The current state of my scientific research | L’état actuel de ma recherche scientifique

ICALT IEEE Conference

In the last months, I have had the opportunity to present my research work in different scientific conferences nationally in France and internationally. I also have the chance to animate important events where people had to collaborate to create and invent a solution for a problem, having the opportunity to accomplish two things: 1) observe these groups of people working and 2) testing the collaboration methods and tools that I was designing and building as part of my research.

[Français]

Au cours des derniers mois, j’ai eu la possibilité de présenter mes travaux de recherche dans différentes conférences scientifiques à l’échelle nationale en France mais aussi à l’international. J’ai également eu la chance d’animer des événements importants où les participants devaient collaborer pour inventer et créer une solution répondant à un vrai problème, ayant la possibilité d’accomplir deux choses : 1) observer ces groupes de personnes travailler et collaborer et 2) tester les méthodes et les outils de collaboration que je concevais et construisais dans le cadre de ma recherche.

Today I’m working on the last part of my experiments and I have much of the results that I will use to test my hypothesis. To summarize the research in which I’m currently working on, imagine that you are connected in one way or another to the education field. Imagine now, that you are part of a large heterogeneous group composed of teachers, students, parents, school directors, educational companies, and others (you are part of a group of different actors belonging to the world of education), you are around 15 to 20 people in the group. In this context, imagine that I ask you to find a solution to a specific problem, like reinventing the classroom of the future, the 20 of you should imagine and build a prototype of your solution to this specific problem.

[Français]

Aujourd’hui, je travaille sur la dernière partie de mes expérimentations et j’ai beaucoup de résultats que je vais utiliser pour tester mon hypothèse. Pour résumer la recherche dans laquelle je travaille actuellement, imaginez que vous êtes connectés d’une manière ou d’une autre au domaine de l’éducation. Imaginez maintenant que vous faites partie d’un grand groupe hétérogène composé d’enseignants, d’étudiants, de parents d’élèves, de directeurs d’écoles, d’entreprises éducatives et autres (vous faites partie d’un groupe de différents acteurs du monde de l’éducation), et que dans ce groupe, vous êtes entre 15 et 20 personnes. Dans ce contexte, imaginez que je vous demande de trouver une solution à un problème spécifique, comme par exemple, réinventer la classe du futur, vous et les autres membres du groupe doivent imaginer et construire un prototype d’une solution qui réponde à ce problème spécifique.

 

eTwinnig ConferenceProbably some of you will have the idea to start with a brainstorm session, but imagine doing the brainstorm session between the 20 of you? Probably you will never get to the solution, or probably the ideas of the most extroverted people will prevail, or you will probably find such a disorganization (with all the people talking at the same time) that no one will understand anything at all. So naturally, you will not collaborate (the 20 participants will not do the work together), you will cooperate (participants will split the work, solve sub-tasks in sub-groups, and then assemble the partial results into the final output). This way of working was inherited from the industrial era, because we can accomplish our big objective faster and more efficiently. For us, the problem is that this way of work is good for repetitive tasks (as the tasks highly demanded in factories in the 20th century), but not for tasks that need a high degree of creativity and inventiveness (as the tasks increasingly demanded in the 21st century). The problem with cooperation is that we cut the flow of ideas of a big heterogeneous group (rich in diversity) that is key to the quality of collective intelligence.

[Français]

Probablement certains d’entre vous auront l’idée de commencer une séance de Brainstorming, mais imaginer une séance de Brainstorming entre vous tous ? Probablement vous n’arriverez jamais à la solution, ou probablement les idées des personnes les plus extroverties prévaudront, ou vous trouverez probablement une telle désorganisation (avec toutes les personnes parlant en même temps) que personne ne comprendra rien du tout. Donc, pour vous organiser, vous n’allez pas collaborer (les 20 personnes ne travailleront pas ensemble), ce que vous allez probablement faire est de coopérer (les 20 personnes vont se diviser en sous-groupes, résoudre les sous-tâches, puis rassembler les résultats partiels dans le résultat final). Cette façon de travailler a été héritée de l’ère industrielle, car nous pouvons accomplir notre objectif final plus rapidement et plus efficacement. Pour nous, le problème est que cette façon de travailler est très efficace pour les tâches répétitives (comme les tâches hautement demandées dans les usines au 20ème siècle), mais pas pour les tâches qui nécessitent un degré élevé de créativité et d’inventivité (comme les tâches de plus en plus demandées au 21ème siècle). Le problème de la coopération est que nous réduisons le flux d’idées d’un grand groupe hétérogène (riche en diversité) qui est essentiel à la qualité de l’intelligence collective du groupe.

Part of the theory on which we rely is defined by one of the most cited authors in information and computer science, the American scientist and the Toshiba professor at MIT Alex Pentland and his Social Physics Theory. Just as the goal of traditional physics is to understand how the flow of energy translates into changes in movement, social physics seeks to understand how the flow of ideas and information translates into behavioral changes. The main parts of the theory of social physics are the process of engagement and the process of exploration. Exploration refers to when we speak to other people in a context of heterogeneity, and correlates very strongly with creative output bringing other perspectives into a pattern of connections. Engagement is the process of appropriating new ideas brought about by exploration. This process of engagement within a group and exploration outside the same group is called social learning, which promotes creative and inventive production only when individuals each have different information. Everything is measured by the flow of ideas, as the flow of ideas increases, a team moves from isolation (which is not favored by creative production) to a process of flow of ideas much richer (incrementing the creative production and therefore the inventiveness). The danger is when the flow of ideas goes faster and faster entering inside an echo chamber where the same ideas come and go in a bubble, which leads to a decrease in the inventive production.

[Français]

Une partie de la théorie sur laquelle nous nous basons est définie par l’un des auteurs les plus cités en sciences de l’information et en informatique, le scientifique américain et le professeur Toshiba chez le MIT Alex Pentland et sa théorie de la physique sociale. Tout comme l’objectif de la physique traditionnelle qui est de comprendre comment le flux d’énergie se traduit par des changements de mouvement, la physique sociale cherche à comprendre comment le flux d’idées et d’informations se traduit par des changements de comportement. Les principales parties de la théorie de la physique sociale sont le processus d’engagement et le processus d’exploration. L’exploration est lorsque nous parlons à d’autres personnes dans un contexte d’hétérogénéité, et est corrélée très fortement avec la production créative apportant d’autres perspectives dans un modèle de connexions. L’engagement est le processus d’appropriation des nouvelles idées amenées de l’exploration. Ce processus d’engagement à l’intérieur d’un groupe et d’exploration à l’extérieur du même groupe est appelé apprentissage social, lequel favorise la production créative et inventive seulement lorsque les individus ont chacun une information différente. Tout est mesuré grâce aux flux d’idées, au fur et à mesure que le flux d’idées s’incrémente, une équipe passe de l’isolement (qui ne favorise pas la production créative) à un processus de flux d’idées plus riche (incrémentant la production créative et donc l’inventivité). Le danger est quand le flux d’idées va de plus en plus vite entrant dans une chambre d’écho où les mêmes idées tournent dans une bulle, ce qui entraîne alors une diminution de la production inventive.

Ludovia #13 Conference

In this context, we think that collaboration and cooperation plays a very important role in the process of creative and inventive production when working in different contexts related to the educational field. For us, our tendency to cooperate can cut the flow ideas, while collaboration could increase it. But can we promote collaboration in a big and heterogeneous group without falling into the problems described above? We think that thanks to the new information and communication technologies, we can create a method and tool that promotes collaboration in a big heterogeneous group incrementing the flow of ideas of the group and therefore its inventive process. We created this method trying to find a balance between the collective space of a group and the personal space of an individual when the collaboration process is happening, our method and tool tries to promote this balance in a big and heterogeneous group of people.

[Français]

Dans ce contexte, nous pensons que la collaboration et la coopération jouent un rôle très important dans le processus de production créative et inventive lorsqu’on travaille dans différents contextes liés au domaine de l’éducation. Pour nous, notre tendance à coopérer peut réduire les flux d’idées, alors que la collaboration pourrait l’augmenter. Mais pouvons-nous promouvoir la collaboration dans un grand groupe hétérogène sans tomber dans les problèmes décrits ci-dessus ? Nous pensons que grâce aux nouvelles technologies de l’information et de la communication, nous pouvons créer une méthode et un outil qui favorisent la collaboration dans un grand groupe hétérogène, en augmentant le flux d’idées du groupe et donc son processus inventif. Nous avons créé cette méthode en essayant de trouver un équilibre entre l’espace collectif d’un groupe et l’espace personnel d’un individu lorsque le processus de collaboration se déroule, notre méthode et notre outil tentent de promouvoir cet équilibre dans un grand groupe hétérogène de personnes.

To test our main hypothesis, we decided to concentrate our efforts in the design process of digital learning artefacts in general and particularly in digital school textbooks, why? Because after an analysis of different reports in the French National Education, we could identify a considerable lack of invention in the design process of these digital learning artefacts. Imagine for a minute the Online Education (from a university that provides this service to the popular MOOCs on the Internet), are we not doing the same thing as before, but now putting the traditional lectures in videos in a website? In this same sense, think about the new digital school textbooks, are we not doing the same thing that we did in paper school textbooks, but now with some videos or audios plus a platform to administer a class in the best case or a simple PDF in the worst case inside a tablet or a computer? We can do this exercise with different learning artefacts and you will realize the same thing each time. Why this lack of invention is happening? We think that part of the problem relies in our way of work inherited from the industrial era: cooperative work that divides teachers in one sub-group, designers and developers in another sub-group, students in another sub-group and so on.

[Français]

Pour tester nos principales hypothèses, nous avons décidé de concentrer nos efforts dans le processus de conception des artefacts d’apprentissage numériques en général et en particulier dans les manuels scolaires numériques, pourquoi ? Parce qu’après une analyse de différents rapports de l’Éducation Nationale en France, nous pourrions identifier un manque considérable d’invention dans le processus de conception de ces artefacts d’apprentissage numériques. Imaginez par exemple l’éducation à distance (d’une université qui fournit ce service aux populaires MOOC sur Internet), ne faisons-nous pas la même chose qu’auparavant, mais maintenant en mettant les cours traditionnels dans des vidéos sur un site web ? Dans le même sens, pensez aux nouveaux manuels scolaires numériques, ne faisons-nous pas la même chose qu’avec la version papier du manuel scolaire dans un simple PDF dans le pire des cas ou avec des vidéos ou des audio dans une tablette ou un ordinateur plus une plate-forme pour administrer une classe dans le meilleur des cas ? Nous pouvons faire cet exercice avec différents artefacts d’apprentissage et vous réaliserez ce problème à chaque fois avec un degré différent. Pourquoi ce manque d’invention se passe-t-il ? Nous pensons qu’une partie du problème repose sur notre façon de travailler héritée de l’ère industrielle : un travail coopératif qui divise les enseignants dans un sous-groupe, les concepteurs et les développeurs dans un autre sous-groupe, les étudiants dans un autre sous-groupe et ainsi de suite, sans avoir de contact minimal dans la plupart des cas.

Créathon 2017

So, we decided to choose the French digital school textbook as a learning artefact and put it inside an experimental research trying to reinvent the digital school textbook of the future and testing at the same time a new method and collaborative digital tool aimed at the design of digital learning artifacts. What we did, was to constitute six heterogeneous groups trying to gather the different actors of the world of education. Each group was constituted by the same profile: 1 high school student, 1 parent, 2 teachers, 1 principal, 1 school inspector, 2 education officers and 1 public educational company (an operator of the French Ministry of Education). To avoid the impact of hierarchy among participants, we decided to work only online (inside the collaborative digital tool). The main objective of each working group was to design and develop a digital history school textbook within three months of online interactions. In this context, participants where distributed randomly among the 6 working groups with a balance between the distribution of men and women. During the three months of work, three of the six groups represented our experimental groups, working with our collaborative online model in its entirety, in other words they collaborated, the other three groups represented our control groups, working with our model without the variable of collaboration, they cooperated (they were divided in sub-groups).

[Français]

Nous avons donc décidé de choisir le manuel scolaire numérique comme artefact d’apprentissage et de le mettre dans une recherche expérimentale en essayant de le reconcevoir et de le réinventer en faisant au même temps les tests d’une nouvelle méthode et d’un nouvel outil de collaboration en ligne destinée à la conception d’artefacts d’apprentissage. Ce que nous avons fait, était de constituer six groupes hétérogènes en essayant de rassembler les différents acteurs du monde de l’éducation. Chaque groupe a été constitué par le même profil : 1 lycéen, 1 parent d’élève, 2 enseignants, un personnel de direction, 1 inspecteur académique, 2 responsables de formation et 1 entreprise publique (un opérateur du Ministère de l’Éducation). Pour éviter l’impact des hiérarchies entre les participants, nous avons décidé de travailler uniquement en ligne (dans l’outil de collaboration en ligne). L’objectif principal de chaque groupe de travail était de concevoir et de développer un prototype d’un manuel scolaire numérique d’histoire pendant les trois mois d’interactions en ligne. Dans ce contexte, les participants ont été répartis de façon aléatoire avec un équilibre entre la répartition des hommes et des femmes. Trois des six groupes représentaient nos groupes expérimentaux, en travaillant avec notre modèle collaboratif en ligne dans son intégralité, c’est-à-dire, ils ont collaboré, les trois groupes restants représentaient nos groupes de contrôle, en travaillant avec notre modèle collaboratif en ligne sans la variable de collaboration, c’est-à-dire, ils ont coopéré (ils ont été divisés en sous-groupes).

During the experimentation, we traced all the online interactions that we will analyze using Social Network Analysis (node degree, centrality, structural holes, closure and social diversity) and the strength between participants using a mathematical formula. Before and after the three months’ experimentation we also gave to participants a questionnaire to identify their personal representation of the digital learning artefact that they were designing (in this case, the paper and digital version of a school textbook). We wanted to do this, because each participant see a learning artefact from their own perspective (a student see and use the paper and the digital school textbook in a different way than a teacher, a parent, a principal or a company that design and build digital learning artefacts). In this way, the learning artifact becomes a “boundary object”. At the end of the 3 months’ experimentation, each working group designed and developed a minimal prototype of a history digital school textbook, the last thing that we wanted to measure was the level of invention of each prototype. Using a model based on invention patents, we quantified the level of invention of each prototype using this formula: Invention = Novelty * Perception of Utility. To do this last step, we are asking a big sample (we are still working on this phase and we hope to have between 100 to 150 evaluators) of actors in the educational field (students, teachers, designers and developers of digital artefacts, publishers, etc.) to evaluate the level of Novelty and the Perception of Utility of each prototype using the invention model.

[Français]

Au cours de l’expérimentation, nous avons enregistré toutes les traces d’interactions en ligne que nous analyserons en utilisant la théorie des réseaux pour déterminer entre autres le degré des nœuds et la centralité du réseau. Nous allons également mesurer la force du lien d’interaction entre les participants de chaque groupe grâce à une formule mathématique. Avant et après l’expérimentation, nous avons également donné aux participants un questionnaire pour identifier leur représentation personnelle de l’artefact d’apprentissage numérique qu’ils allaient concevoir (dans ce cas, la version papier et la version numérique d’un manuel scolaire), car chaque participant voit un artefact d’apprentissage à partir de son propre « monde » (un étudiant voit et utilise le manuel scolaire (version papier et version numérique) d’une manière différente qu’un enseignant, qu’un parent, qu’un inspecteur ou qu’un éditeur). De cette façon, l’artefact d’apprentissage devient un « objet frontière ». À la fin de l’expérimentation, chaque groupe de travail a conçu et développé un prototype minimal d’un manuel scolaire numérique d’histoire, et donc, la dernière chose que nous voulions mesurer était le niveau d’invention de chaque prototype. En utilisant un modèle basé sur des brevets d’invention, nous avons quantifié le niveau d’invention de chaque prototype en utilisant la formule suivante : Invention = Nouveauté x Perception d’Utilité. Pour réaliser cette dernière étape, nous sommes en train de demander à un grand échantillon (nous travaillons toujours sur cette phase et nous espérons avoir entre 100 et 150 évaluateurs) d’acteurs du monde de l’éducation (étudiants, enseignants, concepteurs et développeurs d’artefacts numériques, éditeurs, etc.) pour évaluer le niveau de nouveauté et la perception d’utilité de chaque prototype en utilisant le modèle de l’invention.

The REMASCO Project

We already have surprising results related to the cooperative – collaborative interactions, but you will have to wait for the delivery of the second part of this publication to see them, together with the results related to the school textbook as a boundary object and the level of invention.

[Français]

Nous avons déjà des premiers résultats surprenants liés aux interactions coopératives / collaboratives, mais vous devrez attendre la livraison de la deuxième partie de cette publication pour les voir, vous devrez aussi attendre pour les résultats liés au manuel scolaire papier et numérique en tant qu’objet frontière ainsi que le niveau d’invention de chaque prototype imaginé par les six groupes.

This project is not only a research project, it is also an industrial project because we will build the 6 prototypes and identify the elements that work best to build a final digital school textbook. We also hope to build our digital collaborative tool based on the learnings of the experimentation, but as the results, you will have to wait to see all of this.

[Français]

Il faut remarquer que ce projet n’est pas seulement un projet de recherche, il est aussi un projet industriel, car nous allons construire les 6 prototypes et identifier les éléments qui fonctionnent le mieux pour construire un manuel scolaire numérique final. Nous espérons également construire notre outil collaboratif en ligne sur la base des apprentissages de l’expérimentation, mais comme pour les résultats, vous devrez attendre pour voir tout cela.

We also hope to generalize our method and tool to other educational contexts, like the problem-solving process in a classroom or how teachers could work together with other actors to rethink the pedagogies of the future.

[Français]

Nous espérons également généraliser notre méthode et notre outil à d’autres contextes éducatifs, comme le processus de résolution de problèmes dans une salle de classe ou aider des réseaux d’enseignants à collaborer avec d’autres acteurs pour repenser les pédagogies du futur et tant d’autres.