Contributions techniques dans la conception et la réalisation des travaux pratiques à distance en utilisant les systèmes IoT

Abstract

Les défis auxquels sont confrontés les établissements d'enseignement supérieur (EES) d'aujourd'hui sont sans doute nombreux et difficiles en raison de la massification et des difficultés financières. L'Internet des objets (IoT) est un nouveau concept qui devrait contribuer à l'amélioration offensive de la qualité de l'éducation sous de nombreuses facettes, cependant, il n'a pas été largement rapporté et validé dans la littérature. L'objectif principal de cette thèse est le développement, la mise en œuvre et le test de systèmes techniques basés sur l'IoT à faible coût et de logiciels open source pour relever certains défis liés à l'enseignement de l'ingénierie dans les EES. Les contributions techniques apportées au cours de cette thèse ont été divisées en trois parties principales. La première partie fait référence aux laboratoires distants à faible coût basés sur l'IoT qui ont été développés spécifiquement pour répondre aux défis de la surpopulation, du manque d'équipement et de salles équipées pour les travaux pratiques (TP) d'électronique. La deuxième partie présente des contributions au processus de communication qui est l'un des principaux problèmes rencontrés lors de la création de laboratoires virtuels et distants. Elle présente une extension du protocole d'interopérabilité à distance (RIP) qui permet une gestion plus précise et sophistiquée de la communication et de la configuration dans les systèmes de contrôle. La troisième partie présente des contributions à l'apprentissage mixte qui visent à améliorer l'interaction entre l'enseignant et l'étudiant et à relever les défis des cours magistraux, qui ne produisent pas les objectifs d'apprentissage qu'ils sont censés atteindre dans un contexte de masse. Les contributions techniques apportées au cours de cette thèse ont été testés selon des études conçues pour mettre en évidence les avantages et les limites des systèmes développés et pour étudier comment l'intégration de ces systèmes éducatifs peu coûteux basés sur l'IoT favorise l'engagement des étudiants. Ces types d'études apportent une contribution très importante à la littérature en fournissant des architectures à faible coût pour les systèmes éducatifs, ainsi que des informations sur les expériences des étudiants dans les EES. Cette thèse est structurée comme suit : Chapitre 1 présente en détail la motivation, les objectifs, les questions de recherche et un aperçu des contributions apportées au cours de cette thèse. Le chapitre 2 présente une revue de la littérature sur l'apprentissage assisté par la technologie, les architectures adoptées et les méthodes de tests suivies dans les études récentes. Les chapitres 3 et 4, présentent respectivement les contributions techniques et les tests des systèmes éducatifs développés. Enfin, le chapitre 5 présente une conclusion et des propositions de recherches futures.