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Séance : Système d’élevage; International audience

This paper proposes a study of a serious game with a scientific aim, currently being designed, aboutchance and biological evolution, “Darwinium”. This game places secondary school pupils in thesituation of researchers observing the evolution of chimeric animal populations placed in anexperimental dome and having to report on this evolution in verbal narrative form (writtenexplanation of evolution) and graphically (representation of the population). This narrative is anelement of play and a means of observing the learning generated by the play activity. The approachto the game design process allows us to understand the instrumented interactions between thedifferent stakeholders and the choice of a narrative and graphic activity integrated into the game. Asemio-cognitive analysis of the written and graphic productions of the players allows us to discussthe use of drawing and narration in a ludic activity., Cette communication propose une étude sur un jeu sérieux à visée scientifique, en cours de conception, sur le hasard et l’évolution du vivant, « Darwinium ». Ce jeu place des élèves de collège en situation de chercheurs observant l’évolution de populations animales chimériques placées dans un dôme expérimental et devant rendre compte de cette évolution sous forme narrative verbale (explicitation écrite de l’évolution) et graphique (représentation de la population). Cette narration est un élément de jeu et un moyen d’observer les apprentissages engendrés par l’activité ludique. L’approche de la démarche de conception du jeu permet de comprendre les interactions instrumentées entre les différentes parties prenantes et le choix d’une activité narrative et graphique intégrée au jeu. Une analyse sémio-cognitive des productions écrites et graphiques des joueurs permet ensuite de discuter de l’usage du dessin et de la narration dans une activité ludique.

This thesis explores the ability of formal methods, and more particularly model-checking, to analyze the behavior of patients during neuro-cognitive tests in clinical settings. To this end, it studies the use of "serious games" for cognitive training of senior patients with minor neurocognitive disorders. Four serious games were selected by clinical researchers from the CoBTeK team, each targeting a different cognitive function.A first part describes the modeling, in the form of Markov chains, of player's behaviors associated with the three games that were already deployed at the beginning of the thesis at the Claude Pompidou Institute (ICP) in Nice. The models developed are probabilistic in order to best represent all the behaviors that patients can express. Initial probabilities are derived from ICP practitioner estimates. The results obtained during the verifications of these first models with the Prism model-checker are encouraging to continue this modeling approach. Comparing the performances of Prism and of another model-checker, Storm, on the verification of these models showed that in general, Storm is more efficient than Prism, however it is more restrictive concerning the expression of logical properties.The second part concerns a clinical protocol set up to obtain real data from senior patients. For that, a total of 50 volunteers were included over a 10-month period: 30 had minor neurocognitive disorders and 20 had isolated cognitive complaints. During this protocol, each volunteer participated in two individual sessions of 30 to 90 minutes during which they were asked to complete the clinical tests missing from their record and to play the four serious games previously mentioned. These results were analyzed using classical statistical analysis methods to assess their interest in identifying cognitive disorders. They made it possible to find significant differences in performance between the two groups as well as a correlation between these performances and the clinical tests results. Subsequently, a more in-depth analysis of the usage records led to understand the series of actions that best allow to categorize each type of patient. This latter information was used to calibrate the models in order to obtain more realistic and reliable models.The third and last part details the implementation of an artificial neuron model describing the activity of the basal ganglia, a brain region involved in inhibitory control. This cognitive function, targeted by one of the serious games studied in the thesis, is impaired in patients suffering from neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease or Parkinson's syndrome. Verification of this model showed an activity consistent with the one described in the literature on this cognitive function. The purpose of this model is to be coupled to the activity model associated with the game evaluating this function in order to explore modifications in the neural network that can generate a behavior characteristic of patients with neurocognitive disorders.; Cette thèse explore la capacité des méthodes formelles, et plus particulièrement du model-checking, à analyser le comportement de patients lors de tests neuro-cognitifs en clinique. À cette fin, elle étudie l'utilisation de « jeux sérieux » d'entraînement cognitif par des patients seniors atteints de troubles neuro-cognitifs mineurs. Quatre jeux sérieux ont été sélectionnés par les chercheurs cliniciens de l'équipe CoBTeK, chacun ciblant une fonction cognitive différente.Une première partie décrit la modélisation sous forme de chaines de Markov des comportements des joueurs pour les trois jeux qui étaient déjà déployés au début de la thèse à l'institut Claude Pompidou (ICP) de Nice. Les modèles développés sont probabilistes afin de représenter au mieux l'ensemble des comportements que peuvent exprimer les patients. Les probabilités initiales sont issues des estimations des praticiens de l'ICP. Les résultats obtenus lors des vérifications de ces premiers modèles avec le model-checker Prism sont encourageants pour la poursuite de cette démarche de modélisation. La comparaison des performances de Prism et d'un autre model-checker, Storm, sur la vérification de ces modèles a montré que de manière générale, Storm est plus performant que Prism, cependant il est plus contraignant au niveau de l'expression des propriétés logiques.La deuxième partie concerne un protocole clinique mis en place afin d'obtenir des données d'utilisation réelles de patients seniors. Pour cela, un total de 50 volontaires ont été inclus sur une durée de 10 mois : 30 présentaient des troubles neuro-cognitifs mineurs et 20 avaient des plaintes cognitives isolées. Au cours de ce protocole, chaque volontaire participait à deux séances individuelles de 30 à 90 minutes pendant lesquelles il leur était demandé de compléter les tests cliniques manquant à leur dossier et de jouer aux quatre jeux sérieux précédemment mentionnés. Ces résultats ont été analysés avec des méthodes classiques d'analyse statistique pour évaluer leur intérêt dans l'identification de troubles cognitifs. Ils ont permis à la fois de trouver des différences de performances significatives entre les deux groupes ainsi qu'une corrélation entre ces performances et les résultats des tests cliniques. Par la suite, une analyse plus en profondeur des relevés d'utilisation a permis de comprendre quelles étaient les séries d'actions qui permettaient au mieux de catégoriser chaque type de patient. Ces dernières informations ont été utilisées pour calibrer les modèles afin d'obtenir des modèles plus réalistes et fiables.La troisième et dernière partie détaille l'implémentation d'un modèle de neurones artificiels décrivant l'activité des ganglions de la base, région cérébrale impliquée dans le contrôle inhibiteur. Cette fonction cognitive, ciblée par l'un des jeux sérieux étudié dans la thèse, se retrouve dégradée chez des patients atteint de maladies neuro-dégénératives comme la maladie d'Alzheimer ou le syndrome de Parkinson. La vérification de ce modèle a montré une activité cohérente avec celle décrite dans la littérature sur cette fonction cognitive. La finalité de ce modèle est d'être couplé au modèle d'activité associé au jeu évaluant cette fonction afin d'explorer des modifications sur le réseau de neurones pouvant engendrer un comportement caractéristique des patients atteints de troubles neuro-cognitifs.

From a very early age, the construction of our understanding of physical reality is based in a decisive way on direct and interactive experimentation, a link between perception and cognition. And since experimentation plays a fundamental role in the progressive acquisition of knowledge on scientific topics, including physics, the objective of this doctoral project is to leverage the innovative technologies of Virtual Reality (VR), numerical simulations, and the new interactive techniques associated with them to design, develop, and evaluate new methods, tools, and experiments dedicated to acquiring knowledge in the field of physics. The approach adopted combines serious games, i.e., using game mechanics for a purpose other than the game itself, with the possibilities offered by VR to experience new physical situations in the first person. By combining a didactic framework with a serious game-based approach, the aim is to design, implement and evaluate the use of interactive real-time simulation tools in VR, comparing them with traditional educational approaches. In this dissertation, beyond bibliographic research, we started by designing and implementing a sandbox as a bootstrap for several possible physical games to test whether interactions and general game organisation would prove intuitive and motivating. Then, based on ideas obtained from brainstorming sessions and individual interviews with students, we created a list of possible game features. We also investigated 2 possible visualisation tools within a very frequent task in gaming: aiming and shooting at a long-distance target. Our focus of research then shifted to more practical teaching tasks such as the question of mass perception in VR. This specific work focuses on the pseudo-haptic rendering of objects with weight within a didactic framework of learning physics, particularly when dealing with the property of mass. We sought to verify the hypothesis that pseudo-haptic techniques allow users to discriminate objects of identical aspects but different masses. We compared several conditions by modifying the so called Control-Display ratio in translation, rotation, while keeping an explicit visual metaphor, the Roberval balance, as a baseline. We then investigated how to improve student knowledge acquisition of the concept of density. One of the reasons why the topic is difficult to understand is that most students share deeply rooted delusions and misconceptions about the behaviour of physical objects. We compared the effectiveness of a serious immersive game in teaching the density concept in 2 conditions: a 2D version in an embedded web browser and a 3D immersive game in VR. We also developed a specific questionnaire to assess students' knowledge improvement. Finally, we considered the potential usefulness of using a companion for educational purposes, this time teaching the concept of gravity. We compared three different companion settings - a real teacher, a (live) video of a teacher, and a VR avatar of a teacher. The concept of gravity and free fall were introduced in three exercises: I - dropping objects in different gravity fields; II - experiment with parabolic trajectories; III - experimenting with gravitation "sandwiches". Results showed that immersive and interactive digital simulations in VR offer incomparable advantages over traditional didactic approaches, by deepening and facilitating the learning of new knowledge. Recent advances in immersive interaction technologies, coupled with realistic real-time physical simulation engines, make it possible to create a credible virtual experimental space where the learner can get involved by manipulating actual objects to observe or predict their behaviour.; Dès le plus jeune âge, la construction de notre compréhension de la réalité physique repose de manière décisive sur l'expérimentation directe. Partant du constat que l'expérimentation joue un rôle fondamental dans l'acquisition progressive de connaissances, l'objectif de ce projet doctoral est de tirer parti des technologies innovantes de la réalité virtuelle (RV), des simulations numériques et des nouvelles techniques interactives qui leur sont associées pour concevoir, développer et évaluer de nouvelles méthodes, outils et expériences dédiés à l'acquisition de connaissances dans le domaine de la physique. L'approche adoptée combine les jeux sérieux, c'est-à-dire l'utilisation des mécanismes du jeu dans un but autre que purement ludique, avec les possibilités offertes par la RV pour expérimenter de nouvelles situations physiques à la première personne. En combinant un cadre didactique clair avec une approche basée sur les jeux sérieux, l'objectif est de concevoir, d'implémenter et d'évaluer l'utilisation d'outils de simulation interactive en temps réel dans la RV, en les comparant aux approches pédagogiques traditionnelles. Après une étude bibliographique, nous avons commencé par concevoir et mettre en œuvre un bac à sable comprenant plusieurs jeux physiques possibles afin de tester si les interactions et l'organisation générale du jeu s'avéreraient suffisamment intuitives et motivantes. Puis, sur la base des idées obtenues lors de sessions de brainstorming et d'entretiens individuels avec des étudiants, nous avons créé une liste de caractéristiques de jeu possibles. Nos recherches se sont ensuite orientées vers des tâches d'enseignement plus pratiques, comme la question de la perception de la masse en RV. Ce travail se concentre sur le rendu pseudo-haptique d'objets ayant un poids, dans un cadre didactique d'apprentissage de la physique, notamment concernant la manipulation et la comparaison de masses. Nous avons cherché à vérifier l'hypothèse selon laquelle les techniques pseudo-haptiques permettent aux utilisateurs de discriminer des objets d'aspects identiques mais de masses différentes. Nous avons donc comparé plusieurs conditions en modifiant le rapport Contrôle-Affichage en translation, en rotation, tout en conservant une métaphore visuelle explicite, la balance de Roberval. Nous avons ensuite cherché à améliorer l'acquisition des connaissances des élèves sur le concept de densité. L'une des raisons pour lesquelles ce sujet est difficile à comprendre est que la plupart des étudiants partagent des illusions et des idées fausses, profondément ancrées, concernant le comportement des objets physiques. Nous avons comparé l'efficacité d'un jeu sérieux immersif portant sur l'enseignement du concept de densité dans 2 conditions : une version 2D dans un navigateur web, et un jeu immersif 3D en RV. Enfin, nous avons examiné l'utilité potentielle de l'utilisation d'un compagnon à des fins pédagogiques, cette fois pour enseigner le concept de gravité. Nous avons comparé trois contextes d'accompagnement différents - un enseignant réel, une vidéo (en direct) d'un enseignant, et un avatar VR d'un enseignant. Le concept de gravité et de chute libre a été introduit dans 3 exercices : laisser tomber des objets dans différents champs de gravité ; expérimenter des trajectoires paraboliques ; expérimenter des "sandwichs" de gravitation, alternant des zones de gravité et des zones sans gravité. Les résultats ont montré que les simulations numériques immersives et interactives en RV offrent des avantages incomparables par rapport aux approches didactiques traditionnelles, en facilitant l'apprentissage de nouvelles connaissances et en permettant l'approfondissement des connaissances existantes.

National audience; Faced with the challenges of the 21st century, the ethics of engineering requires the development of skills in collective intelligence and change management. Without pretending to answer all the questions and challenges adressed by ethics training practices, IMT Mines Alès has inaugurated, in 2021, a new Elective Teaching Unit entitled "Transitions and crises, issues at stake". This article aims to report on the pedagogical practices developed and implemented in the framework of this Teaching Unit. It proposes to step back on the impact of the pedagogical resources developed in support of learning. In particular, we address the question of the impact of the pedagogical choices and the role of pedagogical resources on learning. After describing the pedagogical practices used in this Teaching Unit, we detail the survey and evaluation system that enabled us to collect elements of self-evaluation regarding the acquisition of knowledge, know-how and interpersonal skills, as well as critical analyses of the pedagogical practices used. The exploitation of the results of this survey allows us to draw conclusions about the relevance of the pedagogical practices implemented and the pathways for improvement.; Face aux enjeux du 21ème siècle, l’éthique de l’ingénieur passe notamment par le développement de compétences en intelligence collective et en conduite du changement. Sans toutefois vouloir répondre à l’ensemble des questionnements et des défis que posent les pratiques de la formation à l’éthique, IMT Mines Alès a inauguré, en 2021, une nouvelle Unité d’Enseignement Elective (UEE) intitulée : « Transitions et crises, enjeux en jeu ». Cet article a pour objectif de rendre compte des pratiques pédagogiques développées et mises en œuvre dans le cadre de cette UEE et de prendre du recul sur l’impact des ressources pédagogiques développées en support sur les apprentissages. Nous adressons en particulier la question de l’impact des parti-pris pédagogiques et du rôle des ressources pédagogiques mobilisées sur les apprentissages. Après avoir décrit les pratiques pédagogiques déclinées dans cette UEE, nous détaillons le dispositif d’enquête et d’évaluation qui nous a permis de recueillir, auprès des étudiants, d’une part, des éléments d’autoévaluation quant à l’acquisition de savoir, savoir-faire et savoir-être, puis, d’autre part, des analyses critiques des pratiques pédagogiques déclinées. L’exploitation des résultats de ce dispositif nous permet de tirer des conclusions quant à la pertinence des pratiques pédagogiques mises en œuvre et les pistes d’amélioration.

Climatology, ecology, geology: natural sciences have demonstrated the origin and the existence of human-caused climate change. Yet, climate studies are not specific to the sole natural sciences. Geographers, sociologists, economists and other social scientists complement technical approaches of climate change with other means and methods to address environmental issues. This article outlines the added value of both natural and social sciences for understanding the mitigation of, and adaptation to climate change. It also describes an interdisciplinary method combining a role-playing game with ecological and climate models to foster decision-making, awareness-raising, and the dissemination of environmental knowledge. The articles is intended for readers coming either from natural sciences or social sciences, and is illustrated with concrete examples drawn from climatology articles, current research in social sciences, and the author’s research experience – especially with Foster Forest, a participatory simulation of forestry, geared toward social and economic adaptations to climate change., Climatologie, écologie, géologie : les sciences naturelles ont démontré l’existence et l’origine anthropique du dérèglement climatique. Pour autant, ce champ d’étude n’est pas l’apanage des seules sciences naturelles. En plus d’étudier la diversité de nos liens au monde vivant, la géographie, la sociologie, l’économie et autres disciplines sœurs permettent d’explorer des pistes complémentaires aux seules approches techniques pour répondre aux enjeux environnementaux. L’article présente les apports des sciences naturelles et des sciences sociales dans la compréhension et le déploiement de solutions d’atténuation et d’adaptation aux changements climatiques. Il décrit aussi une approche interdisciplinaire qui allie un jeu de rôles et des modélisations écologiques et climatiques afin de faciliter la prise de décision, la sensibilisation, et la diffusion de connaissances environnementales. Accessible à un lectorat formé en sciences naturelles ou en sciences sociales, l’article est ponctué d’exemples concrets tirés d’études classiques de la climatologie, de recherches contemporaines en sciences sociales, mais aussi de l’expérience de l’auteur – en particulier à travers Foster Forest, un jeu sérieux sur l’adaptation socio-économique de la foresterie aux changements climatiques.

Dental trauma is an emmergies that the dentist has to deal with. When this situation occurs in children, on immature permanent teeth, the dentist must manage pain, patient compliance, child and parent anxiety, propose a good diagnosis and the associated treatment. It can be extremely difficult. In order to better prepare futur dental surgeons to apprehend this type of situation, this work aim is to show the interest of virtual simulation and more particularly, interest of serious games in student learning. This is while, respecting the competency-based approach, a specification of serious games is presented in order to teach students to manage dental trauma on immature permanent teeth.; Les traumatismes alvéolo-dentaires constituent l’une des urgences à laquelle doit faire face le chirurgien-dentiste. Lorsque celui-ci survient chez l’enfant sur des dents permanentes immatures, le chirurgien-dentiste doit réussir à gérer à la fois la douleur, la compliance du patient, l’anxiété de l’enfant et des parents, le diagnostic et l’acte de soin lui-même, ce qui peut s’avérer extrêmement complexe. Afin de préparer au mieux les futurs professionnels de santé à appréhender ce type de situation, ce travail a pour objectif de montrer l'intérêt de la simulation virtuelle et plus particulièrement celui des jeux sérieux dans l’apprentissage chez les étudiants. Tout en respectant l’approche par compétence, un cahier des charges de jeux sérieux y est présenté afin d’apprendre aux étudiants à prendre en charge les traumatismes dentaires sur les dents permanentes immatures.

National audience; Le méta-design est une approche de conception participative dans laquelle des utilisateurs finaux sont rendus concepteurs des ressources, y compris durant les phases d’utilisation. C’est à partir de cette méthode que nous souhaitons développer notre projet autour du jeu sérieux Blockly Maze visant à permettre aux enseignants du primaire d’enseigner la pensée informatique en classe. Blockly Maze est un jeu de programmation par blocs centré sur l’apprentissage de l’algorithmique. Nous voulons que les enseignants puissent l’adapter en fonction de leurs besoins d’enseignement, des parcours d’apprentissage des élèves et des usages observés sur le terrain. À cette fin, nous nous inscrivons dans une optique de recherche collaborative orientée par la conception dans laquelle des enseignantes de cycle 3 sont parties prenantes du projet. Elles contribuent à part entière au processus d’adaptation du jeu sérieux Blockly Maze et à l’élaboration de méthodes de méta-design qui se veulent génériques.

National audience; Les attentes et méthodes de travail des étudiants évoluent au cours du temps. Les enseignants au contact de ces nouvelles générations peuvent souhaiter faire évoluer leurs pratiques, leurs méthodes pédagogiques et expérimenter de nouveaux outils. Nous montrons dans cet article que ces transformations des enseignements sont facilitées avec le soutien et l’appui d’initiatives institutionnelles. Nous présentons deux dispositifs mis en œuvre au sein de Sorbonne Université et structurés autour du thème des jeux sérieux afin d’augmenter la motivation de leurs utilisateurs. Le premier dispositif propose aux participants de jouer à un jeu sérieux alors que le second invite les participants à concevoir leur propre jeu sérieux. De ces expériences, nous illustrons le processus d’innovation pédagogique en œuvre au sein de Sorbonne Université.

International audience; Ryan, Costello and Stapleton invite basing design of a serious learning games on a systemic toy, close to the concept of microworld. Their work points out that it is the best way to build entertaining serious games allowing exploration and experimentation (Ryan et al., 2012). In this paper we report an ecological evaluation (23 games prototype made) of their design method. We identify several issues and propose some solutions, including a full design pattern to build serious games based on toy-microworld.; Ryan, Costello et Stapleton proposent de fonder les jeux sérieux d’apprentissage sur un jouet systémique comparable à un micromonde. Selon leurs travaux, c’est le moyen pour concevoir des jeux sérieux efficients, permettant un apprentissage ludique par l’exploration et expérimentation (Ryan et al., 2012). Nous présentons dans cet article une mise à l’épreuve en situation écologique (23 prototypes de jeux conçus) de leur méthode de conception. Nous avons identifié plusieurs verrous à l’utilisation de cette méthode et nous proposons des solutions pour les lever, notamment un patron de conception de jeux sérieux fondés sur des jouets-micromondes.

Ce texte est la version française d'un chapitre publié en espagnol dont voici les références bibliographiques définitives : Genvo S. (2021), « Teorías y práctica de los juegos expresivos » in : A.C. Moreno, A. Venegas (Eds.), La vida en juego. La realidad a través de lo lúdico. AnaitGames, Madrid, pp. 9-47. Version française disponible en ligne, « Theories et pratique des jeux expressifs » en ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03251467; International audience; Depuis le début des années 2010, je développe dans le cadre de mes travaux de recherche le concept de jeu expressif : un jeu proposant de se mettre à la place d’autrui pour explorer ses problématiques de vie (sociales, psychologiques, etc.), tout en permettant de faire l’expérience des dilemmes, choix et conséquences qui découlent de ces situations. Ce concept impose plusieurs questionnements à la recherche en ludologie : comment faire considérer ces productions comme des « jeux » alors qu’elles vont à l’encontre des attentes habituelles liées aux jeux vidéo du fait de leurs sujets sensibles ? Le jeu, notamment dans l’industrie vidéoludique, est en effet davantage synonyme de « fun » et de divertissement dans nos sociétés contemporaines. Comment impliquer émotionnellement le joueur tout en l’amenant à s’interroger sur les contenus sensibles développés dans ces jeux ? Et quelle serait la part d’expressivité du joueur et de l'oeuvre dans l'expérience ? De la même façon, quelles seraient les caractéristiques du jeu vidéo comme forme d’expression pour aborder ces thématiques ? L’article reviendra à la fois sur la genèse du concept de « jeux expressifs » (en le distinguant notamment de la notion de jeux sérieux et de jeux persuasifs), tout en donnant des pistes de réponse à l’ensemble des interrogations précédentes. Pour illustrer ces considérations théoriques, je montrerai comment cette recherche s’ancre également dans une perspective de game design, qui permet d’alimenter la réflexion. Je reviendrai notamment sur le développement et la réception de deux jeux que j’ai conçu en lien avec le concept de jeux expressifs, Keys of a gamespace (2011), qui abordait la thématique de l’atteinte à l’enfance et de la mémoire, et Lie in my heart (2019) qui aborde de façon autobiographique les thèmes du suicide, de la maladie mentale, du rapport de l’enfance au décès et de la résilience.

International audience; La conception de ressources à la fois pédagogiques et ludiques pour répondre aux besoins particuliers des enfants dyslexiques est un challenge qui nécessite la participation de plusieurs acteurs (des professionnels du domaine et des enfants). Notre recherche s’intéresse aux méthodes et au processus mis en place lors de la conception d’un jeu sérieux visant la rééducation des difficultés d’apprentissage de la lecture. Ce travail est conduit en nous appuyant sur la démarche centrée utilisateur, et notamment, la conception participative avec la collaboration des utilisateurs, des professionnels du domaine (orthophonistes), chercheurs et concepteurs pour la réalisation d’une ressource ludo-pédagogique

Management of environment and natural risks concerns all the territories, population and socio-economic activities. It involves many actors, in particular elected officials, experts, managers, economic actors. They belong to States' administration, authorities, operators of critical infrastructures, in order to ensure the security of exposed people and assets. They are often expected to make difficult decisions considering human, social, and economic vulnerabilities. These decisions are the outcome of an complex evaluation process carried out on the basis of a great amount of heterogeneous and imperfect information (vagueness, conflict, etc.) provided by numerous sources which may be unequally reliable. What decision would you make regarding maintaining access or cutting off transport routes? Could you describe the reasoning process that led you to make one decision over another? How could you justify in front of citizens or magistrates and lastly, how would you assess and consider the influence of quality of information on your decision?It proposes to help filling a lack of specific design methodologies for describing the processes and then building information systems capable of capturing and representing the links between the quality of information and decisions. With an example of application related to the management of a road exposed to snow avalanche, this thesis offers an original methodology based on the design and operation of serious games, to help and improve the decision-making process taking into account the influence of the quality of information, and also to implement the design of the associated information systems. Serious gaming is thought of as an observatory of the decision-making process. Each of its elements is registered, allowing capturing the information that is sought, analyzed and then used by players placed in a decision-making situation. It thus makes it possible to improve players' technical skills and knowledge. Beyond the fun learning tool, the conception of a serious game constitutes therefore a way to understand the complexity and the multitude of criteria used in an expert assessment and related to decision-making processes. This contributes to improve the elicitation of the processes. From a computational point of view, the developments here aim to guarantee the reusability and genericity of design methodologies to adapt to the needs of the thematic area of decision support. We propose a methodology (based on model-driven engineering) for the design of computer tools dedicated to the traceability of information (with level of quality). A library of UML profiles is made available to support this approach by providing a modeling framework for decision-making processes. Each UML profile corresponds to a particular objective: the structure of the expected serious game, the traceability of information, the consideration of data imperfection or the construction of an expert risk analysis reference. In order to carry out experiments, our approach was implemented in a software design process. Our approach is illustrated by its application on two case studies. Finally, the combination of serious gaming, multi-criteria decision support and computer design constitutes a multidisciplinary contribution to existing work in the field of decision support applied to risk management and in the field of information system design. It addresses the significant and recurring issues of information traceability, information quality level, the relevance of the decisions taken and the choice of strategies for the design of dedicated information systems. It helps to improve the understanding of the decision-making process but also to capitalize on information and processes, hoping ultimately to help produce better decisions., La gestion de l'environnement et des risques naturels concerne l'ensemble des territoires, la population et les activités socio-économiques. Elle implique de nombreux acteurs notamment des élus, experts, gestionnaires, acteurs économiques. Ils relèvent de l'État, des collectivités ou des opérateurs d'infrastructures critiques en vue d'assurer la sécurité des biens et des personnes. Ils sont souvent amenés à prendre des décisions difficiles en considérant les vulnérabilités humaines, sociales, et économiques. Ces décisions sont l'aboutissement d'un processus d'évaluation complexe, réalisé sur la base d’informations provenant de sources diverses inégalement fiables, de nature hétérogène et imparfaite (imprécisions, contradictions, etc.). Quelle décision prendriez-vous quant au maintien des accès ou de la coupure des axes de transport ? Pourriez-vous décrire le processus de raisonnement qui vous a amené à prendre une décision plutôt qu'une autre ? Comment pourriez-vous la justifier auprès de citoyens ou de magistrats et enfin, comment évalueriez-vous et considéreriez-vous l'influence de qualité de l'information sur votre décision ? Cette thèse propose de contribuer à combler un manque de méthodologies de conception spécifiques pour décrire les processus puis construire des systèmes d'information capables de capturer et de représenter les liens entre la qualité des informations et les décisions. Au travers d’un exemple d’application relatif à la gestion d’une route exposée à un phénomène avalanche, cette thèse propose une méthodologie originale basée sur la conception et l'exploitation de jeux sérieux pour aider, améliorer et tracer le processus de décision en tenant compte de l'influence de la qualité des informations mais aussi implémenter la conception des systèmes d'information associés. Le jeu sérieux est pensé comme un observatoire du processus de décision dont on maîtrise tous les éléments en étant capable de capturer les informations qui sont recherchées, analysées puis évaluées par des joueurs mis en situation de prise de décision. Au-delà de l’outil ludique d’apprentissage, la conception même du jeu sérieux constitue une façon d'appréhender la complexité et la multitude des critères qui interviennent dans le processus de décision. Cela contribue à l’amélioration de l’élicitation des processus. D'un point de vue informatique, les développements visent ici à garantir la réutilisabilité et la généricité des méthodologies de conception pour s'adapter aux besoins du domaine thématique de l'aide à la décision. Nous proposons, une méthodologie (basée sur l'ingénierie des modèles) de conception d'outils informatiques dédiés à la traçabilité des informations (avec leur niveau de qualité). Une bibliothèque de profils UML est mise à disposition pour soutenir cette démarche en offrant un cadre de modélisation pour les processus de décision. Chaque profil UML correspond à un objectif particulier : la structure du jeu sérieux attendu, la traçabilité des informations, la prise en compte d'un niveau d'imperfection des données ou la construction d'une référence experte d'analyse de risque. Afin de réaliser des expérimentations, notre approche a été implémentée dans une chaîne logicielle au travers de deux cas d’étude. (...)

National audience; L'article présente un retour d'expérience à propos de l'utilisation d'une grille critériée pour l'évaluation de jeux sérieux conçus dans le cadre d'un projet tuteuré de DUT informatique. Ce projet se base sur une collaboration entre des étudiants en informatique, chargés du développement, et des doctorants en sciences sociales, chargés de présenter une notion scientifique que le jeu doit transmettre au joueur. 24 jeux ont été produits, et leur évaluation a été faite par les pairs. Afin d'objectiver l'évaluation de jeux sérieux, une grille critériée est développée puis utilisée, portant sur trois aspects (pragmatique, hédonique et technique) en s'appuyant sur une enquête auprès des étudiants.

International audience; This paper deals with an urban foresight exercise combining a board game and modeling. This experiment, entitled "post-car Île-de-France", (UMR Géographie-cités & Forum Vies Mobiles), aimed to propose a serious game to explore the hypothesis of a strong reduction in car mobility. The production of a device - an agent-based model and a board game - made it possible to explore configurations of car-free territories and their evolution over thirty years. This serious game was tested in 2018 and 2019 in workshops with various audiences (students, general public and researchers). We propose in this article to explore three main aspects, a methodological aspect (the co-production of a model and a game), an explanation of the game sessions (playing the post-car hypothesis) and a reflection on the contribution of the serious game to the renewal of tools and reflections on the city of tomorrow (the game, a foresight tool?).; L’objectif de cet article est de proposer un retour réflexif sur une expérience de prospective urbaine couplant jeu de plateau et modélisation dynamique, au service d’une démarche participative. Inscrite dans un projet de recherche intitulé « post-car Île-de-France » (UMR Géographie-cités & Forum Vies Mobiles), cette expérience avait pour objectif de « jouer » les modalités, les conséquences et les distances à l’objectif d’une réduction drastique de la mobilité automobile. Elle repose sur la production d’un dispositif – un modèle à base d’agents et un jeu de plateau - permettant de « jouer » collectivement des configurations de territoires sans voiture et leurs évolutions sur trente ans. Ce dispositif de jeu sérieux a été expérimenté en 2018 et 2019 dans le cadre d’ateliers participatifs, avec des publics variés (étudiants, grand public et chercheurs). Nous proposons dans cet article d’explorer trois volets principaux, un volet méthodologique (la co-production d’un modèle et d’un jeu), une explication des séances de jeu elles-mêmes (jouer l’hypothèse post-car) et un volet réflexif sur la contribution potentielle du jeu sérieux au renouvellement des outils et des réflexions sur la ville de demain (le jeu, un outil de prospective ?).

National audience; Depuis 2015, l’université de Guyane (UG) a entamé un vaste chantier de réflexion sur ses pratiques pédagogiques et encouragé de nouvelles formes de médiation auprès de ses étudiants. Son service commun de la documentation (SCD) qui s’est intégré à cette dynamique générale a reconstruit le cycle de formation qu’il proposait aux doctorants et fait le choix d’une ludification générale des enseignements. Retour sur cette conquête de nouveaux territoires pédagogiques.

National audience; Depuis 2015, l’université de Guyane (UG) a entamé un vaste chantier de réflexion sur ses pratiques pédagogiques et encouragé de nouvelles formes de médiation auprès de ses étudiants. Son service commun de la documentation (SCD) qui s’est intégré à cette dynamique générale a reconstruit le cycle de formation qu’il proposait aux doctorants et fait le choix d’une ludification générale des enseignements. Retour sur cette conquête de nouveaux territoires pédagogiques.

Facial disorders negatively affect professional, social, and personal lives of involved patients.Thus, recovery of facial mimics into normal and symmetrical conditions allows these patients to improve their life qualities. Functional rehabilitation of facial disorders is an important clinical step to improve qualities of surgical interventions and drug therapies. However, facialmimic rehabilitation currently remains a major scientific, technological, and clinical challenge.Especially, conventional rehabilitation processes lack of quantitative and objective biofeedbacks. Moreover, rehabilitation exercises just included long-term and repetitive actions. This makes patients less ambitious for completing their training programs. Besides, numerous modeling methods, interaction devices, and system architectures have been successfully employed in clinical applications, but they have not been successfully applied for facial mimic rehabilitation. Consequently, this thesis was conducted to complement these drawbacks by designing a clinical decision-support system for facial mimic rehabilitation. Especially, patientspecific models and serious games were integrated with the system for providing quantitative and objective bio-feedbacks and training motivations. The thesis has six main contributions: (1) a novel real-time subject-specific head generation & animation systems, (2) a novel head-to-skull prediction process, (3) a muscle-oriented patientspecific facial paralysis grading system, (4) a novel serious game system for facial mimic rehabilitation, (5) a novel clinical decision-support system for facial mimic rehabilitation, and (6) a reference guide for developing real-time soft-tissues simulation systems. This thesis opens new avenues for new research areas relating to automatic generation of patient specific head from visual sensor and internal structures using statistical shape modeling and real-time modeling and simulation for facial mimic rehabilitation.; La paralysie faciale affecte négativement la vie professionnelle, sociale et personnelle des patients concernés. La récupération des mimiques faciales dans des conditions normales et symétriques permet à ces patients d'améliorer leurs qualités de vie. La rééducation fonctionnelle est une étape clinique importante pour améliorer les qualités des interventions chirurgicales. Cependant, la rééducation faciale reste actuellement un défi scientifique, technologique et clinique majeur. En particulier, l'approche conventionnelle manque des retours quantitatifs et objectifs pour optimiser les gestes et les exercices associées. L'objectif de cette thèse est de développer et d'évaluer un système d'aide à la rééducation fonctionnelle de la mimique faciale. La thèse a six contributions principales : (1) un nouveau processus de génération de la tête patient-spécifique avec la texture à partir d'un capteur sans contact de type Kinect ; (2) un nouveau processus de prédiction du crâne à partir de la surface de la tête en utilisant la modélisation statistique de la forme ; (3) une nouvelle méthode d'évaluation des mouvements de la mimique faciale en se basant sur les propriétés musculaires ; (4) un nouveau système de jeu sérieux pour la rééducation fonctionnelle de la mimique faciale (5) un nouveau système d'aide à la décision clinique pour le visage et (6) un guide de référence pour le développement de systèmes de simulation médicale en considérant la déformation des tissus mous en temps réel. Cette thèse ouvre de nouvelles perspectives liées aux différents domaines de recherche allant de la vision par ordinateur (génération automatique des modèles patient-spécifique à partir d'un capteur visuel), la modélisation biomécanique, et l'ingénierie des systèmes pour la rééducation fonctionnelle de la mimique faciale.

International audience; S’il est possible d’identifier en France les premiers travaux de recherche sur les jeux vidéo au début des années 80, ceux-ci se développent et se structurent véritablement au début des années 2000, ce qui correspond également sur le plan international à l’émergence des Game Studies. Les enjeux qui sont usuellement conférés à ces recherches se portent majoritairement sur les apports culturels, sociaux et cognitifs de l’objet, tout comme sur les cadres analytiques pouvant être mobilisés, ce qui n’est pas sans relation avec les logiques de légitimation du domaine se développant alors. C’est précisément à partir de 2000 que les travaux sur les jeux sur support numérique débutent au Centre de recherche sur les médiations (CREM EA-3476). L’implication continue de ce laboratoire dès les premiers temps de l’émergence du champ offre un terrain propice à la réflexion pour témoigner de la façon dont les précédents enjeux ont structuré l’évolution de travaux ancrés dans les sciences de l’information et de la communication. Nous montrons également comment ces enjeux se sont globalement peu à peu transformés alors que l’institutionnalisation et la légitimité académique de l’objet se renforçaient et que l’expansion du jeu à différents secteurs d’activités se développait, menant à de nouvelles perspectives pour la recherche. En définitive, nous ouvrons la réflexion sur la possibilité de reformuler le projet d’une ludologie construite à partir des acquis de la recherche sur le jeu mais dont l’approche ne se focaliserait plus uniquement sur un objet déterminé.

Improvement of clinical reasoning (CR) is a key issue for the future of medicine because it has been established that imperfect reasoning leads to insufficient care results. CR is a complex cognitive process which synthesizes information obtained from the clinical situation, then uses it to make a diagnostic analysis and take a decision on patient management by integrating previous knowledge and experience. Training for this skill is therefore essential. To improve reasoning, knowledge of the mechanisms which build it up is necessary and a review of these mechanisms constitutes the initial part of this thesis.Training of healthcare professionals through simulation is becoming widespread with the objective of "never the first time on a patient". In rapid expansion, the use of serious games (SG) represents an interesting pedagogical tool. A review of the literature on the effectiveness of SG and more particularly in the context of CR is also included in the initial part of this thesis. Thus, SG is effective and may, among other things, target certain skills, including CR. However, most studies dealing with CR by using SG include qualitative assessments or self-assessments of learners or focus only on the outcome (decision making). Therefore, the educational value and modalities of SG in the training of CR of health professionals remain to be further explored.The SG LabForGames Warning was developed in the LabForSIMS simulation center for nursing students and targets detection of patient deterioration and the ensuing communication. The objective of this thesis is to test a learning mode using SG simulation in order to improve CR in healthcare professionals.The first study evaluated the validity of the SG LabForGames Warning according to the Messick’s Framework. This study showed that scores and playing time could not differentiate the level of clinical skills of nurses. However, evidence of validity was obtained for content, response process and internal structure. Although this version of the game cannot therefore be used for summative evaluation of students, our study shows that this SG is well accepted by students and can be used for training within an educational program.A second study evaluated the effectiveness of 2 teaching modalities on learning CR for the detection of clinical patient deterioration by comparing a group of nursing students trained by simulation with LabForGames Warning compared to a group trained by traditional teaching. CR was assessed by script concordance tests immediately and 1 month later. This randomized multicenter study included 146 volunteer nursing students. No significant difference was observed in CR change between simulation training with SG and traditional teaching. However, satisfaction and motivation were better with simulation instruction.In conclusion, we have confirmed the validity of SG LabForGames Warning as an educational tool with formative and not summative aims. Then, although no difference in learning about CR was observed between simulation training with SG and traditional teaching, satisfaction and motivation were better with simulation teaching with the game. Further studies are needed to clarify the modalities and pedagogical strategies of SG in the training of healthcare professionals, such as the place of debriefing and the role of motivation. Moreover, technological developments such as artificial intelligence might transform CR training and the available pedagogical tools in the coming years., L’amélioration du raisonnement clinique (RC) est un enjeu essentiel pour la Médecine de demain car il est établi que son utilisation imparfaite conduit à des résultats de soins insuffisants. Le RC est un processus cognitif complexe. Cette activité intellectuelle synthétise l’information obtenue à partir de la situation clinique et l’utilise pour faire une analyse diagnostique et prendre une décision de prise en charge du patient en intégrant les connaissances et expériences antérieures. La formation à cette compétence est donc essentielle. Pour améliorer le raisonnement, une connaissance des mécanismes qui le constituent est nécessaire et une revue de ces mécanismes constitue la partie initiale de cette thèse.La formation des professionnels de santé par la simulation se généralise avec pour objectif « jamais la première fois sur le patient ». En plein essor, le jeu sérieux (JS) représente un outil pédagogique intéressant. Une revue de la littérature sur l’efficacité des JS et plus particulièrement dans le cadre du RC est également incluse dans la partie initiale de cette thèse. Ainsi, les JS sont efficaces et peuvent, entre autres, cibler certaines compétences dont le RC. Cependant, la plupart des études sur le RC dans le cadre des JS, restent subjectives avec des évaluations qualitatives ou des autoévaluations des apprenants ou concernent uniquement le résultat (prise de décision). Par conséquent, la valeur éducative et les modalités des JS dans la formation du RC restent à approfondir.Le JS LabForGames Warning a été développé dans le centre de simulation LabForSIMS pour les étudiants infirmiers et cible la détection de l’aggravation d’un patient et la communication. Cette thèse a pour objectif de tester un mode d’apprentissage utilisant la simulation par les JS afin d’améliorer le RC chez les professionnels de santé.Une 1ère étude a évalué la validité du JS LabForGames Warning selon le cadre théorique proposé par Messick. Elle a démontré que les scores et le temps de jeu ne pouvaient pas différencier le niveau des compétences cliniques des infirmiers.Cependant, les preuves de validité étaient obtenues pour le contenu, le processus de réponse et la structure interne. Même si cette version du jeu ne peut donc pas être utilisée pour une évaluation sommative des étudiants, notre étude montre que ce JS est bien accepté par les étudiants et qu’il peut être utilisé pour la formation au sein d’un programme éducatif.Une seconde étude a évalué l’efficacité de 2 modalités pédagogiques sur l’apprentissage du RC à la détection de l’aggravation clinique d’un patient en comparant un groupe d’étudiants infirmiers formé par simulation avec LabForGames Warning par rapport à un groupe formé par un enseignement traditionnel. Le RC a été évalué par les tests de concordance de script immédiatement et 1 mois après. Cette étude multicentrique randomisée a inclus 146 étudiants infirmiers volontaires. Aucune différence significative n’a été observée sur le RC entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel. Cependant, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation.En conclusion, nous avons tout d’abord confirmé la validité du JS LabForGames Warning en tant qu’outil pédagogique à visée formative et non sommative. Puis, bien qu’aucune différence d’apprentissage du RC n’ait été observée entre la formation par la simulation avec JS et l’enseignement traditionnel, la satisfaction et la motivation étaient meilleures avec l’enseignement par simulation avec le jeu. Les études sont à poursuivre pour préciser les modalités et stratégies pédagogiques des JS dans la formation des professionnels de santé, comme par exemple la place du débriefing, le rôle de la motivation. En effet, en plein essor, les développements technologiques telle que l’intelligence artificielle vont transformer la formation au RC ainsi que les outils pédagogiques disponibles dans les années à venir.

Patients with Autism Spectrum Disorders have communication and social interaction deficits. Emotion is governed by a network of brain circuits necessary for us to perceive and feel emotions. These areas of the brain seem to be poorly stimulated in people with ASD. These present great difficulties in perceiving and producing emotions, whatever the modalities (visual, gestural, vocal). This is why for several years now, and thanks to digital progress, more and more serious games targeting people with ASD have emerged. Therefore we found it interesting to explore the link between the capacities for recognizing emotions and those for production in this population, by considering low-level skills and high-level skills separately. We hypothesized that emotional production capacities were potentially linked to the recognition capacities of these same emotions. Then we did a retrospective study, correlating the scores of the participants during the initial neuropsychological assessment and the successes obtained when using JEMImE. Our results have shown that emotional recognition has no impact on the ability to reproduce emotion in imitation. However, we obtained a positive correlation between the recognition score and that of production in mime situation, both for tasks without context and for contextual tasks. There is also a positive correlation between the score of recognition of affect and that of mime of sadness in context.; Les patients avec des Troubles du Spectre Autistique présentent des déficits de la communication et des interactions sociales. L’émotion est régie par un réseau de circuits cérébraux nécessaire pour nous permettre de percevoir et de ressentir des émotions. Or ces zones cérébrales semblent peu stimulées chez les personnes présentant un TSA. Ces dernières présentent de grandes difficultés à percevoir et produire les émotions, quelles que soit les modalités (visuelle, gestuelle, vocale). C’est pourquoi depuis plusieurs années et grâce aux progrès numériques de plus en plus de jeux sérieux visant les personnes avec TSA ont vu le jour. Il nous a alors paru intéressant de creuser le lien entre les capacités de reconnaissance des émotions et celles de production chez cette population, en considérant séparément les compétences de bas niveau et celles de haut niveau. Nous avons émis l’hypothèse que les capacités de production émotionnelle étaient potentiellement liées aux capacités de reconnaissance de ces mêmes émotions. Nous avons alors fait une étude rétrospective, en corrélant les scores des participants lors du bilan neuropsychologique initial et les réussites obtenues lors de l’utilisation de JEMImE. Nos résultats ont montré que les capacités de reconnaissance émotionnelle n’ont aucun impact sur les capacités de reproduction d’émotion en imitation. Cependant, nous avons obtenu une corrélation positive entre le score de reconnaissance et celui de production en situation de mime, et ce, à la fois pour les tâches sans contexte que pour les tâches contextuelles. Il existe également une corrélation positive entre le score de reconnaissance d’affects et celui de mime de la tristesse en contexte.

Self-confidence is omnipresent in the academic context, and it is an important metric for the success of our students. Yet, studies often favor pedagogical metrics which can be quantified objectively more easily than self-confidence. This study offers a theoretical approach of self-confidence, but also of learning games which remove a constraint for the students who are anxious towards formal evaluation methods. The challenge of the experiment has been to offer a way to measure the self-confidence of my students,but also to analyze its evolution after a learning game.; La confiance en soi est omniprésente dans le contexte scolaire, et elle est un critère important pour la réussite de nos élèves. Pourtant, cet indicateur est souvent oublié au profit d'indicateurs pédagogiques plus faciles à mesurer de manière objective. Cette étude présente une approche théorique de la confiance en soi, mais également de l'activité ludique qui permet de lever certains freins pour les élèves appréhensifs de l'évaluation formelle. Le défi de l'expérimentation a été de proposer une mesure de la confiance en soi chez les élèves, mais également une analyse de l'évolution de celle-ci suite à la mise en place d'une activité ludique.

International audience

International audience; In order to develop and enhance an augmentative and alternative communication (AAC), gaze is often considered as one of the most natural way and one of the easiest to set up in order to support individuals with multiple disabilities to interact with their environment. For children who start naturally from scratch, who have in addition such difficulties, it is a strong challenge even to acquire or to support the required basic knowledge. Games are often considered a good way to learn. Games designed for eye-trackers, i.e. electronic devices able to compute the position of the gaze, allow children to discover the power of their eyes and the consequences of the actions triggered by their gazes. Video games can be a good way to improve basic requirements as gaze fixation and gaze pursuit as well as conventions like rewards or dwell interactions often used in AAC tools. In this article, we present the GazePlay project which main contribution is a free and open-source software which gathers several mini-games playable with all eye-trackers including low cost ones.; Afin de développer et d'améliorer une communication Augmentée et alternative (CAA), le regard est souvent considéré comme l'un des moyens les plus naturels et les plus faciles à mettre en place pour permettre aux personnes en situation de polyhandicap d'interagir avec leur environnement. Bien entendu, pour des enfants qui partent par nature de zéro, qui de plus ont de telles difficultés, c'est déjà un grand défi d'acquérir et de soutenir les connaissances de base que cette communication requiert. Les jeux sont souvent considérés comme un bon moyen d'apprendre. Les jeux destinés à être utilisés avec des oculomètres (eye-trackers), c'est-à-dire des dispositifs électroniques capables d'estimer la position du regard, peuvent être un bon moyen d'améliorer les compétences requises comme la fixation et la poursuite oculaire, ainsi que des conventions comme les récompenses ou les interactions de fixation (dwell interaction) souvent utilisées dans les outils de CAA. Dans cet article, nous présentons le projet GazePlay dont la principale contribution est un logiciel libre et gratuit qui rassemble plusieurs mini-jeux compatibles avec tous les oculomètres, y compris les moins chers.

The research focuses on interaction in a technologized learning context of English in the French elementary school. This process is at the center of academic thinking for years now. First, with the politics. about the digital and multimedia as part of formal learning. Then with the integration of language learning programs. from the elementary cycle. This close link between education and technology requires the implementation of innovative methods to help the students and teachers. Our study aims to analyze the process of innovation in educational interaction by following several steps. First, by immersion in a school during a year. We chose an ethnographic posture to «understand from within» what happens in class because we could not accurately report what happens in this situation without addressing the ground, locally, observing social practices through the activities of actors (tr Pepin, 2010a). Our corpus was made for a conversational analysis applied to a pedagogical context. Then, we wanted to understand the pedagogical and playful expectations around the built learning. For this, we analyzed the interactional phenomena that occur during teacher-student or pupil-student interactions as well as the trio: device-teacher-students through methods and distribution procedures in the «tour de jeu» of speech, sequences or even episodes of repair actions. This analysis has led us to highlight «multidimensional objects» in a simple interaction. Finally, we wanted. to move towards a research-oriented around serious games and emotion. Then to the resource development that would come to enrich the models of the technology resource banks for the English class., La recherche porte sur l’interaction en contexte d’apprentissage technologisé de l’anglais en classe élémentaire française, processus qui se situe au centre des réflexions universitaire et académique. D’une part, autour de l’introduction du numérique et du multimédia dans le cadre de l’apprentissage formel. Et d’autre, autour de l’apprentissage des langues dès le cycle élémentaire. Cette liaison étroite entre éducation et technologie nécessite la mise en place de méthodes novatrices qui répondent aux besoins des élèves et des enseignants d’aujourd’hui. Notre étude vise à analyser le processus d’innovation dans l’interaction pédagogique en suivant plusieurs étapes. D’abord, nous avons entamée une immersion dans une école pendant une année scolaire. Dans notre quête de sens, nous avons fait le choix d’une posture ethnographique pour « comprendre de l’intérieur « ce qui se passe en classe car nous ne pouvions rendre fidèlement compte de ce qui se passe lors de cette situation sans aborder le terrain, localement, en observant les pratiques sociales à travers les activités des acteurs (Pepin, 2010a). Notre récolte de corpus s’est faite en vue d’une analyse conversationnelle appliquée à un contexte pédagogique. Ensuite, nous avons voulu comprendre les attentes pédagogiques et ludiques autour de l’apprentissage construit. Pour cela, nous avons analysé les phénomènes interactionnels qui se manifestent lors des interactions enseignant-élèves ou bien élèves-élèves ainsi que le trio : dispositif-enseignant-élèves à travers des méthodes et des procédures de distribution dans le « tour de jeu » de la parole, des séquences ou encore des épisodes de réparation. Cette analyse nous a conduit à mettre à en exergue des « objets multidimensionnels » dans une interaction à priori simple. Enfin, nous avons souhaité ouvrir la perspective vers l’approfondissement de nos travaux autour de l’articulation Serious Game et émotion. Puis vers le conseil en développement de ressources qui viendraient d’enrichir les modèles des banques de ressources technologique pour la classe d’anglais.

Adapting forest management to climate change (CC) is a key issue, as forests are crucial for mitigation policies and the provision of many ecosystem services (ES). Understanding the magnitude of the progress made in this respect can help shape further adaptation developments and avoid the putative maladaptive side effects of forest management evolutions. Here, I aim to bridge the knowledge gap of adaptation implementation in French forests.Chapter 1: Based on semi-structured interviews with foresters, my findings highlight unprecedented aspects of adaptations: (i) a focus on productive ES at the expense of other essential services such as water supply or natural habitats; (ii) adaptations rely on technical changes in forest management and do not deal with climate impacts through organizational or economic tools; and (iii) envisaging ecological processes through adaptations is instrumental and limited to small spatial and temporal scales. My results also extend the existing body of knowledge to the framework of forest management: (i) CC is not the main driver of forestry changes; (ii) extreme events are windows of opportunity to stimulate adaptive changes; and (iii) proactive adaptation to unexperienced hazards is very weak.Chapter 2: Assessment of the diversity of research projects in the forest sciences focusing on CC. I categorized projects according to discipline and main focus, using data from the online description of French public calls for proposals and from selected projects. Since 1997, mitigation research has gradually given way to adaptation. Despite pledges for the inclusion of social sciences, research rarely draws on the social sciences and focuses on ES of economic interest. Biomass production is paramount, being addressed either directly or through projects on tree species of industrial interest. Hence, instead of a diverse search for adaptation strategies, climate research is geared toward a few ES. Without denying the need for timber and biofuel production, I encourage public funders to complement current calls for proposals with more diverse approaches beneficial for both biomass production and other ES.Chapter 3: I study how multiple mechanisms for the mitigation of CC have been developed, drawing on a combination of reducing and offsetting greenhouse gas (GHG) emissions. While mechanisms are mandatory for certain economic sectors, some business that are not required to mitigate their GHG emissions would nevertheless like to do so. I examine two study cases in France to analyze how public and private foresters seized this opportunity to obtain complementary funding from such companies for forestry operations. I focus on offset contracts issued by associations linking public sector forestry agencies, forest landowners, and offset funders. Carbon mitigation was a reason shared by all contractors to commit to the agreement, although it concealed multifarious motivations. Hence, I argue that voluntary offset contracts act like a Trojan horse by enabling foresters to dialogue with entities that would otherwise not be interested in supporting forest management. Regional embedding was crucial to overcoming the mitigation challenges.Chapter 4: To gain insight on how can socio-economic adaptive tools complement technical evolutions of forestry, I designed Foster Forest, a participatory simulation of forest management. It combines a role-playing game, an agent-based model, and a scenario of CC with high uncertainties. Drawing from multiple applications in French regions, I show that climate change is not a short-term matter of concern for private and public foresters. I analyze the emergence of socio-economic changes (mainly payment for carbon storage) in the provision of ES, and participants’ negotiations to spontaneously change the simulation rules. I also highlight how collective adaptive action was steered by stakeholders with a public interest role.; Les trajectoires socio-écologiques des forêts sont considérablement dépendantes des pratiques sylvicoles retenues par leurs gestionnaires. Or, ces choix de gestion sont susceptibles d’évoluer afin de prendre en compte les impacts des dérèglements du climat sur les milieux forestiers. L’objectif des travaux qui suivent est donc de comprendre les évolutions de la gestion forestière induites par les adaptations aux dérèglements climatiques (ACC). Ils se concentrent sur la France métropolitaine, dont les forêts sont l’un des écosystèmes les plus importants – elles en couvrent trois quarts de la surface. Trois thématiques de recherche ont permis de décliner cette problématique : (1) la diversification des ACC (quels biens et services écosystémiques forestiers (BSE) cible-t-elle ?) ; (2) l’importance accordée par les forestiers aux approches techniques, en comparaison des réflexions portant sur l’organisation socio-économique de la gestion forestière ; et enfin (3) l’intégration des dynamiques écologiques dans la conception et la mise en œuvre d’adaptations aux changements climatiques.Chapitre 1 : Recensement, par des enquêtes de terrain, des ACC en forêts privées et publiques. Les adaptations répertoriées concernaient seulement quelques-uns des nombreux BSE forestiers, au premier rang desquels la production de bois, le stockage de carbone et la préservation des habitats naturels. Ces adaptations étaient avant tout mises en place pour répondre à des aléas climatiques déjà vécus par les forestiers. Surtout, ces adaptations relevaient d’évolutions des techniques sylvicoles, où les humains interviennent sur le socio-écosystème forestier, en modifiant les composantes naturelles.Chapitre 2 : J’ai étudié le financement public des projets de recherche portant simultanément sur les changements climatiques et sur la foresterie. J’ai montré qu’une des causes du manque de considération des aspects socio-économiques de l’ACC provient de la prééminence de recherches techniques, très peu tournées vers les services écosystémiques socio-culturels, de régulation ou de soutien.Chapitre 3 : Retour au terrain, pour une étude de cas sur le paiement pour stockage de carbone. J’ai mis en relief comment la diversification des revenus engendrée par ce type d’innovation est un moyen indirect pour les forestiers de s’adapter aux changements climatiques, en diminuant leur dépendance à une production ligneuse fortement menacée par les dérèglements climatiques. Les atouts, mais aussi certaines limites techniques et conséquences socio-économiques de cette approche ont été soulignés.Chapitre 4 : Synthèse des apprentissages des chapitres précédents, grâce à la création d’une simulation participative de gestion forestière. Dans Foster Forest, divers acteurs de la gestion forestière sont plongés dans un scénario de fort changement climatique. Pour mener à bien leur propre mission, ils disposent d’une panoplie de pratiques sylvicoles inspirée de pratiques usuelles, mais qui ne suffisent pas à faire face aux perturbations climatiques. Pour compenser, les participants ont toute liberté de proposer des changements des règles du jeu afin de faire évoluer l’organisation socio-économique de leurs activités forestières. La dizaine d’applications de cette simulation participative, dans différentes régions françaises, a permis de confirmer les résultats des chapitres précédents. Les parties jouées ont aussi apporté un éclairage sur l’importance des structures d’animation territoriale dans l’élaboration de projets d’adaptations, à des échelles complémentaires des seules visions « à la parcelle ».

The autism spectrum disorder (ASD) is characterized by difficulties in socials skills, as emotion recognition and production. Several studies focused on emotional facial expressions (EFE) recognition, but few worked on its production, either in typical children or in children with ASD. Nowadays, information and communication technologies are used to work on social skills in ASD but few studies using these technologies focus on EFE production. After a literature review, we found only 4 games regarding EFE production. Our final goal was to create the serious game JEMImE to work on EFE production with children with ASD using an automatic feedback. We first created a dataset of EFE of typical children and children with ASD to train an EFE recognition algorithm and to study their production skills. Several factors modulate them, such as age, type of emotion or culture. We observed that human judges and the algorithm assess the quality of the EFE of children with ASD as poorer than the EFE of typical children. Also, the EFE recognition algorithm needs more features to classify their EFE. We then integrated the algorithm in JEMImE to give the child a visual feedback in real time to correct his/her productions. A pilot study including 23 children with ASD showed that children are able to adapt their productions thanks to the feedback given by the algorithm and illustrated an overall good subjective experience with JEMImE. The beta version of JEMImE shows promising potential and encourages further development of the game in order to offer longer game exposure to children with ASD and so allow a reliable assessment of the effect of this training on their production of EFE.; Le trouble du Spectre de l’Autisme (TSA) est caractérisé par des difficultés concernant les habiletés sociales dont l’utilisation des expressions faciales émotionnelles (EFE). Si de nombreuses études s’intéressent à leur reconnaissance, peu évaluent leur production chez l’enfant typique et avec TSA. Les nouvelles technologies sont plébiscitées pour travailler les habiletés sociales auprès des enfants avec TSA, or, peu d’études concernent leur utilisation pour le travail de la production des EFE. Au début de ce projet, nous retrouvions seulement 4 jeux la travaillant. Notre objectif a été la création du jeu sérieux JEMImE travaillant la production des EFE chez l’enfant avec TSA grâce à un feedback automatisé. Nous avons d’abord constitué une base de données d’EFE d’enfants typiques et avec TSA pour créer un algorithme de reconnaissance des EFE et étudier leurs compétences de production. Plusieurs facteurs les influencent comme l’âge, le type d’émotion, la culture. Les EFE des enfants avec TSA sont jugées de moins bonne qualité par des juges humains et par l’algorithme de reconnaissance des EFE qui a besoin de plus de points repères sur leurs visages pour classer leurs EFE. L’algorithme ensuite intégré dans JEMImE donne un retour visuel en temps réel à l’enfant pour corriger ses productions. Une étude pilote auprès de 23 enfants avec TSA met en avant une bonne adaptation des enfants aux retours de l’algorithme ainsi qu’une bonne expérience dans l’utilisation du jeu. Ces résultats prometteurs ouvrent la voie à un développement plus poussé du jeu pour augmenter le temps de jeu et ainsi évaluer l’effet de cet entraînement sur la production des EFE chez les enfants avec TSA.

This study carried out within a college (junior high school) deals with the utilisation of digital pedagogy in the classroom and its impact on the school engagement of the students in the SEGPA section. The first part of the research aims at studying the evolution of the students' engagement (Fredericks) from the 6 ième to the 3 ième class level, and also the differences to be found between students in a regular classroom and special needs students (SEGPA) who often face severe and long term difficulties. Our results show that students in general, tend to decrease commitment throughout their scolarity with a significant difference between students from the regular high school program and those from the special needs section (SEGPA). These students show much less engagement especially in the cognitive component. The second part of the study deals with studying the effects of digital technology on the factors of their motivation. The results show a positive impact on motivation of self-determination and inherent motivation (Deci & Ryan), on the possiblity of experimenting the state of Flow (Czikszentmihalyi) or also, on the improvement of causal attributions (Weiner). Finally, if a positive effect is proven on emotional and behavioural engagement, it is less proven in the cognitive component.; Cette étude réalisée au sein d'un collège porte sur l'utilisation pédagogique du numérique en classe et son incidence sur l'engagement scolaire des élèves de SEGPA. La première partie de cette recherche vise à étudier l'évolution de l'engagement des élèves (d'après Fredricks) de la sixième à la troisième et les différences qu'il peut y avoir entre des élèves de filière générale et des élèves de SEGPA qui rencontrent des difficultés graves et durables. Nos résultats montrent une tendance décroissante de l'engagement de tous les élèves au cours de leur scolarité, et une différence significative entre les élèves de filière générale et les élèves de SEGPA qui montrent un engagement moindre, surtout dans sa composante cognitive. La seconde partie de cette étude vise à étudier les effets de l'utilisation du numérique sur les déterminants de la motivation. Les résultats montrent un impact positif sur le sentiment d’autodétermination et la motivation intrinsèque (Deci & Ryan), sur la possibilité d'expérimenter l'état de Flow (Czikszentmihalyi) ou encore sur l'amélioration des attributions causales (Weiner). Enfin, si l'effet positif est avéré sur l'engagement affectif et comportemental, il l'est moins dans sa dimension cognitive.

In the light of the current digital revolution, factories are facing the need to employ innovative ways to train the new generations Y and Z immersed in new technologies. The work presented in this thesis deals with the gamification of training in a way adapted to the digital factory and the new generation of learners. Having carried out experiments with employees from the industrial world, we have identified several locks specific to vocational training, such as the need to integrate innovations in training, the need for an evolutionary training, or the difficulty of transforming an existing training into a new funny one. Thus, at the end of the state of the art about tools, methods and methodologies of serious game creation, we found that none of the existing solutions takes into account the locks found. This led us to propose a dual learning approach of the training module, based on a multi-faceted resource model (RMF) and a light iterative construction process (LGA). Our approach aims to help the trainer to gradually define a game scenario adapted to the content of his training. The concept of MFR makes it possible to characterize an important resource of the module without precisely describing the usage scenario.; Avec la révolution numérique de nos jours, l'usine et l'entreprise en général sont confrontées au besoin d'employer des moyens innovants pour former les nouveaux employés issus des générations Y et Z immergées dans les nouvelles technologies. Le travail présenté dans cette thèse porte sur la ludification des formations de façon adaptée à l'usine numérique et à la nouvelle génération d'apprenants. Ayant réalisé des expériences auprès de collaborateurs issus du monde industriel, nous avons identifié plusieurs verrous spécifiques à la formation professionnelle comme le besoin d'intégrer des innovations dans la formation, le besoin d'une formation évolutive ou encore la difficulté de transformer une formation existante en une formation ludique. Ainsi, à l'issue de l'état de l'art sur les outils, méthodes et méthodologies de création de jeux sérieux, nous avons constaté qu'aucune des solutions existantes ne prend réellement en compte les verrous constatés. Cela nous a mené à proposer une approche duale de ludification du module de formation, basée sur un modèle de ressources multi-facettes (RMF) et un processus de construction itératif léger (LGA). Notre approche vise à aider le formateur à définir progressivement le scénario de jeu adapté au contenu de sa formation. Le concept de RMF permet de caractériser une ressource importante du module sans décrire précisément le scénario d'usage.

In the light of the current digital revolution, factories are facing the need to employ innovative ways to train the new generations Y and Z immersed in new technologies. The work presented in this thesis deals with the gamification of training in a way adapted to the digital factory and the new generation of learners. Having carried out experiments with employees from the industrial world, we have identified several locks specific to vocational training, such as the need to integrate innovations in training, the need for an evolutionary training, or the difficulty of transforming an existing training into a new funny one. Thus, at the end of the state of the art about tools, methods and methodologies of serious game creation, we found that none of the existing solutions takes into account the locks found. This led us to propose a dual learning approach of the training module, based on a multi-faceted resource model (RMF) and a light iterative construction process (LGA). Our approach aims to help the trainer to gradually define a game scenario adapted to the content of his training. The concept of MFR makes it possible to characterize an important resource of the module without precisely describing the usage scenario.; Avec la révolution numérique de nos jours, l'usine et l'entreprise en général sont confrontées au besoin d'employer des moyens innovants pour former les nouveaux employés issus des générations Y et Z immergées dans les nouvelles technologies. Le travail présenté dans cette thèse porte sur la ludification des formations de façon adaptée à l'usine numérique et à la nouvelle génération d'apprenants. Ayant réalisé des expériences auprès de collaborateurs issus du monde industriel, nous avons identifié plusieurs verrous spécifiques à la formation professionnelle comme le besoin d'intégrer des innovations dans la formation, le besoin d'une formation évolutive ou encore la difficulté de transformer une formation existante en une formation ludique. Ainsi, à l'issue de l'état de l'art sur les outils, méthodes et méthodologies de création de jeux sérieux, nous avons constaté qu'aucune des solutions existantes ne prend réellement en compte les verrous constatés. Cela nous a mené à proposer une approche duale de ludification du module de formation, basée sur un modèle de ressources multi-facettes (RMF) et un processus de construction itératif léger (LGA). Notre approche vise à aider le formateur à définir progressivement le scénario de jeu adapté au contenu de sa formation. Le concept de RMF permet de caractériser une ressource importante du module sans décrire précisément le scénario d'usage.

This thesis is supervised by Mathieu Muratet, Amel Yessad and Vanda Luengo (thesis director). The goal of this work is to allow the automatic detection of peer interactions that could emerge from a multi-player learning game scenario before any use of it. The peer interactions contribute to the motivation and involvement of learners in their learning process. The work undertaken in this thesis propose models and analysis tools to allow game designers to obtain information on the peer interactions that could emerge from their game without requiring players’ traces. Thus, the designers could rely on that information to modify their scenarios to match with their needs towards peer interactions. In order to fulfill this goal, we brought three main contributions. The first contribution is an ontology thanks to which it becomes possible to model multi-player learning games scenarios with various granularity levels. The interactions are often abstractly defined; the second contribution aims to help their formalization thanks to low-level features. Interactions formalized in a such a way become automatically detectable. The third contribution is a set of algorithm dedicated to the analysis of the modeled scenario in order to detect the various interactions that could emerge from it. The ontology has been tested on various serious games scenarios. The two other contributions have been put to the test through an experimentation carried out on a game created in the scope of this thesis.; Cette thèse, encadrée par Mathieu Muratet et Amel Yessad, est dirigée par Vanda Luengo. L'objectif de ce travail est de permettre la détection automatique des interactions entre pairs pouvant émerger d'un scénario de jeux sérieux multi-joueurs en amont de toute utilisation de celui-ci. Les interactions entre pairs participent à la motivation et à l’engagement des apprenants dans leur processus d’apprentissage. Le travail engagé dans cette thèse propose des modèles et des outils d'analyse pour permettre aux concepteurs d'un jeu d'obtenir des informations sur les interactions entre pairs pouvant émerger au sein du jeu et ce sans requérir aux traces des joueurs. Les concepteurs pourraient alors s'appuyer sur ces informations pour modifier leur scénario afin qu'il corresponde au mieux à leurs attentes en terme d'interactions. Afin de satisfaire cet objectif nous avons apporté trois contributions principales. La première contribution est une ontologie grâce à laquelle il devient possible de modéliser des scénarios de jeux sérieux multi-joueurs avec différents niveaux de granularité. Les interactions ayant souvent des définitions abstraites, la deuxième contribution vise à aider leur formalisation à l'aide de propriétés de bas niveau. Les interactions ainsi formalisées deviennent détectables automatiquement. La troisième contribution est un ensemble d'algorithmes d’analyse du scénario modélisé pour détecter les différentes interactions pouvant émerger de celui-ci. L'ontologie a été testée sur différents scénarios de jeux sérieux. Les deux autres contributions sont mises à l’épreuve à travers une expérimentation menée sur un jeu créé dans le cadre de cette thèse.

This thesis is supervised by Mathieu Muratet, Amel Yessad and Vanda Luengo (thesis director). The goal of this work is to allow the automatic detection of peer interactions that could emerge from a multi-player learning game scenario before any use of it. The peer interactions contribute to the motivation and involvement of learners in their learning process. The work undertaken in this thesis propose models and analysis tools to allow game designers to obtain information on the peer interactions that could emerge from their game without requiring players’ traces. Thus, the designers could rely on that information to modify their scenarios to match with their needs towards peer interactions. In order to fulfill this goal, we brought three main contributions. The first contribution is an ontology thanks to which it becomes possible to model multi-player learning games scenarios with various granularity levels. The interactions are often abstractly defined; the second contribution aims to help their formalization thanks to low-level features. Interactions formalized in a such a way become automatically detectable. The third contribution is a set of algorithm dedicated to the analysis of the modeled scenario in order to detect the various interactions that could emerge from it. The ontology has been tested on various serious games scenarios. The two other contributions have been put to the test through an experimentation carried out on a game created in the scope of this thesis.; Cette thèse, encadrée par Mathieu Muratet et Amel Yessad, est dirigée par Vanda Luengo. L'objectif de ce travail est de permettre la détection automatique des interactions entre pairs pouvant émerger d'un scénario de jeux sérieux multi-joueurs en amont de toute utilisation de celui-ci. Les interactions entre pairs participent à la motivation et à l’engagement des apprenants dans leur processus d’apprentissage. Le travail engagé dans cette thèse propose des modèles et des outils d'analyse pour permettre aux concepteurs d'un jeu d'obtenir des informations sur les interactions entre pairs pouvant émerger au sein du jeu et ce sans requérir aux traces des joueurs. Les concepteurs pourraient alors s'appuyer sur ces informations pour modifier leur scénario afin qu'il corresponde au mieux à leurs attentes en terme d'interactions. Afin de satisfaire cet objectif nous avons apporté trois contributions principales. La première contribution est une ontologie grâce à laquelle il devient possible de modéliser des scénarios de jeux sérieux multi-joueurs avec différents niveaux de granularité. Les interactions ayant souvent des définitions abstraites, la deuxième contribution vise à aider leur formalisation à l'aide de propriétés de bas niveau. Les interactions ainsi formalisées deviennent détectables automatiquement. La troisième contribution est un ensemble d'algorithmes d’analyse du scénario modélisé pour détecter les différentes interactions pouvant émerger de celui-ci. L'ontologie a été testée sur différents scénarios de jeux sérieux. Les deux autres contributions sont mises à l’épreuve à travers une expérimentation menée sur un jeu créé dans le cadre de cette thèse.

The thesis presented in this manuscript offers a methodological framework used to design, implement and validate a virtual learning environment for mechanical engineering. It takes advantage of the recent advances in the domain of virtual reality to build upon existing research in the field of virtual environments for learning. This work is focused on specific interaction modalities leveraged in a virtual training for teaching learners to operate actual machine tools. Application of this research leads to the development of a prototype in which the primary findings are illustrated and described through the following steps : preparation of a pedagogical scenario, technical and ergonomic choices guiding the implementation of the application, design of an immersive and interactive virtual environment for learning, and finally the validation of such an application. Experimentation with teachers and student in the field of mechanical engineering brought to light the genuine interest from the teachers or the tool they tested and allowed us to validate our approach upon the success factors for learning game : usability, acceptability and utility.; La thèse présentée dans ce manuscrit propose un cadre méthodologique pour l'élaboration et la validation d'un outil de formation au génie mécanique en réalité virtuelle. Elle s'inscrit dans les avancées récentes du domaine de la réalité virtuelle et s'intègre à la recherche sur les environnements virtuels pour l'apprentissage humain. Les travaux présentés se focalisent en particulier sur les modalités d'interaction spécifiques à mettre en oeuvre pour permettre à un opérateur de se former virtuellement à l'utilisation de machines-outils. L'application de ces recherches donne lieu à la réalisation d'un prototype dans lequel les principaux résultats y sont illustrés et décrits à travers les étapes suivantes : la préparation d'un scénario pédagogique, les choix techniques et ergonomiques guidant le développement de l'application, la mise en place d'un environnement virtuel immersif et interactif pour l'apprentissage, et enfin la validation d'une telle application. Les expérimentations menées avec des enseignants et des étudiants en génie mécanique ont mis en évidence un grand intérêt pour l'outil proposé de la part des enseignants et ont permis de valider l'approche utilisée suivant les facteurs de succès des jeux d'apprentissages : utilisabilité, acceptabilité et utilité.

The thesis presented in this manuscript offers a methodological framework used to design, implement and validate a virtual learning environment for mechanical engineering. It takes advantage of the recent advances in the domain of virtual reality to build upon existing research in the field of virtual environments for learning. This work is focused on specific interaction modalities leveraged in a virtual training for teaching learners to operate actual machine tools. Application of this research leads to the development of a prototype in which the primary findings are illustrated and described through the following steps : preparation of a pedagogical scenario, technical and ergonomic choices guiding the implementation of the application, design of an immersive and interactive virtual environment for learning, and finally the validation of such an application. Experimentation with teachers and student in the field of mechanical engineering brought to light the genuine interest from the teachers or the tool they tested and allowed us to validate our approach upon the success factors for learning game : usability, acceptability and utility., La thèse présentée dans ce manuscrit propose un cadre méthodologique pour l'élaboration et la validation d'un outil de formation au génie mécanique en réalité virtuelle. Elle s'inscrit dans les avancées récentes du domaine de la réalité virtuelle et s'intègre à la recherche sur les environnements virtuels pour l'apprentissage humain. Les travaux présentés se focalisent en particulier sur les modalités d'interaction spécifiques à mettre en oeuvre pour permettre à un opérateur de se former virtuellement à l'utilisation de machines-outils. L'application de ces recherches donne lieu à la réalisation d'un prototype dans lequel les principaux résultats y sont illustrés et décrits à travers les étapes suivantes : la préparation d'un scénario pédagogique, les choix techniques et ergonomiques guidant le développement de l'application, la mise en place d'un environnement virtuel immersif et interactif pour l'apprentissage, et enfin la validation d'une telle application. Les expérimentations menées avec des enseignants et des étudiants en génie mécanique ont mis en évidence un grand intérêt pour l'outil proposé de la part des enseignants et ont permis de valider l'approche utilisée suivant les facteurs de succès des jeux d'apprentissages : utilisabilité, acceptabilité et utilité.

International audience; Position du problème : Le passage entre la pré-clinique sur simulateur physique et la clinique sur patient est une étape redoutée par les étudiants. La prise en charge des patients reste difficile lorsque celle-ci devient une réalité. Objectifs des recherches : Le but de notre recherche est double. Le premier est de développer un simulateur d’apprentissage en ligne afin que les étudiants puissent travailler sur des cas cliniques virtuels et ne jamais être face à un patient sans savoir quoi faire. Le second objectif est d’analyser le comportement des étudiants face à ces patients virtuels et d’étudier l’impact de cette e-formation dans leur professionnalisation. Matériel et méthodes : Le logiciel utilisé est le Virtual Training Suite (VTS Editor® de Serious Factory). Ce simulateur d’entraînement permet de construire un scenario dans un décor (un cabinet dentaire) avec un avatar (le patient). Des paramètres sont réglables tels que l’âge du patient, son sexe, son élocution/vocalisation ou encore ses émotions. Le jeu sérieux s’adresse à 2 publics cibles différents : soit des étudiants en 4ème année de formation en Sciences Odontologiques arrivant pour la première fois sur patient (cas clinique simple de type soins conservateurs ou urgences dentaires), soit des étudiants en 5ème années avec des cas cliniques plus complexes et multidisciplinaires. Un modèle clinique a été proposé pour scénariser les cas cliniques. La prise en charge globale d’un patient est décomposée ainsi en 5 phases : le diagnostic, le pronostic, la proposition des choix thérapeutiques, le traitement, et le suivi du patient. Des photos du cas clinique viennent illustrés concrètement le patient (avec autorisation de publication du patient consenti et documents anonymisés). Les possibilités sont infinies au sens où tout type de supports numériques peut être inséré (QCM/QRU, vidéo, documents, imagerie 3D, liens internet conformes aux données actuelles de la Science, etc.). Résultats et discussion : Les simulateurs produits sont dits à échelle partielle au sens où ils ne simulent qu'une partie de la réalité et qu'ils ne se déroulent pas en temps réel. Ce choix est propice à la formation réflexive. Par ailleurs, les simulations peuvent être intégrées dans des plateformes de cours ou jouées sur tout type de matériel (smartphones, tablettes, ordinateurs) ce qui permet une réelle adaptation aux nouveaux modes de formation. L’évaluation des apprenants se fait tout en ligne par l’enseignant. Le pré-briefing pourrait s’assimiler aux connaissances requises (référentiel de connaissances énoncés par l’enseignant), le briefing à l’analyse des résultats obtenus par l’étudiant (feedback immédiat des erreurs commises du diagnostic aux propositions thérapeutiques grâce au scoring), et le débriefing réalisé soit en ligne de façon automatisée (statistiques du logiciel), soit par échange des pairs en présentiel pendant un forum interactif (retour d’expérience de simulation clinique virtuelle). Conclusion : Simuler au plus prêt le patient reste indispensable en Odontologie : « never the first time on the patient » (Center of Medical Simulation de Boston, MA, USA). A l’heure du web 4.0, les étudiants sont très friands de solution en ligne qui leur permet de se former quand ils sont disponibles, à tout moment, en tout lieu et sur n'importe quel matériel. L’objectif ultime est de créer un outil pédagogique supplémentaire pour nos étudiants, toujours pour mieux soigner nos patients.

National audience

Le jeu et les mathématiques, deux univers qui, pour beaucoup d’élèves et même certains adultes, paraissent antinomiques. Pourtant, les récentes études le confirment : les mathématiques se prêtent au jeu. Il est donc possible, à l’école, de faire des mathématiques en s’amusant. Un jeu vieux de vingt ans aujourd’hui devenu célèbre, le Time’s Up, consiste à faire deviner des personnages ou des noms communs en un minimum de temps. Modifié et adapté au programme de mathématiques de sixième, celui-ci, renommé Math’s Up, permet aux élèves d’enrichir entre pairs leurs connaissances mathématiques dans un contexte ludique. Au travers d’associations d’idées, de formulations orales ou de schémas à dessiner, en jouant régulièrement dans l’année, ils réinvestissent des notions ou des objets mathématiques qu’ils ont déjà étudiés.Cette étude se penche sur les différentes formes d’apprentissage inhérentes à l’activité du jeu, sur les mécanismes sous-jacents qui soutiennent ou limitent ces apprentissages, et sur les moyens qui peuvent être mis en œuvre par le professeur et par les élèves pour les favoriser. La posture des élèves-joueurs est une composante primordiale de la réussite d’une séance de jeu et est l’objet de notre premier axe d’étude. Il est en effet nécessaire dans un tout premier temps d’apprendre à jouer après avoir défini un cadre contenant les règles du jeu et de conduite.Le professeur tient une position majeure dans la mise en place de ce cadre ludique. Mais au-delà du bon déroulement de la séance, le rôle du professeur, qui forme notre deuxième axe d’étude, s’étend aussi sur des enjeux didactiques concrets. Érigé en grand arbitre du jeu par les élèves, le professeur possède en réalité de nombreux outils pouvant nourrir les performances de ses élèves-joueurs et contribuer à un ancrage de leurs connaissances sur le long terme. En effet lorsque les élèves jouent au Math’s Up, l’essentiel de leurs interactions, bien que ludiques, concerne en réalité les mathématiques. Les connaissances mises en jeu sont constamment testées et peuvent être validées, mises à mal ou réfutées par le reste du groupe qui auto régule en renvoyant sans cesse au joueur la qualité de sa performance. Cette activité mathématique, mise en lumière par les productions orales et dessinées des élèves constitue notre troisième et dernier axe d’étude.

Serious games seem a relevant proposition for a more open offer for young audience and a more creative works' presentations taking advantages of the opportunities of digital technologies. Such proposition already exist but, as far as I know, what they should be exactly has never been studied. What kind of games are the more appropriate for museums ? Which experiences do gaming visitors expect ? How to manage their satisfaction about their visit and about playing a real game ? These are the questions this PhD thesis contribute to answer.I based my reflection and my proposals on the analyse of projects devoted to cultural mediation in which I participated, on the research studies about serious games, visitors and gamers experience and on my professional background in cultural mediation and software engineering. I propose the notion of "visit game", appropriate for a more differentiated public, and build a model of this type of game around the concept of "adaptable mission". It allows to dynamically modify its components and its context of execution, depending on the experience expected by and for the gaming visitor., Le jeu sérieux semble une piste pertinente pour ouvrir le musée à un jeune public et fournir une présentation originale des œuvres, tirant partie des possibilités des outils numériques. Des propositions existent déjà mais, à ma connaissance, sans réflexion globale sur la nature et les objectifs de ces jeux : quel type de jeu construire pour les musées ? Quelles expériences sont recherchées par les visiteurs joueurs ? Comment leur procurer à la fois une expérience satisfaisante de jeu et de visite ?L'étude que j'ai menée ici, à partir de l'analyse de travaux des projets de médiation numérique auxquels j'ai participé, d'études académiques sur les jeux sérieux et l'expérience des visiteurs et des joueurs et de mon expérience professionnelle dans le domaine de la médiation et du développement informatique, apporte des réponses à ces différentes questions. Elle propose la notion de "jeu de visite", adapté à un public plus différencié et en conçoit une modélisation autour de la notion de "mission adaptable". Elle permet une modification dynamique des constituants du jeu et de son contexte d'exécution, en fonction de l'expérience recherchée par et pour le visiteur joueur.

Big data, data science, deep learning, artificial intelligence are the key words of intense hype related with a job market in full evolution, that impose to adapt the contents of our university professional trainings. Which artificial intelligence is mostly concerned by the job offers? Which methodologies and technologies should be favored in the training programs? Which objectives, tools and educational resources do we needed to put in place to meet these pressing needs? We answer these questions in describing the contents and operational resources in the Data Science orientation of the specialty Applied Mathematics at INSA Toulouse. We focus on basic mathematics training (Optimization, Probability, Statistics), associated with the practical implementation of the most performing statistical learning algorithms, with the most appropriate technologies and on real examples. Considering the huge volatility of the technologies, it is imperative to train students in seft-training, this will be their technological watch tool when they will be in professional activity. This explains the structuring of the educational site github.com/wikistat into a set of tutorials. Finally, to motivate the thorough practice of these tutorials, a serious game is organized each year in the form of a prediction contest between students of Master degrees in Applied Mathematics for IA.; Big data, science des données, deep learning, intelligence artificielle, sont les mots clefs de battages médiatiques intenses en lien avec un marché de l'emploi en pleine évolution qui impose d'adapter les contenus de nos formations professionnelles universitaires. Quelle intelligence artificielle est principalement concernée par les offres d'emplois? Quelles sont les méthodologies et technologies qu'il faut privilégier dans la formation? Quels objectifs, outils et ressources pédagogiques est-il nécessaire de mettre en place pour répondre à ces besoins pressants? Nous répondons à ces questions en décrivant les contenus et ressources opérationnels dans la spécialité Mathématiques appliquées, majeure Science des Données, de l'INSA de Toulouse. L'accent est mis sur une formation en Mathématiques (Optimisation, Probabilités, Statistique) fondamentale ou de base associée à la mise en oeuvre pratique des algorithmes d'apprentissage statistique les plus performants, avec les technologies les plus adaptées et sur des exemples réels. Compte tenu de la très grande volatilité des technologies, il est impératif de former les étudiants à l'autoformation qui sera leur outil de veille technologique une fois en poste; c'est la raison de la structuration du site pédagogique github.com/wikistat en un ensemble de tutoriels. Enfin, pour motiver la pratique approfondie de ces tutoriels, un jeu sérieux est organisée chaque année sous la forme d'un concours de prévision entre étudiants de masters de Mathématique Appliquées pour l'IA.

Big data, data science, deep learning, artificial intelligence are the key words of intense hype related with a job market in full evolution, that impose to adapt the contents of our university professional trainings. Which artificial intelligence is mostly concerned by the job offers? Which methodologies and technologies should be favored in the training programs? Which objectives, tools and educational resources do we needed to put in place to meet these pressing needs? We answer these questions in describing the contents and operational resources in the Data Science orientation of the specialty Applied Mathematics at INSA Toulouse. We focus on basic mathematics training (Optimization, Probability, Statistics), associated with the practical implementation of the most performing statistical learning algorithms, with the most appropriate technologies and on real examples. Considering the huge volatility of the technologies, it is imperative to train students in seft-training, this will be their technological watch tool when they will be in professional activity. This explains the structuring of the educational site github.com/wikistat into a set of tutorials. Finally, to motivate the thorough practice of these tutorials, a serious game is organized each year in the form of a prediction contest between students of Master degrees in Applied Mathematics for IA., in French

The rise of mobile devices (e.g. tablets, smartphones) and their educational and recreational applications have contributed to the emergence of Mobile Learning Games (MLGs). Indeed, MLGs show great potential for increasing engagement, creativity and authentic learning. Yet, despite their great potential for education, the use of MLGs by teachers, remains very limited. This is partly due to the fact that MLGs are often designed to match a specific learning context, and thus cannot be directly reusable for other contexts. In addition, existing authoring tools are either feature-rich but require a significant investment by teachers to be used, or simple to use but do not offer enough features for the design of MLGs that meet pedagogical needs. To tackle these problems, we propose JEM iNVENTOR, a MLG authoring tool, based on a nested design approach, intended for teachers, museum curators, or any person without computer skills, wishing to script their own MLG and deploy them on mobile systems.The nested design model was approved through a series of experimentations with some twenty teachers from a wide range of expertise levels and teaching fields. We also conducted field experimentations with about 1500 students and pupils in order to evaluate the quality of MLGs created with JEM iNVENTOR as well as their impact on learners.; L’essor des périphériques mobiles (ex. tablettes, smartphones) ainsi que leurs applications pédagogiques et ludiques ont contribué à la naissance des Jeux Éducatifs Mobiles (JEM). De nombreux chercheurs ont prouvé les effets positifs de ces JEM sur la motivation des apprenants et même sur certains apprentissages. Cependant, l’utilisation de JEM en contexte scolaire reste très limitée. En effet, les JEM existants, parfois assez coûteux, sont souvent conçus pour un domaine très spécifique, et n’offrent donc pas de possibilités de réutilisation. De plus, les outils auteur existants sont, soit riches en fonctionnalités mais nécessitent un investissement important des enseignants pour être pris en main, soit simples à utiliser mais ne permettent pas de concevoir des JEM qui répondent aux besoins pédagogiques. Pour s’attaquer à ces problématiques, nous proposons JEM iNVENTOR, un outil auteur de JEM, fondé sur une approche de conception gigogne, destiné aux enseignants, conservateurs de musée, ou toute personne non-informaticienne, qui souhaitent scénariser leurs propres JEM et les déployer sur les systèmes mobiles.Le modèle de conception gigogne a été validé par une série d’expérimentations auprès d’une vingtaine d’enseignants ayant des niveaux d’expertises et des domaines d’enseignement très variés. Nous avons également mené des expérimentations de terrain, auprès d’environ 1500 étudiants et élèves, afin d’évaluer la qualité des JEM créés avec JEM iNVENTOR ainsi que leur impact sur les apprenants.

Teaching the issues, barriers and implications of the collaborative production of urban projects is complex and delicate because it must lead students to become aware of the multitude of direct, indirect and induced effects of multi-stakeholder involvement in sometimes opposing issues. Serious games, by allowing learners to understand more concretely - and more playfully - the issues and challenges of urban production, can facilitatethis learning. This is the challenge of the "Urbact" project, funded as part of SORBONNE UNIVERSITE's FORMINNOV call for projects. URBACT, developed on a collaborative digital table, aims to understand the interactions between all the actors of an urban project. The game also allows introducing the construction of a mass plan, the concept of budget, and sustainability of the project., L’enseignement des enjeux, verrous et incidences de la production urbaine concertée est complexe et délicat car il doit amener les étudiants à prendre conscience de la multitude d’effets directs, indirects et induits de l’implication d’acteurs multiples aux enjeux parfois opposés. Les jeux sérieux, en permettant aux apprenants d’appréhender plus concrètement - et plus ludiquement - les enjeux et défis de la production urbaine, peuvent faciliter cet apprentissage. C’est le pari du projet « Urbact », financé dans le cadre de l’appel à projet FORMINNOV de SORBONNE UNIVERSITE. URBACT, développé sur une table numérique collaborative, vise à comprendre les interactions entre les acteurs d’un projet urbain. Il permet également d’introduire des notions de construction d’un plan masse, d’équilibre de budget et de durabilité du projet. Après avoir fait un point théorique sur les enjeux pédagogiques des jeux sérieux, nous présenterons le jeu URBACT et analyserons les premiers retours d’expérience.

International audience

Recent technologic advances and the continuous increase of software and hardware integration in people’s daily lives has extended research interest for the field of human computer interaction. User involvement in the design of software, among which games consist a big part, has also been on researchers’ spotlight, even from the early childhood. The aim of the present study is to explore and identify the impact of adult feedback on early childhood students’ design of games. The results presented are part of an ongoing and larger study that took place for three months and involved a team of eighteen kindergarten students, participating in game design sessions for a period of three months. The game design sessions were proposed, based on participatory design techniques and consisted of cross-generational teams of students and one adult. This paper studies how adult feedback influenced students’ decisions and work while designing their games, offering empirical evidence on the field of participatory and game design for the work with children of this age.

International audience; Reading is the backbone of all learning. However, recent OECD studies show that 40.5% of french 15-year-olds do not have age-appropriate reading skills. As many as 21.5% even have significant difficulties. The differences in performance between the best and the worst performers are steadily increasing, at least in France. Faced with this problem, digital technology can offer "first-aid” solutions for training reading skills within the school environment well before children fall behind. In this article, we first summarize the existing tools. We will then present the principles behind one of the major reading training programs: GraphoLearn, and describe its implementation. Originally developed in Finland and implemented in other languages, GraphoLearn has recently been implemented and validated in French.; La lecture est la colonne vertébrale de tous les apprentissages. Or, les études récentes de l’OCDE montrent que 40.5 % des élèves français de 15 ans ne maitrisent pas la lecture et que 21.5 % sont même en grande difficulté. Les écarts de niveau entre les élèves les plus performants et les moins performants sont en augmentation, au moins en France. Face à ce problème, le numérique peut offrir aujourd’hui des solutions « de première intention » au sein de l’école bien avant que l’enfant soit en échec. Dans cet article, nous faisons d’abord un point sur les logiciels d’aide à l’apprentissage de la lecture disponibles. Nous présentons ensuite les principes et l’implémentation du logiciel phare dans ce domaine : GraphoLearn. Ce logiciel finlandais, qui existe dans d’autres langues, a été récemment implémenté et validé pour le français.

We all learn and educate others in our own unique ways. Successful educational games adapt to the particular learning needs of their players and facilitate the learning objectives of their designers.Educational Game Design Fundamentals embarks on a journey to explore the necessary aspects to create games that are both fun and help players learn. This book examines the art of educational game design through various perspectives and presents real examples that will help readers make more informed decisions when creating their own games. In this way, readers can have a better idea of how to prepare for and organize the design of their educational games, as well as evaluate their ideas through several prisms, such as feasibility or learning and intrinsic values.Everybody can become education game designers, no matter what their technical, artistic or pedagogic backgrounds. This book refers to educators and designers of all sorts: from kindergarten to lifelong learning, from corporate training to museum curators and from tabletop or video game designers to theme park creators!

Les serious games facilitent-ils la concentration des élèves ? Quatre enseignants de la filière tertiaire du baccalauréat professionnel proposent de remédier aux difficultés de concentration de leurs élèves, en introduisant l’usage de jeux numériques pour faciliter l’acquisition des connaissances et des compétences nécessaires à la réussite scolaire des élèves. L’objectif est de renforcer la concentration des élèves pour faciliter leurs apprentissages. Un travail d’observation des comportements des élèves a été réalisé au cours d’une action éducative construite autour d’un serious games ou « jeux sérieux », la forme ludique permettant la motivation. L’action se déroule au cours d’une séance de deux heures avec des élèves d’une classe de première commerce option européenne du lycée Parisien Renée Cassin. Elle comporte deux parties : une ne sollicitant pas d’outils numérique et l’autre se déroulant sur un poste informatique en présence du jeu sérieux de type cookie clickers : Paperclips. Les élèves ont été répartis en trois groupes de trois durant l’intégralité de l’action et de ses différentes phases.L’analyse de l’action s’est faite fait grâce à des grilles d’observations comprenant 16 critères et des entretiens de groupe de type focus groups auprès des élèves. On constate que, même pour les groupes les plus dissipés, le serious games améliore la concentration. Mais, on observe également que le jeu lui-même est mobilisateur du fait de la compétition qu’il instaure entre les groupes.L’étude présente les serious games comme l’un des outils à dispositions du professeur. Ils lui permettent de respecter la prescription de la politique éducative nationale et de prendre en compte les enjeux de la réforme de la voie professionnelle qui vise à développer des innovations en mobilisant en particulier les outils numériques. Elle pose également les conditions de l’utilisation des serious games au sein de l’école pour respecter les critères éthiques et pédagogiques.

This thesis is in the field of the virtual environments for human learning. Digital Epistemic Games (DEG) are a category of serious games dedicated to solving complex, multidisciplinary and non-deterministic problems. The objective of DEGs is to propose authentic learning situations in terms of interactions so that learners can construct and anchor knowledge in their context of use.The first part of the thesis is devoted to exploring spatial, temporal and social dimensions of DEG interactions. Experiments were conducted in ecological environment and showed an educational contribution through an increase in the learner engagement. The design of the prototypes showed that the development of the immersive interactions of a virtual environment for human learning currently remains reserved for specialists in Mixed Reality or Virtual (MVR).So the second part of the thesis was the proposal of a development environment named MIREDGE. A visual programming interface allows developers to model interactions without specific knowledge in MVR through the reuse of blocks. Experiments have evaluated the effectiveness and efficiency of MIREDGE for specialist and non-specialist developers in MVR.As specialist developers in MVR have to continue their algorithm beyond visual programming, MIREDGE allows automatic generation of code providing the corresponding script being totally re-editable in their game engine. The MIREDGE approach ensures wide compatibility with development environments and peripherals. This opens perspectives on the study of the logics of universal interactions.; Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'ingénierie des Environnements Virtuels pour l’Apprentissage Humain (EVAH). Les jeux épistémiques numériques (JEN) sont une catégorie des jeux sérieux dédiés à la résolution de problèmes complexes, pluridisciplinaires et non-déterministes afin de proposer des situations d'apprentissage plus authentiques.La première partie de la thèse est consacrée à l’exploration des dimensions spatiales, temporelles et sociales des interactions dans un JEN. Des expérimentations ont été menées en milieu écologique et ont montré un apport pédagogique par une augmentation de l'engagement des apprenants. La conception des prototypes expérimentés a mis en évidence que le développement informatique des interactions immersives d'un EVAH demeure actuellement réservé à des spécialistes en Réalité Mixte ou Virtuelle (RMV).Ainsi la seconde partie de la thèse a été dédiée à la proposition d'un environnement de développement (MIREDGE). Une interface de programmation visuelle permet aux développeurs de modéliser des interactions sans connaissance spécifique en RMV par réutilisation de blocs. Des expérimentations ont permis d'évaluer l'efficacité et l'efficience de MIREDGE pour le profil des développeurs RMV ainsi que celui des développeurs non-initiés à la RMV. Les développeurs RMV ayant une nécessité à poursuivre leur algorithme au-delà de la programmation visuelle, MIREDGE permet une génération automatique de code dans leur moteur de jeu. L'approche garantie une large compatibilité avec les environnements de développement et les périphériques, ouvrant ainsi des perspectives sur l'étude de logiques d'interactions universelles.

Grenoble’s Scientific Game Jam #1 is an event during which one participants had to create a video game on a scientific topic, with the choice of a serious game or not. This competition took place over a period of 48 hours, imposing to teams choices in their creations and preventing them from performing tests. After a study of the position of organizers of the event with potentials got games, our text considers an analysis of various productions coming from the competition. A classification arises, making it possible to distinguish two groups of serious games according to their manner of approaching sciences: serious games using mainly textual elements and serious games using application of principle of scientific phenomenon. It also arises that textual elements are particularly important when a video game tries to popularize a scientific discipline and that productions from this competition are prototypes of serious games.; La Scientific Game Jam de Grenoble #1 est un événement au cours duquel les participants ont eu à créer un jeu vidéo sur un thème scientifique, au choix sérieux ou non. Cette compétition s’est déroulée sur une période de 48 heures, imposant aux équipes des choix dans leurs créations et les empêchant d’effectuer des tests. Après une étude de la position des organisateurs de l’événement par rapport aux potentiels jeux obtenus, se mémoire se penche sur une analyse des différentes productions de la compétition. Une classification ressort, permettant de distinguer deux groupes de jeux sérieux selon leur manière d’aborder les sciences : les jeux sérieux utilisant principalement des éléments textuels et les jeux sérieux utilisant principalement l’application du principe du phénomène scientifique. Il ressort également que les éléments textuels sont particulièrement importants lorsqu’un jeu vidéo tente de vulgariser un domaine scientifique et que les productions sont des prototypes.