NUMÉRO THÉMATIQUE
L’utilisation de mesures cérébrales ou psychophysiologiques pour mieux comprendre, en direct, l’apprentissage, le raisonnement ou la performance des apprenants
SPECIAL ISSUE
Using Brain or Psychophysiological Measurements to Better Understand Learning, Reasoning or Performance, in Real-Time
Guest Editor / Directeur invité
PATRICK CHARLAND, Ph.D.
Université du Québec à Montréal
Résumé du numéro thématique
L’avènement récent de méthodes développées en neurosciences appliquées au champ de la recherche en éducation implique l’ajout de nouveaux instruments de mesures complémentaires à ceux qui sont traditionnellement utilisés. En effet, s’ajoutant aux études classiques sur l’enseignement et l’apprentissage, où le chercheur collige des données avant et après un traitement expérimental, ces méthodes permettent de caractériser en direct l’apprentissage, la résolution de problème, le raisonnement, etc. Ce numéro spécial de la revue Neuroéducation invitait donc des chercheurs à présenter leurs travaux utilisant des méthodes de collecte de données durant des tâches d’apprentissage : imagerie par résonance magnétique, électroencéphalographie, magnétoencéphalographie, spectroscopie à infrarouge, oculométrie, pupillométrie, électrocardiographie, reconnaissance faciale automatique des émotions, activité électrodermale, etc.
Special issue summary
The recent advent of methods developed in neuroscience and applied to the field of educational research involves bringing new instruments that complement those traditionally used. Indeed, in addition to classical studies on teaching and learning, where the researcher was collecting data before and after an experimental treatment, new methods can characterize, simultaneously, the processes of learning, problem solving, reasoning, etc. This special issue of the Neuroeducation journal therefore invited researchers to present studies that used data collection methods during learning tasks: magnetic resonance imaging, electroencephalography, magnetoencephalography, infrared spectroscopy, eye tracking, pupillometry, electrocardiography, automatic facial emotions recognition, electrodermal activity, etc.
Full Issue / Numéro complet
Individual articles / Articles individuels
INTRODUCTION (Fr)
L’utilisation de données psychophysiologiques pour mieux comprendre l’apprentissage en temps réel : le fragile équilibre entre la validité des données et l’authenticité des contextes de collecte de données
Patrick CHARLAND et Jan-Sébastien DION
https://doi.org/10.24046/neuroed.20180501.1 | PAGES 1-3
INTRODUCTION (En)
The use of psychophysiological data to better understand real-time learning: the fragile balance between the validity of data and the authenticity of data collection contexts
Patrick CHARLAND & Jan-Sébastien DION
https://doi.org/10.24046/neuroed.20180501.4 | PAGES 4-6
RECHERCHE EXPÉRIMENTALE
Impacts des dimensions cognitives et affectives de l’intérêt situationnel sur la performance à un jeu vidéo éducatif en science
Yannick SKELLING-DESMEULES
https://doi.org/10.24046/neuroed.20180501.7 | PAGES 7-12
Résumé
Cette étude cible le lien entre l’intérêt situationnel et la performance au cours d’une séance de jeu vidéo éducatif. Dix-sept participants universitaires ont pris part à l’étude. Le devis expérimental consistait à jouer à 12 niveaux de Mécanika, un jeu vidéo éducatif en physique prenant la forme d’épreuves de type casse-tête. Tout au long de l’expérience, la dimension affective de l’intérêt situationnel a été mesurée par activité électrodermale (activation) et par reconnaissance faciale des émotions (valence). La dimension cognitive de l’intérêt situationnel a été mesurée par électroencéphalographie (engagement cognitif dans la tâche, charge mentale) et par dilatation pupillaire (charge mentale). La performance était mesurée à l’aide du temps de complétion de chaque niveau. Une régression multiple démontre que l’intérêt situationnel mesuré prédit significativement la performance pour chaque niveau. La dimension cognitive de l’intérêt situationnel serait par ailleurs un meilleur prédicteur de la performance que la dimension affective. Les implications de cette étude fournissent des pistes pour la recherche dans le domaine des jeux vidéo éducatifs, notamment sur l’importance du rôle de la dimension cognitive de l’intérêt situationnel.
RECHERCHE EXPÉRIMENTALE
L’influence de la gestuelle sur la charge cognitive en contexte d’apprentissage des mathématiques sur application éducative numérique
Marie-Laure DI FABIO, Sylvain SÉNÉCAL, Pierre-Majorique LÉGER et Patrick CHARLAND
https://doi.org/10.24046/neuroed.20180501.13 | PAGES 13-25
Résumé
La préoccupation grandissante de proposer des applications numériques adaptées aux enfants, notamment dans la sphère éducative, nous pousse à étudier l’interaction enfant-machine en considérant plusieurs dimensions : cognitive et comportementale. La dimension comportementale de l’enfant, plus précisément le rôle de la gestuelle lorsque celui-ci interagit avec l’appareil, n’est que trop peu abordée, bien que cette variable soit considérablement liée à l’apprentissage des enfants dans divers domaines : apprentissage des langues ou des mathématiques. Cette recherche a donc pour objectif d’étudier l'importance de la gestuelle (spécifiquement les mouvements des mains) quant à son impact direct sur la charge cognitive de l’enfant, tout en considérant un effet modérateur sur le lien entre la difficulté d’une tâche et la charge cognitive induite dans un contexte de résolution de problèmes mathématiques sur tablette numérique. Pour ce faire, nous manipulons la difficulté des questions auxquelles l’apprenant répondra. Une observation non participante nous permet de relever les comportements de l’enfant et d’obtenir les mesures liées à la gestuelle : mouvement lié au geste de pointer du doigt ou de dénombrer. La charge cognitive de l’enfant est saisie de manière oculométrique, nous révélant moyenne et écart-type pupillaires. Nos résultats suggèrent que la difficulté d’une question a un effet positif sur la charge cognitive de l’apprenant. De plus, l’utilisation des doigts pour pointer ou compter influence négativement les variations de la charge cognitive de l’apprenant.
Résumé
Bien que la collecte de données vidéo soit de plus en plus présente en recherche, notamment due à une accessibilité et une facilité d’utilisation accrue des technologies permettant l’enregistrement vidéo, les analyses liées à de tels outils de collecte demeurent toutefois un réel défi. De nombreux logiciels permettent une analyse accélérée grâce à, notamment, la reconnaissance par image. Cependant, ces techniques ne s’appliquent que peu en éducation, puisque l’apprentissage n’est pas nécessairement lié au mouvement. Ainsi, cet article présente une méthodologie novatrice afin de générer automatiquement des marqueurs temporels sur des données vidéo à partir de données psychophysiologiques. Les apports et limites de cette méthode sont discutés en lien avec la recherche en éducation.
METHODOLOGY
Setup guidelines for eye tracking in child and teenager research in the context of learning by interacting with a tablet
Pierre-Majorique LÉGER, Sylvain SÉNÉCAL, Élena KARPOVA, David BRIEUGNE, Marie-Laure DI FABIO, & Vanessa GEORGES
https://doi.org/10.24046/neuroed.20180501.33 | PAGES 33-40
Abstract
The growing use of tablet-based applications in education increases the importance of testing them in an effective way. Eye tracking devices can now be used to serve this purpose, but these evaluations require valid ecological testing contexts that can affect data quality and validity. The focus of this paper is to propose setup guidelines that will maximize data quality and validity by optimizing the trade-off between steadiness of the visual attention data and natural interaction of the child with a digital educational product. The guidelines are based on three different eye tracking educational studies conducted with children participants.
