet effet et d'en expliquer les mécanismes en décrivant comment se construit cette représentation. Cela pourrait s'étudier de deux manières. Simplement, on pourait tester comment des indinvidus versus des paires sélectionnent une représentation particulière parmi une palette représentations plus ou moins abstraites. De manière plus élaborée, on pourrait étudier la construction de cette représentation au moyen d'un whiteboard.
* Le rôle d'un whiteboard dans la collaboration (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
Schwartz (personal communication) observed that subjects with a whiteboard perform more grounding acts than those without a whiteboard. At the opposite, Delhom (1998) observed that subjects without a shared whiteboard had a higher acknowledgment rate than those with a whiteboard. This apparent contradiction differenciates whiteboard functions. In Delhom's study, the task required to manage a large set of simple factual information. The whiteboard mainly served as shared memory, i.e. accumulating the set of problem data and inferences on which peers agreed or have to agree. In Schwartz' study, the subjects face complex routing problems and hence needed the whiteboard to express or repair their contributions. These two functions are supported by different features, shared memory relies on the whiteboard persistency (information remains displayed unless one user erases it) while disambiguation benefits from the graphical nature of the whiteboard. L'objet de ce mémoire sera d'étudier ces différentes fonctions d'un whoiteboard en comparant sur une série de micro-tâches le travail de paires avec ou sans whiteboard.
* Le rôle de l'espace virtuel dans la coordination (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
Dans l 'expérience Bootnap, 20 paires sur 20 utilisèrent l'espace pour se distribuer le travail, alors que d'autres critères étaient disponibles. L'objet de ce mémoire serait de confirmer que l'espace virtuel est un moyen aisé de distribuer la tâche. Il s'agit en particulier d'étuider les caractéristiques que doit avoir cet espace pour remplir cette fonction par rapport à un type de tâche particulier (je veux dire que la fonction de coordination implique certainement différentes organisations spatiales pour différentes tâches). Il s'agirait par exemple d'un plan croisé comparant deux organisations spatiales pour deux tâches, dans un espace virtuel simple.
* Le rôle de l'espace dans la compréhension mutuelle (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
Le fait d'être dans la même pièce semble faciliter les interactions en rétrécissant en quelque sorte le contexte de l'interaction, les sujets se positionnant de préférence dans la pièce où se trouvent les objets auxquels ils font référence. Ce phénomèe a été observé très ponctuellement dans l'expérience Bootnap. Dans son mémoire, David Ott (Staf-D) étudie cette notion de co-contexte dans un espace continu, en termes de distance relative à l'objet et d'angle du regard. L'objet de ce mémoire pourrait être soit de reproduire l'expérience de David dans un espace discontinu (pièces) soit de rebondir sur les résultats que David aura obtenu.
* Comment les paires se représentent leurs interactions (Dillenbourg, mémoire de type 'observation')
L'objet de ce mémoire consiste à observer si les paires ont une représentation assez correcte de la façon dont ils interagissent (par exemple, qui parle le plus, qui fait le plus dans la tâche). Leur auto-estimation peut être comparée aux données issues del'enregistrement de leurs interactions. Il s'agirait ensuite de voir si cet indice est lié à d'autres: les paires qui ont une bonne image de leur fonctionnement sont elles plus compétentes sur le plan de la tâche, interagissent-elles davantage, ont-elles une meilleure stratégie, etc. Ce travail serait associé à la thèse de Patrick jermann.
* Information Space Colonies (Dillenbourg, mémoire de type 'développement')
L'objet de ce mémoire consiste à observer développer un environnement de travail dans lequel un groupe reçoit une représentation de la manière dont il colonise l'espace d'information. Soit un groupe qui doit réaliser une tâche dans laquelle il doit couvrir ou traiter un espace d'informations, le but serait de développer une représentation de cette couverture: qui a été où, qui est resté longtemps où, quelle zones ont été négligées par le groupe, quelle sont les zones de redondance, etc. Si possible, on ferait du participatory design, c-à-d concevoir le système avec le groupe d'utilsiateurs qui l'utilise (encore à trouver).
* La modélisation du partenaire (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
L'objet de ce mémoire consiste à évaluer le niveau de précision et de qualité de la représentation qu'un membre de la paire a de son partenaire en cours de collaboration. Ce mémoire sera éventuellement associé à un projet du FNRS sur le même thème et permettra de rechercher les variables qui permettent de faire varier ce niveau de modélisation, notamment en utilisant des 'awareness tools' tels que ceux présentés au cours (informer A sur ce que B dit, fait, lit, etc.).
* La charge cognitive dans la collaboration (Dillenbourg, mémoire de type 'expérimentation')
L'objet de ce mémoire est de mesurer, par un mécanisme de tâche duale, si la surcharge cognitive liée à l'interaction entre partenaires compense ou non la décharge cognitive liée à la distribution de la tâche sur plusieurs partenaires.
*  Le rôle de la trace dans la collaboration (Dillenbourg, mémoire de type design ou expérimentation)
Les scènes VRML et autres espaces virtuels 3D permettent à l'avatar de laisser une trace, laquelle peut éventuellemnent s'user avec le temps. Il s'agit d'une forme de 'awareness tool', sembable à ceux que vous avez testés dans Teamwave, mais asynchrone. Le but de se mémoire serait d'investiguer les exploitation possibles de cette trace dans des situations de collaboration et de les valiuder par une expérimentation.

Mediated Educational Communication

* Rapport entre le message  verbal des descriptions d'icones et leur langage visuospatial (Peraya, mémoire de type 'Analyse de corpus' )
La structure syntaxique des icones (ILEIS) est en grande partie modélisée aujourd'hui (Peraya, 1996et 1999). L'on connaît cependant peu de choses du rapport entre la structure verbale des descriptions de celles-ci et la structure propre des icones. Plusieurs questions de recherche peuvent être explorées :
Quelques références : Grammaire cognitive  (Langacker), Théorie des prototypes (Rorch), Théorie des iconotypes (Darras)
* Fondements de la grammaire spatiovisuelle des icones (Peraya, mémoire de type 'Analyse de corpus' )
Darras (1996, 1999) a montré que dans les représentations de type "iconotype", certaines relations d'organisation spatiale constituaient des invariants par exemple haut-bas, gauche droite, etc. Il s'agirait de voir si l'on retrouve dans les icones un investissement sémantique stable de certaines relations visuo-spatiales ayant une fonction syntaxique dans les icones.
* Typologie discursive des sites WEB (Peraya, mémoire de type 'Analyse de corpus')
La structure des unités d'informations dans les sites WEB devrait permettre d'identifier différents types de sites selon le type de texte (Bronckart, 1996) auxquel ils se rattachent. Il s'agit donc de réperer des régularités "disursives" au sein d'un corpus étendu.
 
* Rôle de la  visualisation des unités d'information dans les sites (Peraya, mémoire de type "développement")
Les différents paramètres d'analyse des unités d'information (Peraya, Ott, 1997-1999) pourraient donner lieu à différentes formes de visualisation des sites et de leur structure. Il s'agirait de voir quelle serait l'impact de différents types de représentation pour l'utilisateur.
 
* Transformation de l'iconomètre de la  visualisation des unités d'informationdans les sites (Peraya, mémoire de type "développement")
L'iconomètre dans sa version actuelle se trouve limité par le mode de réponse accepté. Les sujets ne peuvent en effet que répondre par une unité lexicale et chaque  chaine de caractères, même si elle constitue une synonyme, est comptée comme une nouvelle hypothèse. Proposer une solution de matching suppose que l'on limite les réponses acceptables. La solution serait d'adjoindre un anlyseur de discours à l'iconomètre et de le tester.
 
 *Analyse des formes d'interactivité intentionnelle dans les CD-Roms (Peraya, mémoire de type "Analyse de corpus")
De nombreux auteurs (Pouts-Lajus, Barchechat, Jacquinot, Duchateua) ont développé les concepts d'interactivité fonctionnelle et intentionnelle, intransitive et transitive pour dissocier les aspects de la relation Homme/Machine de la dimension relationnelle entre un émetteur absent et les destinataires, les usagers. On connaît mal les formes discursives que peuvent prendre cette dimension de la médiation.  Il sa'girait donc de contribuer à leur analyse concrète à travers un corpus de produits de type CD Roms.
 
 * Identification de facteurs responsables du sentiment de présence dans les univers virtuels (Peraya, mémoire de type "Expérimental")
Dans son mémoire STAF, Shubber a analysé, dans un jeu vidéo, l'importance du son et du point de vue (vision objetcive vs vision subjective) pour le sentiment de présence vécu par le joueur. Cette thématique, qui est d'ailleurs proche de celle qu'analyse les théoriciens du cinéma, mérite d'être appronfondie. Il est d'autres facteursqui peuvent accroître le sentiment de vraissemblace et parmi ceux-ci le son est sans doute à la fois très important et aussi le plsu mal connu.
 
 * L'utilsation des traits "analogiques" de la communication à travers la CMC (Peraya, mémoire de type "")
L'analyse de la  communication, depuis les travaux de l'école de Palo Alto, distingue les aspects analogiques des aspect digitaux de la communication. Les premiers relèvent du relationnel et se manifestent par les caractéristiques  vocales, le gestuel, les mimiques, le proxémique, etc. Ces aspects pourraient être réintroduits dans le MOO par les verbes, les "mood" et même les "emote". L'analyse que nous menosn actuellement sur les protocoles MOO (Staf Eva, Staf 13, période 1), montre que ces possibilités ne sont guère utilisées. Il faudrait tout d'abord analyser à travers la pratique du TECFAMoo quel usage en est fait. Il s'agirait ensuite de voir si une interface de type semi-strcuturée rendrait leur usage plus fréquent.
 
 * L'analyse des formes discusrives de tutorat à travers la CMC (Peraya, mémoire de type "Analyse de corpus")
Les différents outils de communciation synchrone et asynchrone détermine sans doute partiellement les façon d'écrire et de communiquer. Il s'agirait de verifier si les catégories discursives établies par Bronckart sur la base des conditions de production sont identiques dans les formes de communication médiatisée.

Information & Communication Systems

Note: La plupart des mémoires de "développement" (ici ou dans la section campus virtuel) nécessitent un investissement technique important. Une partie de la matière sera enseigné dans le cours Staf2x. Toutefois, les étudiants qui désirent travailler avec des langages comme Java ont intérêt à se préparer déjà pendant l'été (Contacter DKS).
* Les interfaces 3D pour les systèmes d'information (Schneider, mémoire de type 'développement' )
L'objet de ce mémoire consiste à créer des interfaces 3D qui facilitent la navigation dans des espaces d'information.
Variante A: Interface abstraite pour visualiser des "sous-espaces" de bases de données comme EduTech en fonction des intérêts (requêtes) de l'utilisateur. Nécessite un intérêt pour la "visualisation" et (au moins) une connaissance de bases de données et de PHP (et/ou un peu de Java pour construire l'interface VRML-base de données).
Variante B: Interface de type "blanche neige" pour notre campus virtuel. Il s'agit ici de concevoir un langage visuel qui représente les objets présents dans un campus virtuel et de les tester avec des utilisateurs (à discuter avec Peraya aussi je pense). Nécessite un intérêt pour le design de langages visuelles (et leur implémentation en VRML). Point de départ: l'exercice VRML de STAF-14.
* Système de navigation dans un un monde virtuel (Schneider, mémoire de type 'développement' )
Il s'agit de développer et de tester un système de navigation "augmenté" dans un espace 3D. (Signalisation pour la "marche", sauts, véhicules, cartes, console, etc.). Nécessite une bonne connaissance de VRML interactif. Point de départ: les scènes VRML développés par Sylvère et David pour le Campus virtuel.
* Méthodes de navigation dans un un monde virtuel (Schneider, mémoire de type 'expérimental' avec une partie 'développement' )
Il s'agit d'analyser l'efficacité et les effets de divers systèmes de navigation ("walk", "saut", "fly", "clavier" ...) dans un monde virtuel. Il s'agit par exemple de continuer le travail de Nathalie Pilard, mais avec des scènes et des systèmes de navigation plus complexes.
* Objets persistants dans un monde 3D multi-utilisateurs (Schneider, mémoire de type 'développement' )
L'objet de ce mémoire est de construire un environnement 3D où les salles, murs, avatars etc. peuvent mémoriser de l'information (visible sous forme d'objets). Ce projet nécessite une très bonne connaissance de VRML, des bases de données et un peu de Java. Il s'agit de proposer non seulement un solution technique mais des espaces liés à des activités. Variante: faire des avatars "augmentés" (à discuter). Ce mémoire pourrait profiter de nos travaux dans le projet EUN (Peraya).
* MOO 3D (Schneider, mémoire de type 'développement' )
Ce mémoire consiste à construire un système avec Bang (qui implémente une interface entre un MOO et un client 3D) et à réfléchir comment représenter un espace comme notre campus virtuel en MOO et 3D. Nécessite une connaissance du langage MOO et de Java 3D.
*  Les environnements groupware pour la formation (Dillenbourg ou Schneider, mémoire de type 'développement')
L'objet de ce mémoire consiste à comparer une variété d'outils de type groupware (Notes, BSCW, WebCT...) qui arrivent dans le mode de l'éducation. Il s'agirait par exemple d'implémenter la même activité (par exemple, de type studio) dans chacun des environnements et de comparer ce que chacun offre comme fonctionnalités.

TECFA Virtual Campus

Dans ce thème, figurent une série de thèmes de recherche consistant à développer ou expérimenter certains aspects du campus et/ou les expérimenter. En réalité, tout élément du campus pourrait faire l'objet d'un mémoire, mais voici quelques exemples plus précis.

* Outils de "student management" (Schneider, mémoire de type 'analyse' ou 'développement' )
Il s'agit (entre autres) de participer au travail commencé dans le cadre du cours STAF-18 (Eva) et ailleurs dans le Campus virtuel.
Variante A: Analyser l'usage et l'ergonomie des outils développés (y compris les expériences discutés dans la littérature)
Variante B: Construire ou améliorer des outils.
* "Resource-based learning" de sujet techniques (Schneider, mémoire de type 'développement' et 'analyse')
L'étudiant doit d'abord faire une synthèse des travaux dans le domaine. Ensuite, il faut faire une analyse précise des besoins pour chaque sujet technique enseigné selon une méthode "resource-based learning" (Staf10, Staf14, Staf18, Staf2x). Ensuite l'étudiant doit participer au développement d'une "librairie" améliorée et unifiée pour nos enseignements techniques. L'étudiant est censé tester des solutions variées avec les utilisateurs (étudiants et enseignants) pour un certain nombres de domaines (par exemple installation de software sous Ms-Dos, Unix, FTP, HTML) et finalement de produire un jeu de "guidelines" pour ce type d'enseignement / apprentissage.
* ArgueGraphe2.0 (Dillenbourg ; mémoire de type 'expérimentation')
L'objet du mémoire consiste à expérimenter une nouvelle version de l'ArgueGraphe. Cette activité se déroulera essentiellement à domicile, seul le debriefing final aura lieu en présentiel, car ces séances collectives consituent à mes yeux la meilleure façon d'exploiter les rares heures de présence. Techniquement, la seule différence sera que la phase 3 (questionnaires en duo) aura lieu via un chat, sans doute dans le MOO. D'un point de vue expérimental, ceci est très important car nous aurons dans ce cas la trace du débat dans chaque paire. Jermann et moi avons produit un article qui analyse l'arguegraphe d'octobre 98, mais qui repose uniquement sur la comparison des arguments solos et duos, ici cette comparison serait enrichie de l'analyse de l'argumentation qui a permis (ou pas) à l'un d'imposer son point de vue à l'autre. Peut-être changera-t-on aussi l'algorithme de formation des paires sur base des réponses au questionnaire solo. Avantage : les sujets pour l'expérience sont déjà disponibles (StafF). Inconvénient : le tout devrait être prêt à la rentrée (mais d'autres enseignants sont intéressés à utiliser d'arguegraphe, donc des sujets pourraient être trouvés ultérieurement).
* ArgueGrapheMaker (Dillenbourg ; mémoire de type 'développement ')
L'objet du mémoire consiste à développer un outil qui permet à un enseignant de produire un arguegraphe pour son cours simplement en éditant le fichier des questions ainsi qu'en sélectionnant certaines options, par exemple relatives à la façon de former les paires. L'outil sera validé en développant quelques ArgueGraphe pour d'autres cours.
* Exploitation du LogFile du campus (Dillenbourg ou autre, mémoire de type 'analyse de données')
Nous disposons d'un énorme fichier comprenant les connexions au campus de tous les utilisateurs pendant un an. Ce mémoire exploratoire consiste à analyser ce fichier afin d'y détecter certains patterns. Outre les observations de fréquences, de cycles, etc, l'objectif serait d'émettre des hypothèses quant à l'utilisation de l'espace. Il s'agira en outre d'émettre des recommandations quant au développement d'un futur outil sélectif de traçage des étudiants. Utilisation de techniques de 'data mining'?
* TeacherCockpit (Dillenbourg ou Mendelsohn; mémoire de type 'développement ')
Le but de ce mémoire est développer des outils qui permettent à l'enseignant de disposer de représentations synthétiques du travail des étudiants. Il peut s'agir d'outils spécifiques nécessaires par exemple dans le Practicum Authorware ou dans le bureau virtuel (staf 15), ou d'outils génériques réutilisables dans diverses activités du campus.
* Concepterie 2.0 (Dillenbourg, mémoire de type expérimentation)
L'objet de ce mémoire est l'amélioration et l'expérimentation de l'activité 'Concepterie'. Cette activité se déroulera également en présentiel. L'amélioration consiste - entre autres - à prévoir que l'étudiant puisse construire une leçon et la sauver sous forme de fichier 'texte' dans un espace partagé. Un autre étudiant peut suivre cette leçon. Une autre amélioration consiste à ajouter un module de type 'machine learning' (que je développerais) qui apprend les concepts à partir des leçons construites, permettant à l'étudiant de tester la cohérence du jeu d'exemples et de contre-exemples construits. L'expérimentation consistrera à vérifier l'efficacité de cette activité. Point intéressant, dans cette expérience de type comparison pré-test/post-test, on pourra utiliser des variables intermédiaires telles que l'efficacité des leçons construites par un étudiant pour un autre.
* MicroTeachingLab (Dillenbourg, mémoire de type 'développement')
L'objet de ce mémoire est de généraliser le principe sous-jacent à la concepterie: l'étudiant A constuit une leçon de 5 minutes pour un étudiant B, à constater si sa leçon fonctionne, si B comprend, etc. Cette méthode s'apparente à ce qui existe depuis longtemps dans la formation des enseignants, le micro-teaching (un futur enseignant est filmé pendant qu'il donne une leçon de 10 minutes, puis analyse la vidéo avec son formateur et redonne la leçon modifiée plus tard à un autre groupe). Ce principe est limité à l'apprentissage par induction et discrimination dans la concepterie, mais pourrait s'étendre à d'autres formes d'apprentissage (analogique, déductif, par chunking, etc.)
* Laboratoired'Ergonomie (Dillenbourg, mémoire de type expérimental)
L'objet de ce mémoire est d'une part d'étendre le principe du laboratoire d'ergonomie à d'autres tâches afin d'introduire d'autres notions théoriques présentées dans le cours, d'autre part, d'ajouter une activité dans laquelle les étudiants doivent interpréter les données. Il s'agirait en particulier cette fois de comparer divers modes de recherche d'information: structurée (par ex. questionner une base de données avec SQL), full text (par exemple Alta Vista), ... y compris avec un nouvel outil JAVA de visualisation de données qui nous sera fourni par Luc Girardin (UbiLab, Zurich). Le nouvel environnement sera testé avec les étudiants de Staf-F.