Stages

Conception et mise en œuvre outillée d’un langage de règles d’adaptation pour des jeux sérieux

 

Encadrant(s): Pierre Laforcade
Equipe d’accueil : LIUM – IEIAH
Lieu : Laval
Contexte : Travaux de l’équipe « Ingénierie des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain » du LIUM dans les domaines de la conception pédagogique et des jeux sérieux.
Contact : Pierre.Laforcade(at)univ-lemans.fr

 

 
Sujet :

Les jeux sérieux d’apprentissage (ou learning games) sont des jeux à vocation d’apprentissage [3]. Ils connaissent un intérêt accru depuis plusieurs décennies [2]. Pour qu’un learning games atteignent ses doubles objectifs de plaisir et d’apprentissage il est crucial d’assurer leur utilisabilité et leur acceptation par les apprenants visés. Pour cela plusieurs approches peuvent être prises en comptes : a /suivre des principes généraux et de bonnes pratiques de conception de jeu (ou game design) et bonnes pratiques d’apprentissage (learning design) ; b/ utiliser des Interactions Homme-Machine appropriées et attractives ; c/ permettre une adaptation dynamique afin d’individualiser et contextualiser l’expérience de jeu pour chaque joueur-apprenant [1]. Ce sujet traite de l’adaptation dynamique dans les learning games et plus particulièrement de la génération de scénarios ou d’activités adaptés : la tâche à réaliser est générée pour chaque session de jeu et est adaptée au profil du joueur-apprenant.

Cette génération a déjà été historiquement traitée pour d’autres dispositifs que les jeux d’apprentissage comme par exemple dans les systèmes-experts. Néanmoins, le contexte spécifique des jeux d’apprentissage implique la prise en compte de nouvelles dimensions (le jeu, l’ergonomie, l’émotion, etc.), la collaboration de différents experts (l’enseignant, le concepteur de jeu, etc.) et une part d’incertitude dans l’explicitation des règles d’adaptation. Les règles sont plus difficiles à acquérir et à exploiter que dans d’autres contextes. Elles sont rarement explicitées et validées entre les différents concepteurs / experts. Aussi, elles sont souvent directement implémentées rendant coûteux la modification des règles.

La recherche doit apporter des nouvelles connaissances quant aux problématiques suivantes : comment acquérir ces règles d’adaptation ? comment aider les enseignants/experts à les expliciter / affiner / valider ? comment formaliser ces règles et faciliter leur opérationnalisation (informatique) en relation avec les autres (modèle cible de l’élément à générer, modèle apprenant-joueur, modèle du domaine, etc.) ? comment exploiter ces règles pour être capable d’expliquer les adaptations réalisées ? Notre intérêt concerne la problématique de la formalisation informatique des règles d’adaptation (et indirectement des informations des différents modèles de domaine / apprenant que les règles manipulent) dans le but de les rendre exploitables lors de la génération : quels formalismes existent (moteur de règles logiques, matrice de décision, réseaux de neurones, etc. [1]) ? existent-ils des propriétés spécifiques que peuvent avoir certaines règles d’adaptation dans le contexte particulier des learning games ? certains formalismes sont-ils plus adaptés que d’autres pour certaines propriétés de règles ?

Des premiers travaux et résultats ont proposé une approche de formalisation IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles) dans laquelle des méta-modèles capturent itérativement (selon 3 perspectives) la cible de l’adaptation, les sources (contexte) et les éléments propres au jeu d’apprentissage [4]. Cette approche aide à identifier les règles d’adaptation mais celles-ci sont actuellement implémentées par du code Java/EMF qui se révèle trop coûteux lors de la prise en compte des incertitudes et des changements dans les règles d’adaptation. Un formalisme complémentaire est en cours de spécification. Un moteur de règles dédié est également en cours de réalisation. Les constats issus de l’état de l’art permettront de guider la conception de ce nouveau formalisme afin qu’il couvre les types de règles identifiés.
Deux projets de recherche existants (Escape it! [5] et REVERIES [6]) serviront de cas d’étude concrets pour appliquer et valider les propositions.

Objectifs et résultats attendus du stage :

  • (contexte) lecture des travaux sur les jeux sérieux, les jeux d’apprentissage, l’adaptation dynamique, la génération de scénarios, etc. ;
  • (état de l’art) étude des travaux de recherche portant sur la formalisation de règles d’adaptation pour tout type d’EIAH ;
  • (contribution recherche) proposition d’un formalisme pour la spécification des règles d’adaptation ;
  • (conception et développement) développement d’un moteur d’exécution (générateur) réalisant l’exécution d’un modèle de règles d’adaptation conforme au formalisme précédent ;
  • (mise à l’essai / expérimentation) application de la proposition aux contextes des projets Escape it ! et REVERIES ;
  • (discussion des résultats/bilan/perspectives) analyse de la contribution.

 
Bibliographie :

[1] Hocine, N., Gouaïche, A., Di Loreto, I. et Abrouk, L. (2011). Techniques d´adaptation dans les jeux ludiques et sérieux. Revue d’intelligence artificielle, 25(2), 253-280.
[2] Vermeulen, M., Guigon, G., Mandran, M., & Labat, J.M., 2018. Vers une approche Meta-Design des Learning Games avec le modèle DISC : de la conception à l’analyse des traces d’usage des étudiants par les enseignants. STICEF, vol. 25, numéro 1, 2018
[3] Cohard P., « L’apprentissage dans les serious games : proposition d’une typologie », @GRH, 2015/3 (n° 16), p. 11-40. DOI : 10.3917/grh.153.0011. URL : https://www.cairn.info/revue-@grh-2015-3-page-11.htm
[4] Laforcade, P., Laghouaouta, Y. Génération de scénarios adaptés dans un jeu d’apprentissage selon une approche dirigée par les modèles. Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH19), Jun 2019, Paris, France.
[5] Site web du projet : https://projets-lium.univ-lemans.fr/escapeit/
[6] Site web du projet : http://reveries-project.fr/