DS0701 - Formation et éducation

Modèles pour une réAlité virtuelle enriChie par rétroaCtion adaptative et Orchestration pour favoriser l’apprentissage de compétences non-techniques en situations critiques – MacCoy Critical

MacCoy Critical

Modèles pour une réAlité virtuelle enriChie par rétroaCtion adaptative et Orchestration pour favoriser l’apprentissage de compétences non- techniques en situations critiques

Objectifs poursuivis dans MacCoy Critical

MacCoy Critical vise à étudier et améliorer les dispositifs de formation utilisant la simulation et les environnements virtuels dans la formation continue en médecine (anesthésie ; gynécologie obstétrique) et dans la conduite automobile (jeunes conducteurs au cours des premiers mois de la conduite autonome. <br />Le projet s’intéresse plus particulièrement au compétences non-techniques et à leur mise en œuvre dans les situations critiques rencontrées par ces deux populations d’apprenants. <br />D’un point de vue opérationnel, en ayant une approche visant à atteindre la généricité des modules et de l’architecture, les objectifs/verrous initiaux du projet portent sur : <br />1. Identification et description fine des compétences non techniques critiques spécifiques ou communes aux deux domaines ; <br />2. Identification et caractérisation des situations et des indicateurs de leur acquisition <br />3. Spécification et preuve de concept d’un module de diagnostic de l’apprenant par analyse sémantique et syntaxique des traces issues du simulateur et/ou de l’environnement virtuel. <br />4. Spécification et preuve de concept d’une architecture et d’un module d’adaptation dynamique des scénarios permettant: (1) contrôle de la simulation (pédagogique et scénaristique), (2) liberté d’action de l’apprenant et émergence de situations variées et (3) cohérence des comportements attendus du système technique et des entités virtuelles autonomes ; <br />5. Spécification et preuve de concept d’un module de prise de décision pour la génération de rétroactions immédiates ou différées vers l’apprenant.

Sur la base d’une architecture dans laquelle s’insère le simulateur existant, des agents logiciels permettront de (1) capter et traiter les informations sous-tendant l’anticipation et la prise de décision de l’apprenant ; (2) adapter dynamiquement la complexité et la criticité des situations et (3) faciliter les rétroactions vis-à-vis de l’apprenant.
La définition des indicateurs recueillis s’appuie sur la réification des facteurs et des observables mis en évidence lors des analyses de terrain concernant les situations critiques et les compétences non techniques (e.g. Conscience de la situation ; Prise de décision ; Communication; Travail en équipe ou conduite ; Leadership ; Gestion du stress ; Gestion de la fatigue) ciblées parmi celles identifiées.
L’adaptation dynamique repose sur le diagnostique à partir des connaissances pédagogiques propres à chaque domaine, et sur la co-existence de plusieurs niveaux de rétroactions (extra-diagétique, intra-diagétique), ce dernier niveau incluant la modification du scenario. Cette adaptation prend en compte l’activité courante et précédente de l’apprenant ainsi que la criticité situationnelle sur la base de plusieurs dimensions : (1) Ambiguïté, dilemme inhérent à la situation ; (2) Imprévisibilité, incertitude, fréquence ; (3) Gravité ; (4) Charge sociocognitive ; (5) Nouveauté ; (6) Maitrise.

Le projet vise la réalisation et l'évaluation d'un démonstrateur de l'architecture et des composants logiciels au travers de scénarii dans les deux domaines d'apprentissage (médecine et conduite automobile) avec les deux simulateurs existants.

Les perspectives portent sur la valorisation des modèles et de l'architecture pour scénariser dynamiquement sur simulateur des situations d’apprentissage pertinentes selon un ensemble de données sur l’apprenant (historique des actions sur une et plusieurs sessions, profil des apprenants, traces d’activités), de variables d'évaluation de la situation et de règles (pédagogiques ou didactiques).

Benabbou, A., Lourdeaux, D., Lenne, D. Dynamic generation of dilemma-based situations in virtual environments. ITS 2016: International Conference on Intelligent Tutoring Systems. Zagreb, Croatia, 6-10 June, 2016.

Bourrier Y., Jambon F., Garb

MacCoy Critical est un projet pluridisciplinaire de Recherche Fondamentale d’une durée de 42 mois impliquant des chercheurs en sciences humaines, en sciences de l’ingénieur et des “end-users”. Ce projet vise à étudier et à améliorer les dispositifs de formation utilisant la simulation et les environnements virtuels dans deux domaines à forts enjeux en termes de santé publique et de sécurité (médecine et conduite automobile). Il vise plus particulièrement à approfondir (a) les connaissances sur les compétences non techniques de gestion des situations critiques et (b) les connaissances et les outils pour concevoir des environnements de simulation et de réalité virtuelle favorisant l’apprentissage. Afin de promouvoir des outils plus génériques, ce projet a choisi comme approche de travailler sur deux domaines d’apprentissage (médecine, conduite automobile).
Le projet MacCoy Critical s'intéresse en particulier à la construction des compétences pour la gestion des situations critiques dans deux domaines dans lesquels la sécurité constitue une dimension critique, la médecine et la conduite automobile. La notion de situation critique se réfère aux situations dynamiques complexes à risques, où des facteurs tant internes (les compétences, l’état de fatigue, etc.) qu’externes à l’individu (l’environnement au sens large, les autres acteurs présents, etc.) font qu’elles s’écartent des situations a priori maîtrisées par le sujet sur la base des règles et des procédures acquises lors des étapes initiales de l’apprentissage. La gestion de ces situations ne requiert pas seulement des compétences métiers techniques et procédurales. Elles mobilisent également un ensemble de compétences non techniques qui ont trait à des « savoir être » (par exemple la communication, le leadership, la conscience de la situation,…) . Ces compétences seront étudiées et modélisées au cours du projet en vue d’être exploitables pour créer des situations simulées adaptatives et efficaces pour leur acquisition.
Le projet MacCoy Critical vise en parallèle à élaborer et à évaluer une plateforme d’apprentissage des situations critiques impliquant la gestion d’un environnement dynamique dans des formations professionnelles où des simulateurs de réalité virtuelle sont utilisés. Des agents logiciels permettront de (1) capter et traiter les informations sous-tendant l’anticipation et la prise de décision de l’apprenant ; (2) adapter dynamiquement la complexité et la criticité des situations et (3) faciliter les rétroactions vis-à-vis de l’apprenant. Pour atteindre ces objectifs, le projet McCoy Critical s’appuie sur un consortium pluridisciplinaire et multi-expertise (Ergonomie, Psychologie, Informatique, EIAH, Réalité Virtuelle, formation continue médicale, éducation à la conduite…), sur plusieurs expériences avérées de collaboration réussies entre les différents partenaires. Il bénéficie de l’expertise d’ILUMENS dans l’utilisation de la réalité virtuelle pour la formation des professionnels de santé et d’un accès simplifié aux situations d’études auprès des médecins formateurs et des médecins en formation, dans le cadre de la formation médicale à l’Université Paris Descartes. Il bénéficie de l’apport des travaux menés à l’IFSTTAR sur la simulation et l’apprentissage, et sur les relations entretenues avec les acteurs de l’éducation à la conduite. Enfin, une PME spécialisée dans la simulation médicale est associée de près au projet ainsi que pour la valorisation des résultats.

Coordinateur du projet

Monsieur Jean-marie burkhardt (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

MEDUSIMS MEDUSIMS
UPMC LIP6 UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE
HEUDIASYC Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes
IFSTTAR Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux
ILUMENS ILUMENS
LIG LIG – Laboratoire d’Informatique de Grenoble
LATI-UPD LATI - LABORATOIRE ADAPTATIONS TRAVAIL INDIVIDUS

Aide de l'ANR 798 990 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 42 Mois

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