Responsable : Éric Jamet
Directeur de thèse : Éric Anquetil / Co-directrice de thèse : Nathalie Girard
Doctorant : Omar Krichen (INSA)
Post-doctorante : Tiphaine Colliot (LP3C)
Partenaires : LP3C, INSA-IRISA, LOUSTIC
Conception d’un système de reconnaissance de formes
Dans le cadre de la promotion de l’apprentissage actif au collège, nous proposons un outil d’aide à l’apprentissage de la géométrie sur tablettes avec stylet basé sur une méthode de reconnaissance automatique de schémas. Le but est de permettre à l’élève de dessiner librement des figures géométriques en suivant une consigne de l’enseignant. Le système reconnait à la volée les productions de l’enfant et lui fournit, en temps-réel, des retours visuels, correctifs ou de guidage.
Nous proposons une solution numérique intuitive basée sur le dessin manuscrit de figures géométriques sur tablette. Notre approche se base sur un moteur d’intelligence artificielle capable d’interpréter les tracés de l’enfant. Il repose sur une grammaire visuelle (CD-CMG pour Context Driven Constraints Multiset Grammar) permettant de modéliser le domaine de la géométrie afin d’interpréter à la volée les tracés manuscrits.
Une expérimentation en classe (N = 85 élèves) a été réalisée par le LP3C (Tiphaine Colliot, post-doctorat) pour apprécier les effets des feedback correctifs en temps réel (Colliot, Krichen, Girard, Anquetil & Jamet, article en révision).
Apprendre la géométrie avec l’application IntuiGéo sur tablette : les effets de feedback correctifs en temps réel
Au total, des élèves de 5ème ont été répartis dans 3 groupes expérimentaux :
- Réalisation de figures géométriques sur papier
- Réalisation de figures géométriques sur tablette avec l’application IntuiGéo (sans feedback)
- Réalisation de figures géométriques sur tablette avec l’application IntuiGéo (avec feedback)
Les résultats ont montré que les élèves recevant des feedbacks en temps réel ont obtenu des résultats significativement meilleurs dans une tâche de transfert sur papier que ceux ayant réalisé les exercices d’apprentissage sur papier ou sur une tablette mais sans feedback. Ces résultats montrent que le retour d’information en temps réel généré par l’IA est une caractéristique des applications éducatives qui peut améliorer considérablement les performances d’apprentissage des enfants. Une version améliorée du prototype IntuiGéo sera disponible à la rentrée prochaine et méritera d’être testée auprès de collégiens dans un objectif de validation et aussi d’identification d’améliorations nécessaires.
