L’agent de personnalisation

Le rôle de l’agent de personnalisation est de sélectionner le meilleur contenu pédagogique aux yeux des télémétries de l’apprenant. Dans un premier temps, les télémétries sont absentes, l'agent choisit de manière arbitraire un chapitre pour débuter l’apprentissage avec l’apprenant (un premier chapitre peut être désigné dans les règles pédagogiques). Une fois que les données de l’apprenant possèdent des télémétries, l’agent de personnalisation va pouvoir choisir le contenu qui va être vu pour chaque session d’apprentissage. Nous définissons une session d’apprentissage comme le temps prévu par les experts en didactique comme le temps moyen recommandé pour l’utilisation du jeu sérieux. Sur cette période de temps, l’apprenant ne peut passer que sur un nombre limité de chapitres et de contenu. Pour cela nous devons ordonner les nœuds du graphe du domaine pour pouvoir faire une sélection des chapitres les plus pertinents à travailler. L’agent de télémétrie ne donne une cote qu’aux nœuds les plus profonds du graphe. En effet, l’agent de télémétrie donne uniquement une cote aux chapitres qui ont des exercices. La première étape consiste à propager les cotes dans le graphe. Nous calculons la cote des nœuds parents en suivant la même échelle de cinq valeurs. Pour calculer la cote d’un chapitre, nous réunissons toutes les cotes des chapitres enfants et pour prendre en compte l’historique,

nous ajoutons la cote précédente du chapitre. De plus, nous prenons en compte aussi le poids des arêtes du graphe. Ainsi, pour calculer la cote du nœud, nous suivons la méthode suivante en utilisant le cas décrit (voir figure 11) :

Figure 11 : Exemple de situation de calcul de cote

Nous avons représenté dans la figure 11 les chapitres avec leur cote ainsi que les poids des relations entre le chapitre parent et les nœuds enfants. Le chapitre parent est aussi représenté sur deux dates différentes car nous ajoutons l’historique du nœud pour le calcul de sa cote.

Dans cet exemple, nous souhaitons calculer la cote X du chapitre parent. Pour cela nous suivons l’heuristique suivante pour déterminer la cote du nœud.

Nous estimons que l’état précédant du nœud pèse pour 20% de la cote contre 80% pour l’état des chapitres enfants.

Nous définissons les variables suivantes :

• Sp le score du chapitre parent au temps t, • h le score du chapitre au temps t-1, • n le nombre de chapitre enfant, • Se le score d’un des chapitres enfants,

• pe le poids des nœuds enfants,

et la formule 4 suivante :

S

= 0.2  ×  h  +  0.8  ×   [∑ (S

×  

p

∑

p

)

]

Pour appliquer cette formule, nous devons convertir les cotes des chapitres enfants en score. Pour cela, nous créons une échelle de valeurs comprises entre 0 et 1.

Cote Score 0 0 1 0.4 2 0.6 3 0.8 4 1

Tableau 2 : Équivalence entre cote et Score

Nous pouvons maintenant calculer le score du chapitre parent. En appliquant la formule de l’équation 4:

X = 0.2  ×  0  +  0.8  ×   [1  ×   1

4  +  0.4  ×  

2

4  +  0.4  ×  

1

4 ]

𝑋 = 0.44

Dans cet exemple à la suite de la session d’apprentissage de l’apprenant, le nœud parent a un score de 0.44. Pour convertir ce score en cote, nous utilisons l’échelle suivante :

Intervalle du score du chapitre Cote du chapitre X = 0 0 X ∈ [0,0.4] 1 X ∈ [0.4,0.6] 2 X ∈ [0.6,0.8] 3 X ∈ [0.8,1] 4

Tableau 3 : Relation entre un score de chapitre et une cote

Dans ce cas, le nœud parent a pour cote 2. Le nouveau score et la cote sont sauvegardés parmi les télémétries sur l’apprenant. L’agent de personnalisation continue d’appliquer cet algorithme aux chapitres précédents et ainsi remonté jusqu’au thème. Après avoir mis à jour toutes les cotes, l’agent de personnalisation peut maintenant hiérarchiser les chapitres à étudier pour les prochaines séances d’apprentissage.

Pour choisir les chapitres suivants à étudier, nous choisissons d’étudier en largeur le graphe du domaine, c’est- à-dire que nous tâchons d’étudier de manière uniforme le contenu du graphe. Les chapitres avec la cote la plus faible seront prioritaires. En effet, dans les travaux sur la répétitions espacée, les chercheurs Settles et Meeder (2016) indiquent qu’il vaut mieux travailler sur les éléments les moins maîtrisés pour optimiser effort et rétention. La figure 12 montre un exemple de domaine avec ses cotes associées.

Sous le thème A, il y a deux niveaux de chapitres. L’agent de personnalisation a pour tâche ici de hiérarchiser les chapitres pour pouvoir optimiser le temps de l’apprenant, pour qu’il travaille sur les chapitres dont il a le plus besoin. Les chapitres qui ont le plus besoin d’être travaillés sont ceux dont la cote est la plus basse. À la manière de la répétition espacée et des flash-cards (« Flashcard » 2018), les éléments sur lequel l’apprenant performe le moins sont le plus répété et vus dans le temps.

Lorsque l’agent de personnalisation doit déterminer les chapitres à explorer, il trie de manière croissante les chapitres de chaque niveau selon leur cote. L’agent de personnalisation va pour cela utiliser les cotes générées avec la méthode présentée précédemment. On peut représenter ce tri comme la création de piles à chaque niveau du domaine. La figure 12 représente le graphe de la figure 13 une fois ordonné.

Figure 13 : Les chapitres du domaine une fois ordonné par l’agent de personnalisation Dans le premier niveau après le thème, le chapitre B à une cote plus basse, par conséquent il se trouve en haut de la pile. De même pour le niveau suivant, le chapitre C choisi en priorité au vue de sa cote. Ainsi lors de cette session d’apprentissage, l’apprenant travaille sur le chapitre C. Si travailler uniquement sur le chapitre C durant la session n’est pas suffisant pour remplir le temps imparti, alors l’agent propose les chapitres suivants dans la pile par exemple le chapitre D. Cette flexibilité est à définir dans les règles pédagogiques. L’agent de personnalisation va lire ces règles au moment de l’élaboration du programme de la session d’apprentissage. Il faut que cette règle soit rédigée avec un expert en didactique pour s’assurer qu’un équilibre soit assuré entre répétition et découverte. L’apprenant ne doit pas rester sur le même chapitre sur une trop longue durée. Le travail conjoint des règles pédagogiques et le classement selon le grade doivent permettre à l’agent de personnalisation de proposer une session d’apprentissage au plus près des besoins de l’apprenant.