Dynamic adaptive hypermedia systems for e-learning - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2008

Dynamic adaptive hypermedia systems for e-learning

Utilisation des styles d'apprentissage dans les Hypermédia pédagogiques adaptatifs

Abstract

The ultimate goal of adaptive educational hypermedia systems (AEHS) is to provide a learning experience that is individualized to the particular needs of the learners, from the point of view of knowledge level, goals, motivation, individual differences etc. The focus of our thesis is on the learning style as the adaptation criterion, since it is one of the individual differences that play an important role in learning, according to educational psychologists.
The first step towards providing adaptivity is selecting a good taxonomy of learning styles. We advocate the use of a "unified learning style model" (ULSM), which integrates characteristics from several models proposed in the literature, thus establishing a unified core vocabulary.
The traditional method for diagnosing learning style implies having the students fill in a dedicated psychological questionnaire. What we propose in this thesis is an implicit modeling method, which is based on the analysis and interpretation of student behavior in the system, not requiring any additional effort from the part of the students and bypassing the reliability and validity problems of the existing learning style questionnaires. The approach was validated through experimental research, obtaining good precision results.
The next step of our research was to identify the adaptation technologies that best serve learners with different learning styles and define the corresponding adaptation rules. The effectiveness was confirmed by means of an experimental study: the results obtained (student behavior, performance, efficiency and satisfaction) proved the positive effect that our adaptation to learning styles has on the learning process.
Based on the methods and techniques proposed for modeling and adaptation, we designed and implemented a dedicated e-learning platform, called WELSA (Web-based Educational system with Learning Style Adaptation), which includes several functionalities: i) a course player for the students, enhanced with learner tracking capabilities and an adaptation component; ii) an analysis tool, used for identifying students' learning preferences; iii) a course editor for the teachers, to help them author courses in the required format. The final step of our research was the global evaluation of WELSA system. The analysis of students' answers to the survey instruments revealed the high degree of learner satisfaction with the system, as well as their desire to use WELSA system on an everyday basis.
The subject required an interdisciplinary approach, demanding the synergy of computer science and instructional sciences (adaptive hypermedia, learning management systems, user modeling, educational psychology). The findings and results obtained in this thesis open up many research perspectives for the AEHS field in general and the learning style based adaptive educational systems in particular.
Un des objectifs principaux de la recherche actuelle dans le domaine des EIAH est de fournir une expérience éducative personnalisée, qui correspond aux besoins spécifiques de chaque apprenant (niveau de connaissances, buts, motivation etc.). Cette thèse traite de style d'apprentissage en tant que critère d'adaptation, étant donné que les différences individuelles jouent un rôle important dans le processus d'apprentissage.
Une première étape consiste à choisir une taxonomie appropriée pour les styles d'apprentissage. Nous proposons un « modèle unifié de style d'apprentissage », qui englobe des caractéristiques de plusieurs modèles traditionnels, établissant un vocabulaire de base unifié.
La méthode traditionnelle pour l'identification des styles d'apprentissage consiste à appliquer des questionnaires dédiés. Nous proposons dans cette thèse une méthode de modélisation implicite, basée sur l'analyse et l'interprétation du comportement de l'apprenant dans le système, qui ne nécessite pas un effort supplémentaire de la part de l'étudiant et qui élimine les problèmes de fidélité et de validité des questionnaires actuels. L'approche a été validée expérimentalement, obtenant des valeurs de précision élevées.
L'étape suivante a été d'identifier les technologies d'adaptation qui servent le mieux chaque style d'apprentissage et de définir les règles d'adaptation correspondantes. L'efficacité a été confirmée par le biais d'une étude expérimentale: les résultas obtenus (indicateurs de comportement de l'étudiant, performance, efficacité, degré de satisfaction) montrent l'influence positive de notre adaptation sur le processus d'apprentissage.
A partir des méthodes et techniques proposées pour la modélisation et l'adaptation, nous avons conçu un système hypermédia éducatif nommé WELSA (Web-based Educational system with Learning Style Adaptation), qui offre les fonctionnalités suivantes: i) une plateforme d'apprentissage pour les étudiants, qui leur permet de visualiser les cours, enrichie avec une fonctionnalité de collecte de traces et un module d'adaptation; ii) un outil d'analyse des traces pour l'identification des styles d'apprentissage; iii) un outil auteur pour les enseignants, qui leur permet de créer des cours conformes au format interne WELSA. La dernière partie de notre recherche a été l'évaluation globale de la plateforme WELSA. L'analyse des réponses des étudiants aux questionnaires a révélé le haut degré de satisfaction des étudiants avec le système, ainsi que leur désir d'utiliser WELSA au quotidien.
Le sujet nécessite une approche interdisciplinaire, exigeant la synergie entre les technologies de l'information et de la communication et les sciences de l'éducation (systèmes hypermédias adaptatifs, plateformes d'apprentissage en ligne, modélisation de l'apprenant, psychologie éducative). Les conclusions et résultas obtenus dans cette thèse ouvrent beaucoup de perspectives de recherche pour le domaine des systèmes hypermédias adaptatifs pour le e-learning.
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Dates and versions

tel-00343460 , version 1 (10-12-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00343460 , version 1

Cite

Elvira Popescu. Dynamic adaptive hypermedia systems for e-learning. Education. Université de Technologie de Compiègne, 2008. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00343460⟩
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