Projet IntuiGéo : Aide à l’apprentissage de la géométrie sur tablette orientée stylet

  • Responsable du projet IntuiGéo : Éric Anquetil
  • Partenaires principaux du projet IntuiGéo :
    • Le porteur: GIP-FAR (Groupement d’Intérêt Public de Formation de l’Académie de Rennes)
    • Laboratoire de l’IRISA (équipe Intuidoc),
    • LP3C (Laboratoire de Psychologie: Cognition, Comportement et Communication)
    • La plateforme LOUSTIC
    • L’ Académie de Rennes
  • Durée : 48 mois

IntuiGéo s’inscrit dans le projet plus vaste ACTIF (Apprentissage et Collaboration sur Tablettes, Interactions et Feedback), financé par le ministère de l’éducation Français (PIA, BPI) dans le cadre de l’appel à projets e-fran.   ACTIF a pour visée d’expérimenter des outils et méthodes pédagogiques qui facilitent l’apprentissage “actif” et “collaboratif” à partir de tablettes numériques en donnant un rôle déterminant au feedback délivré à chaque élève, à l’ensemble de la classe ou à des élèves réunis en équipes.

Dans ce contexte, le projet IntuiGéo se focalise sur l’aide à l’apprentissage de la géométrie sur tablette orientée stylet pour des élèves de cycle 4. Le but est d’offrir un système d’apprentissage où l’enfant sera autonome avec un parcours pédagogique personnalisé. L’IA embarquée dans IntuiGéo offre une solution numérique intuitive qui permet à l’élève de dessiner librement des figures géométriques en  simulant l’approche traditionnelle papier/crayon. Le mode d’interaction est de type  stylet-doigts. L’enfant dessinera donc avec le stylet et pourra se servir d’outils virtuels comme la règle, le compas, le rapporteur et l’équerre. Le moteur d’IA développé par l’équipe IntuiDoc interprète, à la volée, les tracés de l’élève, permettant d’avoir une interaction  utilisateur en temps-réel, et de fournir des feed-back visuels, de guidage ou de correction, pour améliorer l’apprentissage de l’élève.


Le projet repose sur la conception d’un moteur d’intelligence artificielle capable d’interpréter les tracés manuscrits de l’enfant. Il s’appuie sur une grammaire visuelle permettant de modéliser le domaine de connaissances géométriques. L’application est donc capable de reconnaitre, en temps réel, les différents types d’objets géométriques étudiés au collège et de modéliser leurs interactions (par exemple la capacité de produire des figures imbriquées). L’application dispose de plusieurs niveaux d’affichage pour les tracés comme le montre l’illustration suivante :


On dispose de trois niveaux :

  • l’affichage brut représente le dessin à main levée de l’élève
  • l’affichage avec embellissement
  • l’affichage des figures géométriques reconnues par l’application.

La feuille de papier est simulée à l’aide d’un quadrillage. Le déplacement de la feuille s’effectue avec les doigts. L’application permet entre autres à l’utilisateur de :

  • zoomer afin de changer l’échelle du dessin
  • annoter ses réalisations
  • annuler/refaire une action
  • afficher/masquer le nom des figures, les mesures des segments

L’application dispose d’outils virtuels qui simule les outils classiquement utilisés en géométrie tel que la règle, le compas, le rapporteur et l’équerre. Ces outils sont représentés par un dessin. L’élève les manipule à l’aide de ses doigts. Ils permettent de réaliser les même actions que les outils réels ainsi que de nouvelles. En effet, ils disposent d’une aide au traçage et ils peuvent s’ancrer sur des points d’intérêts ce qui facilite leur utilisation.

A terme, le projet à pour objectif d’intégrer tous les éléments pédagogiques associés à la résolution de problèmes géométriques. A partir d’un énoncé de problème, l’objectif est d’en extraire toutes les solutions possibles, c’est-à-dire des plans d’actions, pour ensuite être capable  de guider l’élève, en temps-réel, dans la résolution de son problème.

Les tests relatifs à l’application ainsi que l’analyse ergonomique sont réalisés par nos partenaires du LP3C et de LOUSTIC. Les premiers tests utilisateurs permettront d’évaluer l’application et de concevoir des feed-back adaptés aux besoins des utilisateurs. Ensuite, des tests seront effectués dans les classes afin de mesurer l’impact du système sur l’apprentissage de l’élève.

Contact
Éric Anquetil (eric.anquetil@irisa.fr)
Professeur à l’INSA Rennes, Laboratoire de l’IRISA
Responsable de l’équipe IntuiDoc team

Chercheurs et ingénieurs de l’équipe IntuiDoc impliqués dans le projet IntuiGéo

  • Éric Anquetil (Professeur)
  • Simon Corbillé (Ingénieur)
  • Omar Krichen (Doctorant)
  • Nathalie Girard  (Maître de conférences)
  • Mickaël Renault (Ingénieur)

Publications en lien avec IntuiGéo

Site web du projet global efran ACTIF

Opération soutenue par l’État dans le cadre du volet e-FRAN du Programme d’investissement d’avenir, opéré par la Caisse des Dépôts