「支持连接主义MOOC教学场景化的模型和工具」—艾莎·巴基，2018年发表的跨学科论文

支持连接主义艾莎·巴基引用此版本：艾莎·巴基。支持连接主义MOOC教学场景化的模型和工具。学习[cs.LG]。勒芒大学;伊本·佐尔大学（阿加迪尔），2018年。法语。NNT：2018LEMA1033。电话：02021067HAL ID：电话：02021067https://theses.hal.science/tel-02021067提交日期：2019年HAL是一个多学科的开放存取档案馆，用于存放和传播科学研究论文，无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构，也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire塞塞·科图特勒博士勒芒大学COMUE UNIVERSITE BRETAGNEL'OireIBN Zohr大学ECOLE DOCTORALE N ° 601数学与信息和通信科学与技术专业：计算机科学（CNU第27节）由艾莎·巴基支持连接主义MOOC教学场景化的模型和工具论文于12/12/2018在阿加迪尔（摩洛哥）发表并答辩研究单位：勒芒大学计算机科学实验室论文编号：2018LEMA1033答辩前的报告员：Monique Granbastien法国洛林大学名誉教授Eric Bruillard法国巴黎迪卡尔特大学大学教授评审团组成：主席：阿卜杜勒瓦希德·哈桑审查员：摩洛哥Ibn Zohr大学Mustapha MachkourAbdelwahed El Hassan摩洛哥Caddi Ayyad大学高等教育教授Dir.论文作者：Sébastien George法国勒芒大学大学教授Chihab Cherkaoui摩洛哥Ibn Zohr大学高等教育教授论文作者：法国勒芒大学Lahcen Oubahssi讲师致我的父母，作为爱的象征致我的姐妹们致叶海亚I感谢这篇论文，就像一个漫长的旅程，是一个多年的经验与起伏，丰富的人际关系，最重要的是，满足的时刻。在这几行字中，我要感谢那些为我要感谢洛林大学名誉教授Monique Granbastien女士，Eric Bruillard，巴黎笛卡尔大学教授和M. Machkour Mustapha，Ibn Zohr大学的能力教授，同意成为我论文的报告员，并评估我的工作。我特别感谢他们我感谢M. El Hassan Abdelwahed，卡迪阿亚德大学高等教育教授，M. Hassan Douzi，高等教育教授我 感 谢 我 的 导 师 ， 先 生 。 塞 巴 斯 蒂 安 · 乔 治 先 生 Lahcen Oubahssi 和 M. ChihabCherkaoui。感谢M. Chihab Cherkaoui，感谢他让我走上了研究之路，并给了我加入IRF-SIC实验室的机会。我感谢他指导我攻读博士学位的第一步，感谢他的指导和明智的建议。我感谢M.乔治·塞巴斯蒂安，在我怀疑的时候，他找到了正确的话来激励我。我要感谢他的倾听技巧感谢M.感谢Lahcen Oubahssi的教学、科学和人文素质，感谢他的持续监测，感谢他的可用性，感谢我们多年来的长时间会议。我想感谢他每次我深深地感谢他们在我要感谢伊本·佐尔大学和勒芒大学的行政人员。特别感谢IUT Laval的网络和系统管理员Eric Lebeslourd，感谢他在我现在要感谢我的旅伴们。我感谢IRF-SIC实验室的成员欢迎我，并为我开辟了科学研究的道路。感谢博士生和博士，特别是我的同事Loubna、Fatima-Zahra、Khadija、Maina、Mohamed-Amine、Abdelkarim和Aimad。感谢我的朋友哈南、莱拉、吉哈德和哈斯娜，感谢他们的友谊、丰富的交流和精神上的支持II特别感谢我的同事Brahim进行的建设性交流、技术援助、建议和鼓励。我还要感谢LIUM实验室IEIAH团队的成员，感谢他们欢迎我，并为我提供了一个特别愉快的工作环境。感谢IEIAH团队的所有教师和研究人员进行了丰富和建设性的交流。感谢我在LIUM的同事和朋友，博士生和博士，感谢他们的建议和支持，感谢我们丰富的交流。一个特别的想法去：伊内斯，纪尧姆，昆廷，奥萨马，泽尼布，文森特，梅里亚姆和奥斯。我要感谢我在勒芒计算机科学系的博士同事和研究教授，他们在感谢Hiba Hajri，我的会议伙伴，感谢她无条件的友谊、建议和鼓励。  我衷心感谢乌巴希一家，特别是法蒂玛，感谢他们在我也要感谢我的家人和朋友，他们带着这个反复出现的问题"你什么时候支持这个论点？   "尽管在经常怀疑的时候会感到痛苦，但它使我从未偏离我的目标。感谢我的朋友Hanane、Karima、Nezha和我亲爱的家人，感谢他们在这些年里支持我，接受我的我还要感谢Latifa Lefrère对特别感谢我的叔叔艾哈迈德·巴基，他在我的一生中给了我第二个父亲的感觉，一个巨大的这份手稿的每一页都不足以表达我对这些年来一直支持我的最亲爱的人的爱、尊重和感激之情：感谢我的父亲Abd Bakki和我亲爱的母亲Habiba Nourdine，他们向我感谢我的小妹妹拉米亚，我的动力。谢谢你我感谢我的姐姐梅里亚姆·巴基，我的榜样。谢谢你在我感谢我的姐夫扎卡里亚，在我怀疑的时候，他总是选择安慰的话。感谢我的叶海亚射线最后，对于所有以这样或那样的方式为实现这项工作作出贡献的人，请在这些话中找到我最深切的感谢。III摘要我们在这篇论文中提出的工作他主要目标是提出一种方法、模型和工具，以协助教师在cMOOC背景下编写和操作教学场景的过程。我们对文献的回顾强调了促使这项工作的两个发现。第一个问题涉及为这一方法确定一种具体的教学模式，其主要特点是开放性和活动，通过一个相互联系的学习者网络促进自主性、主动性、知识的出现和过渡。第二个问题是需要协助教师开发这类课程。虽然在为了满足这些需求，本文的第一部分致力于规范cMOOC的创建和运行过程，详细介绍了所涉及的参与者和过程中每个阶段的具体特征。手稿的第二部分致力于描述cMOOC教学场景的cORPS模型。为了使我们的建议具体化，我们设计并开发了一个适应cMOOC环境的教学脚本计算环境，称为MOOCAT。该工具通过重用和调整BPMN表示法来利用工作流的概念，以满足我们的需求。我们还为我们的工具配备了一项服务，用于自 动 将 教 学 场 景 部 署 到 现 有 的 LMS （ OpenEDX 、 Moodle 等 ） 。L’environnement MOOCAT et le service d’opérationnalisation associé constituent lacontribution technique du最后，IV以前在教育脚本和人谁已经参与了实现 所获得的结果证实，MOOCAT允许设计连接主义教学场景，并提供了此类课程建模所需的所有元素。与会者的反馈特别强调了它的易用性关键词：EIAH工程，MOOC，cMOOC，连接主义，作者工具，教学脚本，BPMN，操作化。V摘要本文所做的工作是技术增强学习（TEL）领域更广泛问题的一部分。他对大规模开放式在线课程（MOOC）环境特别感兴趣，更具体地说，他关注教师在连接主义MOOC（cMOOC）中设计和构思教育场景的活动。主要目标是提供一种方法、模型和工具，以帮助教师在cMOOC环境中进行情景设计过程和教学情景的操作。首先，我们考虑了这些环境的教育学理论的基本方面：连接主义方法。一项文献综述指出了两个主要发现，这两个发现推动了这项工作。第一个问题涉及需要一种适合这种方法的具体教育模式，其主要特点是其开放性和方法，通过学习者的互联网络促进自主性、主动性、知识的出现和过渡。第二个问题涉及需要支持教师开发这样的课程。尽管事实上，有一些研究涉及在这些开放和大规模的环境中教育情景建设的各个方面，但从我们的角度来看，还没有切实的建议来支持教师在这一过程中。为了满足这些需求，本文的第一部分致力于规范cMOOC的创建和执行过程，描述参与的利益相关者和每个过程步骤的特征。手稿的第二部分致力于cORPS模型，该模型描述并定义了一个面向cMOOC的教育场景。为了改进我们的提案，我们为cMOOC上下文开发了一个名为MOOCAT的创作环境。我们的工具的一个具体特点是利用和重用BPMN（业务流程模型和符号），因为我们已经调整了它，以满足我们的目标。我们已经为现有的LMS（OpenEDX，Moodle）实现了教育场景自动部署服务。本手稿第三部分介绍了该工具和相关的操作化服务。最后，不同的从业者受众测试了MOOCAT：教学设计专家，以前没有教学设计经验的人，以及已经参与MOOC开发的人。从实用性和可用性的角度来看，该工具的评价非常高。获得的研究结果证实，MOOCAT可用于设计连接主义教育场景，并提供所有VI这些课程设计的必要要素。参与者的反馈特别强调了它的易用性和可视化创作工具的好处。关键词：TEL、MOOC、cMOOC、连接主义、创作工具、教学设计、BPMN、操作化。VII图列表图1 -手稿8图2&图3图4 -cMOOC和xMOOC 26图5图6图7图8 -COMPENDIUMLD的说明（Brasher等人，（2008年）48图9图10（2003年）50图11图12图13图14 -BPMN 53图15 -Triad Model 67图16图17图18。CMOOC ITYPA 83的最短一周场景..........................................................................................图19 -按四种连接主义活动划分的活动83图20图21图22图23  图24图25图26  图27图28图29-图30-图31BPMN.io图32图33  图34  图35图36图37图38图39图40VIII图41图42图43 -MOOCAT 123的实验步骤IX图44 -SUS评分、可学习性评分图45 -SUS评分、可学习性评分图片列表九表1 -MOOC分类Rosselle等人（2014年）27表2 -Botturi等人分类中的一些建模工具。 （2006年）56表3表4表5 -cMOOC 82的活动和资源表6表7表8表9表10 -使用MOOCAT 125设计的场景的评估标准表11 -调查问卷的总体组织126表12 -MOOCAT 127实验参与者提交的所有教学情景的平均评分（按评估标准）..................表13 -SUS 131调查表14 -MOOCAT 132评估的SUS问卷结果材料表感谢我ESUME.................................................................................................................................................................III摘要五图七列表表九列表材料表1一般介绍1MOOC的最新技术1.1MOOC 11的起源MOOC 11中的开放教育资源法国和摩洛哥的一些事态发展14要克服的挑战151.2围绕MOOC的研究工作的变化16MOOC中的辍学率和保留率 16学习者的分类与个性化和适应性相关的问题大量学习痕迹的分析与评价安排1.3MOOC 20的术语和特征术语20MOOC 21的特点1.3.2.1 创新的特点1.3.2.2 概念意义的特征221.4MOOC的类型24基本类型：xMOOC与cMOOC 24MOOC类型学的扩展 261.5cMOOC：关于连接主义的观点29面向cMOOC 30的活动的四大支柱1.5.1.1 聚合（聚合）301.5.1.2 混音（混音）311.5.1.3  重复使用31材料表1.5.1.4 饲料转发........................................................................................................................ 32学习者的新角色1.6合成33教育学情景化的最新进展....................................................................................................2.1情景与教学情景的概念372.2cMOOC 40中的教学情景化方面cMOOC 40的连接主义教学模式cMOOC 42教学场景的维度2.3语言和教学建模模型的最新技术水平IMS-LD 46可视化建模语言和工具概述462.3.2.1 47年2.3.2.2 48字2.3.2.3 49号湖2.3.2.4 CADMOS 502.3.2.5 Mooditor 51作为教学建模语言的BPMN522.4语言分析和建模工具55Botturi等人（2006）的分类55分类（Nodenot 2007）56选择BPMN作为cMOOC脚本编写的符号572.5合成59创建和运行C MOOC的过程的位置.................................................................3.1 cMOOC创建和运行流程的定义行动者的定义643.1.1.1 L’apprenant3.1.1.2 L’enseignant3.1.1.3 主持人673.1.1.4 L’administrateur过程概述683.1.2.1 第1阶段：MOOC 703.1.2.2 第2阶段：受孕703.1.2.2.1学习目标的定义3.1.2.2.2教学情景的形式化713.1.2.2.3资源的设计和生产713.1.2.3 第1阶段：部署713.1.2.4 阶段4：学习723.1.2.5 第5阶段：分析72材料表3.1.2.6 第6阶段：适应733.1.2.7 第7阶段：回顾性743.1.2.8 第8阶段：管理和行政753.2我们在全球创建和开发cMOOC 75的发展CORPS，一个面向CMOOC 78的场景模型4.1构建cORPS 80模型的方法4.2教学场景建模级别的概述M2水平（cORPS模型）85M1级（抽象教学场景）85M0级：可操作的教学场景854.3cORPS模型：cMOOC ORiented教育场景模型85场景级别86活动水平88演员级别91环境等级944.4合成95MOOCAT，东方教育场景的编辑器CMOOC965.1MOOCAT 97的目标5.2BPMN元模型及其扩展985.3MOOCAT 101的实施要素建模工具的选择工具103的基本体系结构5.3.2.1 Bpmn-js模块 1035.3.2.2 Bpmn模型 1045.3.2.3 图表JS 1045.4MOOCAT 105的体系结构描述模块"场景管理 器"（A）106对Bpmn-js（B）107进行的对模块"Diagram-js "（C）108进行的对模块bpmn-moddle （D）108所5.5关于实施方案的服务的建议加工-预处理（1）1105.5.1.1 OpenEDX 110案例5.5.1.2 Moodle案例 111部署1125.6MOOCAT描述：功能和界面113材料表5.7合成118MOOCAT工具的实验结果......................................................................................................................................................................1206.1MOOCAT 121的待评估的目标和特征121实验方案1226.1.2.1 步骤1：制备1236.1.2.2 第2阶段：设计1236.1.2.3 步骤3：部署1246.1.2.4 步骤4：评估1246.2数据收集1246.3实验结果参与者分析收集的情景126关于MOOCAT 129有用性的观察MOOCAT 130的可用性观察6.4合成133结论和观点135论文135的工作成果和贡献限制和前景137改进的更大规模的实验138情景推荐和教师支持系统走向教育再造的过程140让学习者参与故事讲述过程141B书目.................................................................................................................................................................. 144Moocat 156工具实验的ANNEXEA - FICHE附录B-MOOCAT 164工具的实验问卷附录C...................................................................................................................................................................1一般介绍在这一介绍性章节中然后，我们确定我们问题的要素。然后，我们描述了我们的研究目标和方法。最后，我们以这份手稿的大纲结束这一章。科学语境本论文属于EIAH（人类学习计算机环境）工程领域。它更具体地涉及一个主题，在过去几年中，教育界的参与者谈论了很多MOOC现在代表了事实上，自2012年以来，美国最大的大学都参与了这种新的学习形式，世界各地的高等教育机构也越来越多地参与到这种创新中。这种新的学习形式引起了许多经济和政治行为者的兴趣，并培训了大量的人。事实上，无论我们对因此，在新趋势和创新的教学理念之间，MOOC脱颖而出，在多个层面上受到了赞扬和批评。这份手稿提供了重要的是要定义什么是MOOC，以及它们如何适应当前培训计划的连续性今天，它们在高等教育和电子学习的背景下占据了重要地位，并带来了我们将在本文后面讨论的机会和挑战。我们不想过早地进入细节，我们只想说，MOOC的一些特点产生了不同的问题和研究工作。我们可以特别强调与以下方面有关的工作：一、总介绍2d’expériences sur les MOOC, aux taxonomies et classifications des MOOC, àl’analyse des taux de rétention dans les MOOC, au design de l’interface des usagersqui 如何因此，围绕MOOC出现了许多研究问题。在我们的论文中，我们集中讨论了一个特定的问题。它事实上，作为一个旨在鼓励或支持在线学习的IT环境，像EIAH一样的MOOC具有教学在我们的工作中，教学意图是由一个特定的对象来描述的：教学场景。因此，我们将我们的工作定位在教学脚本领域，并将检查教学脚本在这些开放和大规模环境中的价值作为我们的主要目标工作环境本论文由摩洛哥Ibn Zohr大学图像和模式识别-智能和通信系统实验室（IRF-SIC）的SIC团队和法国勒芒大学勒芒计算机实验室（LIUM）的IEIAH团队共同指导编写IRF-SIC实验室SIC团队的工作我们的工作几个研究主题是EIAH研究的主题，特别是关于教育对象的规范和标准、本体、适应EIAH的粒度方法一、总介绍3LIUM团队1的工作它们包括与以下方面有关的研究主题：（1）学习的高级和协作交互在这第三个组成部分中，开展了几项工作，涉及：教学设计、教学工程我们的工作问题的要素和目标正如我们我们在工作中采取文献综述使我们能够证明我们的选择是合理的。首先，很少有研究关注教师在MOOC中的需求。第二，虽然在这就引出了以下研究问题：我们如何在设置过程中支持MOOC，同时提高学习者的积极性？ 什么样的教学场景模型最适合MOOC？ 为了从教师的角度通过教学脚本来解决这个问题，我们认为有必要研究文献中提出的MOOC的分类法和分类。从这个意义上说，有几部作品根据不同的方面提出了MOOC的分类：内容、教学1. EIAH工程