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Research at TECFA

Ongoing projects

PhD Theses in progress

Completed PhD Theses

Past Projects

On-going projects


Citizen Cyberlab :

  • The Citizen Cyberlab is an EU ICT project funded under the 7th Framework Programme. The Consortium Team consists of seven partners: the European Organization for Nuclear Research (CERN), the United Nations Institute for Training and Research (UNITAR/UNOSAT), Imperial College (ICSTM), University College London (UCL), Université de Genève (UNIGE), Université Paris Descartes (UPD), and The Mobile Collective (TMC).
  • Funding: EU ICT 7th Framework Programme, october 2012 to september 2015
  • The central focus of this research is creativity and learning in on-line citizen science. Beyond helping scientists execute laborious tasks, Citizen Cyberscience projects enable citizens to learn about science and take part in the more creative aspects of research. Little is known about the learning and creativity processes stimulated by such projects, even though millions of volunteers participate. Even less is known about how to optimise those processes.


DUAL-T : Technologies for dual vocational education

  • The aim of Dual-T is to provide computer support to help apprentices in Swiss vocational education to articulate what they learn at school and what they learn at the workplace. The TECFA team is developing computer-based learning design fostering collaborative writing and sharing about practical experience.
  • Funded by the Federal Office for Professional Education and Technology (2006-2013)
  • Project Leaders at TECFA: Mireille Betrancourt and Daniel K. Schneider. Project Members: Giulia Ortoleva, Stéphane Morand. Ex-Project Members : Monica Gavota, Urs Richle
  • Leading House : Pierre Dillenbourg (coordinator), EPFL. Partners: Jean-Luc Gurtner, University of Fribourg; Alberto Cattaneo, SFIVET.


EATMINT : Emotion Awareness Tool for Mediated Computer Interaction (Since 2010)

  • Objectives : This project aim is twofold: 1) investigating the role of emotion awareness (i.e. the understanding and knowledge of others emotions) in computer-mediated collaboration (for learning - CSCL or for work - CSCW) ; 2) developing new tools to improve mediated collaborative work and specifically a tool that can automatically predict participants' emotional states from behavioral and physiological cues.
  • Funding: EATMINT is a project of the Swiss National Center of Competence in Research in Affective Science, funded by the Swiss Science Fundation.
  • Project leaders : Mireille Bétrancourt (TECFA) & Thierry Pun (CVML - Faculty of Science - Unige)
  • Project members: Guillaume Chanel (CVML / CISA), Gaëlle Molinari (Unidistance), Mohammad Soleymani (CVML) Christelle Bozelle (TECFA), Donato Cereghetti (TECFA)


EduTechWiki : The wiki about Educational Technology & Web Technology 

  • This wiki contains over 1000 definitions, overviews and tutorials. It is hosted by the TECFA since 2006 and is the largest wiki for Educational Technology. It is an integrated scholarship experiment: do research, integrate your knowledge or bring your class for writing activities !
  • Project Leader and main contributor : Daniel K. Schneider


HY-SUP : Academic blended learning platforms world-wide

  • Universities all over the world are using platforms to support blended learning courses. Research has however not yet identified the demands placed on these platforms nor the variety of ways they are used. This project aims to answer these questions through a broad field study.
  • Funded by the EU (2009-2012).
  • Scientific Project Leader : Daniel Peraya; Project Coordinator: Natalie Deschryver, Project Member: Emmenuelle Viliot-Leclercq, Claire Peltier
  • Partners : Université Claude Bernard Lyon, Université Rennes, Université de Louvain La Neuve, Université du Luxembourg, Université de Genève - TECFA, Université de Fribourg - Did@ctic, Télé-Université, UQUAM, Montréal


LLL-Transfer / SUPSI4

  • The goal of this project is to promote lifelong learning (LLL) at Swiss universities. TECFA is contributing to the study on the state of the art of LLL in Swiss Universities, that will result in the development of LLL strategy implementation guidelines and a checklist tool for Swiss higher education institutions.
  • Funded by : SWITCH (2011-2012)
  • Project Leader at TECFA : Daniel Peraya. Project Members: Kalli Benetos
  • Leading House : Fernfachhochschule Schweiz. Partners: SWITCH, Universität Zürich, Université de Genève, Hochschule Luzern, Universitäre Fernstudien Schweiz, ETH Zürich, Fachhochschule Nordwestschweiz


Spatial Cognitive Trainer :

  • The Spatial Cognitive Trainer (SCT) project is a 3D real-time simulation software intended to support training, assessment and specialization of complex mental processes, by the use of both haptic and 3D visual simulations.
  • The SCT consists of three serious game varying from abstract exercises including 3D shapes puzzle reconstructions (level 1) to more concrete exercises where instead of abstract 3D geometrical shapes, trainees will have to reassemble pieces of a simplified fractured wrist (levels 2 & 3). Each level has 5 exercises. This project research aims at validating the effectiveness of spatial ability training of the SCT
  • Project leader: Rosita Haddad-Zubel.
  • Project members: Sandra Berney
  • Partners: HeS Bern – Informatics (Prof. Urs Künzler), Université de Lyon 1 – CRIS (MER Nady Hoyek)


FELINE : Fine-grained Evaluation of Interactive Narrative Experiences

  • The use of 3D as a new narrative media has generated much research. However, in order to empower users to exercise a strong influence on the narrative, the upcoming narrative events must be dynamically generated using Artificial Intelligence algorithms. But what is a narrative event in an interactive context? Which narrative situations might have an important impact in users during the interaction?
  • The theories of narrative resulting from the study of classical linear narratives are unable to provide a complete answer to this question. This project aims to fill the existing gap by establishing a series of experiments, using interactive narratives developed specifically for the project, in order to accurately assess at every moment the quality of the user experience according to the narrative situations presented.
  • Funded by the Swiss National Foundation (2015-2018)
  • Project Leader : Nicolas Szilas. Project members: Mireille Bétrancourt, Urs Richle, Fabienne Salamin, Sergio Estupinan.


TBI-SIM : Traumatic Brain Injury Simulations

  • Built on idtension, a highly interactive drama engine, an interactive game is developed to help youth cope better with parents or siblings who had traumatic brain injury.
  • Funded by the Swiss National Foundation (2010-2012)
  • Project Leader : Nicolas Szilas, Jean Dumas. Project members: Nicolas Habonneau, Urs Richle. Ex-project members: Thomas Boggini


Site du cours 74111 : Podcasts du cours + podcasts de la collection "Penser l'éducation: concepts-clefs"

  • Ce site permet aux utilisateurs d'avoir un accès aux podcasts de la collection "Penser l'éducation: concepts-clefs".
  • De plus, celui-ci permet aussi d'accéder aux podcasts créés dans le cadre du cours de bachelor 74111: Introduction à l'usage pédagogique des technologies de l'information et de la communication Cours Us@TICE

Past projects

PhD Theses in progress

Mattia A. Fritz - Emotions in Computer-Supported Collaborative Learning: the influence of Emotional Awareness Tools.
Thesis supervisors: Mireille Bétrancourt
Started in September 2015 under the supervision of Prof. Mireille Bétrancourt, the thesis has two distinct but intertwined objectives connected to the EATMINT project (see above in the page). First, the development of an Emotion Awareness Tool, named Dynamic Emotion Wheel (DEW), which is intended to provide emotional awareness both in experimental and ecological settings. Second, the integration of the tool in Computer-Supported Collaborative Learning (CSCL) situations, where the concept of awareness is benefiting from a broader perspective compared to the limited approach of replicating face-to-face collaborative settings. In fact, awareness often refers to spatial-like cues about what a user is doing or working on, whereas current trends in CSCL rather aim at making the partners aware of information (related to the task, to the partners, or both) which is not necessarily observable, even in face to face interactions. In this regard, emotions are known to play an important role both at cognitive and social level and we therefore think that students (and eventually teachers) may benefit from sharing their emotions, as well as being aware of their own and their colleagues’ evolution of emotional episodes during CSCL sessions. More specifically, the thesis aims at investigating under which circumstances emotional awareness may improve collaborative learning, and in which way emotional awareness is best conveyed. The idea is to test different configurations of the DEW – with respect, for instance, to individual vs. grouped graphical representation of emotions – and determine whether different ways of conveying awareness have different effects on group dynamics in CSCL settings. Personal site.

Juliette Désiron - Improving Text Comprehension: Effects of Text Coherence with Static or Animated Pictures
Thesis supervisors: Mireille Bétrancourt, Erica de Vries (Grenoble Alpes)
Results of large scales assessments (e.g. OECD, 2013) show that, in Switzerland, more than 14% (12% for French speaking Switzerland) of 15 years-old students literacy is not strong enough to allow them to cope with social and work requirements, and that 24% of the students are just above the minimum threshold of competence.
According to Kintsch (Kintsch & van Dijk, 1978), text comprehension is enhanced when the level of text cohesion is high, and especially for students with poor comprehension skills (Ozuru et al., 2009) or low prior knowledge (McNamara et al., 1996; McNamara, 2001). Another solution to improve text comprehension is to provide visualizations (pictures, schema, diagrams), which we call here pictures, using the term quoted by Schnotz (2014). Schnotz proposes that a high information overlap between text and picture is more effective to support text comprehension than few or no overlap. Finally, computerized educational resources include not only static but also animated pictures that directly display change over time (Bétrancourt & Tversky, 2000). However, the use of static or animated to support text comprehension as a function of text cohesion has not yet been investigated. In addition, the literature on text and multimedia comprehension is mostly conducted with students in higher education, who usually possess high reading skills. In this project, participants will be students from 15 to 17 years old, in their first year at an Ecole de Culture Générale, with poor reading skills. Personal site.

Claire Peltier - L'influence de la conception du média sur la perception et l'appropriation du potentiel innovant des dispositifs de formation hybrides chez des enseignants du supérieur
Ce projet de thèse s'inscrit dans le sillage des travaux portant sur les dispositifs de formation hybrides , (notamment Charlier, Deschryver et Peraya, 2006) et dans la continuité de notre mémoire de master ainsi que des travaux menés dans le cadre du projet Hy-Sup (2009-2012). L'objectif de ce projet, auquel nous participons depuis octobre 2010, était de caractériser ces dispositifs de formation (Burton et al., 2011; Peraya et al., 2012) et d'analyser leurs effets sur l'apprentissage et l'enseignement, tels que perçus par ses différents acteurs (Charlier et al., 2012 ; Peraya et Peltier, 2012). Notre recherche portera sur l'influence, chez des enseignants de l'enseignement supérieur, de la conception ou représentation du média pour l'apprentissage sur le processus d'appropriation (Paquelin, 2009) du potentiel d'innovation des dispositifs hybrides. Ce processus d'appropriation se découpe en plusieurs étapes : 1) la perception du potentiel innovant, 2) l'intention d'actualisation, 3) l'actualisation selon différentes modalités et enfin 4) l'attribution des effets, que nous analyserons en termes de médiations (Peraya, 1993-2010). Site personnel.

Denise Sutter Widmer - Apprentissage conceptuel dans un jeu vidéo en algèbre élémentaire: de la conception à l'évaluation
Cette thèse porte sur la conception de jeux vidéo pédagogiques qui promeuvent la construction de connaissances déclaratives et procédurales et aident à une meilleure compréhension de concepts mathématiques sous-jacents, tout en assurant une qualité de l'expérience de jeu. De nombreux auteurs s'interrogent sur la capacité des jeux à engager l'apprenant dans un apprentissage d'ordre conceptuel, qui ne se limite pas à l'acquisition de connaissances procédurales ou à la maîtrise des compétences spécifiques pour mener à bien les actions du jeu. Se pose alors la question de savoir s'il est possible de générer, à travers certaines caractéristiques du jeu (par ex. représentation des concepts, choix des activités, rétroactions du système), un effort mental élevé en lien avec l'apprentissage visé qui va au-delà d'un traitement superficiel des informations intégrées dans le jeu, et qui est susceptible de permettre aux apprenants d'acquérir certains concepts ou d'en affiner la compréhension. Site personnel.

Completed PhD Theses

Martin Acosta, 2008 - Démarche expérimentale, validation, et ostensifs informatisés: Implications dans la formation d'enseignants à l'utilisation du logiciel Cabri geometre en classe de géométrie.
Les logiciels de géométrie dynamique se sont développés depuis plus de 20 ans, et beaucoup de travaux de recherche signalent leurs potentialités comme outils d'enseignement. Néanmoins, malgré les efforts d'équipements, de licences et de formation, les enseignants ont beaucoup de peine à intégrer leur utilisation en classe. Je me propose d'étudier ce problème avec un approche triple : d'une part, la Théorie Anthropologique du Didactique permet d'analyser les difficultés liés à la transposition didactique quand le savoir est médié par des instruments nouveaux ; d'autre part, l'ergonomie cognitive permet d'analyser les difficultés liés à l'apprentissage et la maîtrise du logiciel et son fonctionnement dans le cadre du travail mathématique, et finalement les théories de la cognition distribuée permettent d'analyser un double transfert de contrôle dans l'interaction avec le logiciel : dans une première phase, l'usager remet le contrôle à la machine, et dans une deuxième, il développe des stratégies pour s'approprier ce contrôle. Page de Martin Acosta

Sébastien Allain, 2013 - Serious game et perception du réel, lecture documentarisante et potentiel cognitif
Le serious game d'apprentissage se doit de lier la pratique du jeu à la pratique métier. L'enjeu concerne les concepteurs, les responsables de formation ou responsables des ressources humaines, tous intéressés par la transmission ou l'évaluation des compétences. Mais alors que les serious games convoquent les notions de fiction, d'immersion, de réalisme ou encore de référentialité, ils réactivent des problématiques rencontrées par le cinéma documentaire. Cette thèse propose que les théories et pratiques documentaires puissent servir l'intention pédagogique pour favoriser l'acquisition de nouvelles compétences chez l'utilisateur. Sur le plan cognitif, l'objectif est d'explorer l'apprentissage lié à la confrontation de points de vue divergents (conflit sociocognitif). L'objectif communicationnel associé est d'expliquer la construction d'un interlocuteur capable d'opposer un tel point de vue à l'utilisateur. Notre recherche aboutit à une "grammaire narrato-cognitive" permettant de ne plus cantonner la compétence visée dans la fiction, mais de l'étendre de manière réflexive aux énonciateurs réels.

Marcos Aristides, 2015 - Vers un dispositif numérique pour l’enseignement-apprentissage du solfège: convergence de la pédagogie et de la didactique de la musique avec la technologie numérique Toward a digital device for teaching and learning tonal music notation: convergence of pedagogy and didactics of music with digital technology.
In this thesis we discuss about a theoretical framework to design and develop a digital tool as a framework for creation of tonal melodies. Since the early 1960s we see increasing the relevance of creativity in music education (Swanwick 1979, Paynter 1970, Shaffer 1986). The research aims contribute in the endeavors to understanding how the creativity - or the creative thinking - can helps students to develop their aural skills. Although the creativity can have several meanings, in the point of view of this work creativity is the capacity to construct a musical object recognizable like such. To do this, we propose a framework to construct melodic contours, a digital device, called LOCREAM, allowing users constructing sequences of segment of tonal melodies with purpose to create melodic contours. The algorithm underlying this device is based on the implicit rules of tonal music (Lerdahl & Jackendoff 1983, Schoenberg, 1967). The last stage of this work consist in observing, according didactic parameters (Brousseau, 1988), if the aural perception of tonal melodies is improved after pupils have constructed melodic contours with LOCREAM. Results indicate that the ergonomic software approach is fair and that it present a great potencial to become an effective learning tool.
Homepage : http://tecfa.unige.ch/perso/staf/aristide/

Kalliopi Benetos, 2015 - Enabling conceptual change through computer-supported argumentative writing
A mixed-method design-based research approach will be used to study the facilitation of conceptual change through argumentative writing using a computer-supported authoring tool with built-in meta-cognitive and self-regulation devices. Begun as prototype built and tested for my Master's thesis, C-SAW (Computer-Supported Argumentative Writer) is an online computer-supported authoring tool to help novices improve the structure and quality of their argumentation and reasoning, as well as the global structure and linearization of their written texts. The aim of this thesis is to understand the role of cognitive and metacognitive aids (verbal and visual) during writing processes and their effects on the quality of arguments and global structure and coherence of argumentative texts produced in individual and collaborative contexts, and the effects of these processes and their relationship to self-efficacy in writing and epistemologies related to knowledge, topic of argumentation and argumentation. Homepage

Sandra Berney, 2014 - Learning complex information and 3D objects with animation: Effect of learners' visuo- spatial abilities and design factors
This thesis addresses two issues: the effectiveness of multimedia animations for comprehension in comparison to static graphics and how animations could support learning three-dimensional information. Additionally, the present work examines the intricate interplay between animation, learners' individual spatial abilities, and instructional design factors in the context of learning anatomy. Altogether, the meta-analysis and the two experimental studies conducted in this thesis provided new insights into the benefits of using animations in instructional materials. This work contributed to the understanding of how animation may support learning anatomy and the building of mental representations of 3D objects. Page de Sandra Berney

Christelle Bozelle, 2015 - Evaluation d'un environnement informatisé pour la réhabilitation d'enfants porteurs d'implants cochléaires. Utilisation du jeu comme outil d'apprentissage
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du domaine de recherche portant sur la réhabilitation d'enfants sourds utilisateurs d'implants cochléaires en collaboration avec le Centre Romand d'Implants Cochléaires (CRIC), une division des Hôpitaux Universitaires Genevois. Dans le cadre de ce projet, nous nous intéressons à deux enjeux principaux. Dans un premier temps, nous tenterons de répondre à un enjeu clinique, à savoir développer et tester un environnement informatisé contenant des exercices de réhabilitation pour une population d'enfants implantés d'âge préscolaire. Dans un deuxième temps, nous nous intéresserons aux formes d'interaction adéquates pour ce type d'environnement et plus précisément à la problématique de l'apprentissage et du jeu dans les nouvelles technologies pour une population de très jeunes enfants. En effet, nous analyserons quels sont les éléments importants à prendre en compte au cours de la conception d'un environnement informatisé pour des enfants d'âge préscolaire. Finalement, nous appliquerons des améliorations au premier programme développé pour les enfants porteurs d'implants cochléaires en fonction des éléments importants retenus de la deuxième étude.

Barbara Class Aboud, 2008 - A blended socio-constructivist course with an activity-based, collaborative learning environment intended for trainers of conference interpreters
Directeurs de thèse: Daniel Kaspar Schneider, Alain Baudrit
Cette recherche développement a pour objet la conception, la mise en oeuvre et l'évaluation d'un design et d'un environnement de formation hybride pour formateurs d'interprètes de conférence. Le design et l'environnement d'apprentissage sont développés à l'aide d'ingénieries pédagogiques à‚« whole scale à‚» et de méthodes de prototypage rapide. La recherche s'est déroulée sur deux volées, impliquant 55 étudiants, 7 enseignants et tuteurs, un technicien et un conseiller pédagogique. Les résultats obtenus confirment une conception socio-constructiviste et le développement de nombreuses compétences chez les apprenants. Le portail exerce des influences positives sur l'enseignement au niveau de la collaboration, de la structuration des contenus ou du suivi du cheminement d'apprentissage. Les enseignants apprécient la quantité de savoir partagé et la mise en activité et réactivité des apprenants. La conclusion de la thèse présente un modèle et des règles de conception pour des formations similaires, soit des formations d'adultes centrées sur l'activité.

Paola Costa, 2013-Le cahier de texte électronique dans l'enseignement secondaire français : entre gestion et pédagogie, les enjeux d'un objet frontière
Thesis supervisors:
D. Peraya, C. Rizza (CRELL)
Une des principales annonces du Ministère de l'Education français, pour la rentrée scolaire 2010-2011, a été la généralisation de l'usage -dans tous les établissements scolaires en France- du cahier de textes numérique et la substitution totale des cahiers de textes papiers pour la rentrée 2011. Cet outil fait partie de la culture scolaire française depuis 1961. Dans ce cahier, dont l'usage est obligatoire, les enseignants doivent consigner les contenus des activités et les devoirs de la classe. La version numérique du cahier de textes peut être regardée par les enseignants, le personnel de direction et d'inspection, les élèves et leurs parents depuis n'importe quel ordinateur connecté à Internet. Ainsi, le dispositif est censé faire communiquer les différents acteurs appartenant à des espaces culturels et sociaux professionnels distincts, sans perdre l'autonomie propre à leurs mondes sociaux. Cela est définit par Trompette et Vinck (2009) comme « objet frontière ». Dans ce contexte nous nous posons les questions suivantes: le cahier de textes numérique est-il adapté aux besoins des usagers, venus de différentes cultures et mondes sociaux ? Quels sont les effets de l'intégration du cahier de texte électronique dans le milieu scolaire ? Comment analyser les effets des usages de la version numérique du cahier de textes sur les différents acteurs, en prenant en compte la spécificité de leurs cultures? Comment accompagner le processus d'innovation technopédagogique ?

Amaury Daele, 2013 - Discuter et débattre pour se développer professionnellement. Analyse compréhensive de l'émergence et de la résolution de conflits sociocognitifs au sein d'une communauté virtuelle d'enseignants
Thesis supervisor: Daniel Peraya
Le but de la thèse est de comprendre les conditions individuelles du vécu de conflits sociocognitifs lors de débats informels en ligne entre enseignants. La méthodologie est compréhensive. Sur base de l'interview de plusieurs participants et de conversations en ligne, il s'agit de faire émerger le sens accordé par ces enseignants aux débats qu'ils ont vécu à distance et de mettre en lumière leurs apprentissages dans ce cadre. L'analyse des données se fonde sur l'analyse catégorielle de contenu et sur l'analyse de discours. Le cadre théorique se base sur le développement professionnel des enseignants, le conflit sociocognitif vécu par des adultes en situation professionnelle et l'espace social virtuel construit par un groupe dans une situation de communication à distance.

Nathalie Deschryver, 2008 - Interaction sociale et expérience d'apprentissage en formation hybride
Directeurs de thèse: Bernadette Charlier, Daniel Peraya
Les dispositifs de formation " hybrides " représentent de nouvelles modalités de formation dans l'enseignement supérieur. Ils articulent des phases présentielles et à distance et sont soutenus par un environnement technologique (plate-forme, portail, etc.).
Cette recherche s'adresse en partie aux praticiens, concepteurs et enseignants, en leur donnant des pistes pour mieux prendre en compte la gestion des interactions sociales dans le développement de ces dispositifs hybrides, conduisant à un apprentissage en profondeur (méthodes actives, objectifs de transfert des acquis au-delà de la formation, nombreuses occasions d'échanges pour apprendre, démarches métacognitives) et pour que les situations organisées tant en présentiel qu'à distance fassent sens pour les apprenants dans leur expérience d'apprentissage (accompagnement, temporalité et environnement).
En plus des concepteurs de dispositifs de formation, cette recherche s'adresse également aux praticiens-chercheurs en ouvrant des pistes de recherche sur la prise en compte des interactions sociales dans les dispositifs de formation hybride et en proposant à cet égard un cadre d'analyse.
(plus d'infos sur page perso, notamment pour les publications)

Laurence Gagnière, 2010 - Comment inciter les régulations métacognitives pour favoriser la résolution de problèmes mal structurés?
Directrices de thèse: Mireille Betrancourt, Françoise Détienne (CNRS Telecom Paris Tech)
Parvenir à inciter les processus métacognitifs à l'oeuvre dans des résolutions de problèmes mal structurés constitue un enjeu important. Ces processus sont en effet requis mais rarement mobilisés de façon spontanée. Trois études ont été proposées, afin de vérifier les effets positifs de différents types d'incitations métacognitives sur l'émergence de régulations métacognitives et sur les performances à des problèmes peu structurés. Les résultats ont permis d'une part, de clarifier la nature et le fonctionnement des régulations métacognitives, exprimées sous la forme d'expériences et de prises de décisions métacognitives. D'autre part, il a été possible de circonscrire certaines conditions d'efficacité des incitations métacognitives proposées. Sur la base de ces constats empiriques, des réponses aux points encore en suspens du concept de métacognition ont été proposées.        

Patrick Jermann, 2004 - Computer Support for Interaction Regulation in Collaborative Problem-Solving
Thesis supervisor: Pierre Dillenbourg
This thesis presents a framework for supporting interaction regulation through computational means. Regulation of collaborative problem-solving includes aspects related to the task as well as to the interaction itself. Task related aspects consist of establishing a strategy, planning actions and evaluating progress. Interaction regulation on the other hand refers to the organization of collaboration through communication rules as well as division of labor. These rules and strategies might be established at the outset of the collective activity, but they also need to be monitored and adapted as the interaction evolves. On a moment to moment time scale, regulating collaborative interaction consists of deciding "who does what" in addition to "what to do"

François Lombard, 2012 - Conception et analyse de dispositifs d'investigation en biologie : comment conjuguer autonomie dans la validation scientifique, approfondissement conceptuel dans le paradigme et couverture curriculaire ?
Directeurs de thèse: Mireille Betrancourt, Daniel Schneider
L'investigation est un modèle pédagogique proposé pour conduire les élèves vers l'approfondissement en science. Cependant guider les élèves vers l'approfondissement dans le curriculum sans recourir à l'argument d'autorité reste une difficulté majeure. Nous avons conçu un dispositif d'enseignement basé sur un espace d'écriture partagé en biologie au secondaire supérieur, raffiné durant 10 ans. Nous avons analysé quatre années pour en extraire une conceptualisation, une description abstraite et l'identification de variables pertinentes, notamment la complexité épistémique. Dans une approche méthodologique "Design-Based-Research", nous avons analysé les traces des productions écrites d'élèves, des questionnaires en fin d'année et un an après à l'université. Nous proposons la distinction entre l'autorité pédagogique et l'autorité scientifique, ainsi que 27 recommandations de design éprouvées. Leur synthèse révèle l'interdépendance de la responsabilité assumée d'une partie des savoirs par les élèves, d'un but d'approfondissement partagé et le rôle des ressources authentiques pour guider l'affinage conceptuel des questions.

Louiselle Morand Salvo, 2013 - Contribution du traçage automatique de l'activité aux méthodes d'évaluation de l'utilisabilité d'une interface dans une tâche de recherche d'information
Directrice de thèse: Mireille Betrancourt
Pour créer une bonne expérience utilisateur, les concepteurs d'interfaces humain-machine ont recours à la conception centrée sur l'utilisateur, dont une des étapes principales est l'évaluation. Plusieurs méthodes d'évaluation existent, et des outils d'évaluation en ligne sont disponibles depuis quelques années. Cette thèse s'intéresse aux outils d'évaluation en ligne automatisés : leurs apports, leurs limites, la meilleure façon de les utiliser, et leur impact sur la façon d'évaluer les interactions humain-machine, à travers trois études expérimentales. La première étude démontre la difficulté d'interpréter certaines données générées par les outils en ligne. La deuxième étude montre l'impact de l'observation des utilisateurs pour l'évaluation. La troisième étude s'intéresse à l'activité de recherche d'informations, et à l'équivalence de deux indicateurs (analyse des mouvements oculaires et des mouvements de la souris). La complémentarité des méthodes d'évaluation des IHM est ensuite discutée.

Giulia Ortoleva, 2015 - Writing to share, sharing to learn: Technology-enhanced learning activities to foster professional development in initial vocational education
This PhD project takes place in the framework of the research programme: Dual-T , Technologies for Vocational Education. This programme, funded by the Swiss Federal Office for Professional Education and Technology (OPET), aims at investigating how technologies could bridge the gap existing between different learning settings in initial vocational education, represented by traditional concept-based school learning and practical workplace training. The integration of the learning processes and outcomes of these two settings has revealed to be a challenge for the apprentices in dual education. In order to support vocational education apprentices in bridging the gap between these two contexts, we consider two important instructional paradigms: The first, known as "writing-to-learn", has observed the beneficial effects that writing has on the learning process. In this research field, writing is considered as a tool to promote reflection and knowledge transformation/constitution. The second, "Computer-supported Collaborative Learning (CSCL)", inspired both by social theories of learning and instructional psychology, studies how people collaborate and interact in order to design technology-enhanced learning environments, which promote productive interactions and trigger the cognitive processes at the basis of learning. Based on the literature on "vocational education", "writing to learn" and "CSCL", our project aims at designing and studying writing activities that engage both individual writing of critical situations encountered in the workplace and peer-collaboration. Apprentices are asked to read their colleagues situation and provide feedback to them. Our hypothesis is that this kind of activity fosters apprentices' professional development, by promoting individuals' understanding of procedures and their self-efficacy beliefs, thanks to the reflection prompted by the writing activity and the variety of views and expertise peers can introduce in the situation. Moreover, our research aims at formulating a series of recommendations and instructional design guidelines for collaborative writing activities targeted to practitioners in the initial vocational education context. This thesis projects is based on four research studies implemented in collaboration with a school for Health and Social Care apprentices in Geneva. Currently two of the studies have been successfully implemented and the other two will soon be concluded. The thesis defense is expected in 2014. The thesis project was approved by the doctors' board of the section of Educational Sciences of the Université de Genève. The dissertation is expected to be finalized by the end of 2014. Giulia's homepage

Cyril Rebetez, 2009 - Learning from animations: control, collaboration and learners' exploration
Thesis supervisor: Mireille Betrancourt
This work focuses on the use of animations for learning complex and dynamic mental models. Animations can provide more information than pictures but can also interfere with learning since learners have to actually process this information, and do it in real time. Through five experiments, using four different animations, we explored the way learners used the available information to understand the depicted phenomenon. We studied the effect of features allowing learners to consult previous states of the animation (snapshots, control and interactivity over the content). We also used a collaborative learning setting in order to improve the processing of the information by the learners. Through these experiments, we adapted and developed methods to describe the learning processes beyond what we could observe with our experimental conditions. The results allowed us to enrich our comprehension of the specific processes involved when learning from animations. In particular, our fifth experiment showed qualitative differences in the visual representation constructed from static pictures or from animations. Our discussion on these results led us to describe a framework of cognitive processes implicated when learning from multimedia materials.

Pierre-Olivier Vallat, 2014 -Analyse et production de traces informatiques adaptées aux pratiques de formateurs de HEP romandes
Thesis supervisor: Daniel Peraya
Dans le cadre de leurs cours, plusieurs formateurs des HEP de Suisse romandes utilisent un environnement d'apprentissage (eLearning). Ce dernier leur retourne un certain nombre d'informations sous forme de traces informatiques qui rendent compte  des activités des étudiants. Par un questionnaire en ligne et une série d'entretiens individuels, treize formateurs ont été questionnés  sur leurs usages de l'environnement d'apprentissage, leurs pratiques, leurs besoins et, en particulier, leurs besoins non-satisfaits. La liste des besoins non-satisfaits est alors croisée avec la liste de toutes les traces fournies par l'environnement d'apprentissage pour vérifier si ces dernières sont à même de répondre aux attentes des formateurs. Lorsque c'est le cas, un développement informatique est réalisé pour extraire du système les informations nécessaires aux formateurs. Ces informations sont alors organisées selon des critères d'ergonomie. Le développement est ensuite validé par un nouvel entretien individuel auprès du ou des formateurs concernés.

Rolf Wipfli, 2012 - Decision making in dynamic work situations: Building a framework for medical alerts in computerized drug prescription
Thesis supervisors: Mireille Betrancourt and Christian Lovis
As part of electronic prescription systems medical alerts are a powerful decision support for physicians. They can warn physicians in case of drug interactions or other adverse events. However, a large part of medical alerts is not taken into account. The aim of the present thesis is to investigate the impact of medical alerts on physicians. We address the question with three different studies carried out at the University Hospitals of Geneva. The first study evaluates physicians' satisfaction with the deployed system. The second study evaluates the work context to learn about the use of medical alerts in a real work situation. Finally, we evaluate in an experimental study physicians' interaction with an adapted prototype of a prescription system. Among other results we found that physicians only consider alerts in unfamiliar medical situations. The prototype where alerts are centralised in a table seem to be better adapted to this behaviour.

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