1. TCAN-CNRS de 2005 à 2007
2. ANR de 2007 à 2011

2Problème traité et objectifs :2

Le projet que nous présentons ici est motivé par la conjonction de deux problématiques en chirurgie et d’une problématique liée aux EIAH :

• D’une part, les difficultés d’enseignement inhérentes à la chirurgie. L’apprentissage se déroule pour une grande part en salle d’opération, sur le mode du compagnonnage. Il requiert la présence d’un expert pour un novice, et une répétition fréquente des mises en situation afin que le novice acquière progressivement l’autonomie nécessaire à la réalisation complète d’une intervention. La constitution de l’expérience exige donc du temps. Elle se construit dans un double mouvement : un mouvement d’automatisation des conduites (rapidité, fiabilité mais perte de flexibilité), et un mouvement de réélaboration de la conduite à un niveau supérieur (prise de conscience). L’enjeu de ce type d’apprentissage est de faire acquérir des habiletés qui permettront de faire face ou du moins de s’adapter à des situations nouvelles.
• D’autre part, on assiste depuis quelques années au développement de la chirurgie assistée par ordinateur, qui s’accompagne de l’introduction de divers outils informatiques dans les blocs opératoires, notamment des logiciels de planification de trajectoire d’implants en chirurgie orthopédique. Ici encore, l’aspect enseignement est délicat puisque ce sont bien souvent les ingénieurs qui viennent initier les chirurgiens à la prise en main des outils, sans qu’un véritable enseignement sur ces nouvelles techniques chirurgicales ait lieu.

Du point de vue des EIAH, notre problématique est basée sur l’intérêt de produire des rétroactions centrées sur les connaissances qui sont manipulées à partir de représentations explicitées de ces connaissances. Pour nous, dans une problématique d’apprentissage, le système doit permettre la construction d’un raisonnement à partir de connaissances révisables, susceptibles d’évoluer dans le cours de l’interaction.

Nos objectifs scientifiques sont :

• d’exploiter des méthodes et techniques avancées en informatique, didactique, pédagogie et psychologie pour représenter explicitement de différents types de connaissances, notamment des connaissances empiriques, dans les domaines complexes tels que la chirurgie,
• de développer une plate-forme de type EIAH pour valider nos hypothèses relatives aux aspects informatiques et didactiques.

2Résultats attendus :2

• Amélioration du processus d’enseignement et d’apprentissage de la chirurgie grâce à l’utilisation des EIAH.
• Modélisation informatique relative à la représentation des connaissances en prenant en compte les contraintes didactiques liées à ces connaissances.
• Intégration dans les plates-formes d’EIAH grenobloise et nationale.
• Contributions concernant la méthodologie de conception d’EIAH.

Dans les actions ultérieures nous organisons la proposition d’un projet dans le cadre du réseau d’excellence européen Kaleidoscope, dont nous faisons partie. Ce projet se centrera sur la connaissance gestuelle que nous ne traitons pas dans le cadre de la réponse au programme TCAN.

2Méthodes :2

Pour atteindre ces objectifs, l’approche suivante a été mise en oeuvre :

• Analyse cognitive de l’activité opératoire du chirurgien : Nous procéderons à l’analyse de l’activité chirurgicale en essayant de déterminer le plus possible les règles de prélèvement des informations (stratégies de visualisation et d’observation), les informations utilisées (éléments pertinents d’une situation pour choisir une action à faire), les connaissances (communes à tout les praticiens -théorie générale- ou particulière via les expériences antérieures), les règles de traitement des informations (interprétations issues de l’analyse et de la synthèse des informations), les règles de décision (choix d’actions, parfois contradictoires entre-elles) et les motivations (objectifs globaux pour réaliser l’acte chirurgical).
• Evaluation des apprentissages par le chirurgien-expert : L’activité du chirurgien consiste aussi à évaluer et à réguler l’activité d’un apprenant (l’interne) dans une situation à multiples contraintes (sécurité, temporelle, collective, etc.). Cette partie se déroulera selon deux axes méthodologiques complémentaires : didactique et psychologique. L’axe didactique nous permettra de repérer les connaissances en jeu lors de l’apprentissage et les concepts empiriques qui émergent de l’analyse des situations de formation observées. L’axe psychologique s’appuiera sur les qualités nécessaires à l’acte opératoire (technique gestuelle ; capacités d’équilibration et de coordination ; aspects mentaux ) identifiées par l’analyse précédente et qui servent de référence dans l’évaluation de l’apprenant.
• Modélisation et représentations informatiques : A partir de notre état de l’art sur les modèles de connaissances dans les EIAH nous travaillerons sur un modèle qui respecte les contraintes des modélisations issues des analyses didactiques et psycho-cognitives précédentes.
• Evaluation du système : Suite à l’analyse des connaissances utiles pour assurer la qualité de l’acte opératoire identifiées, nous évaluerons l’effet de l’apport du prototype d’EIAH pour la planification de trajectoire dans l’apprentissage. Nous utiliserons un protocole permettant de comparer des groupes avec vs sans l’utilisation du logiciel avant l’opération.

2Collaborations ou contrats :2

• UPMF, Grenoble 2 (Dubois Michel, Maître de Conférences, Psychologie)
• Faculté de Psychologie et des Sciences de l’Education de Genève (Bétrancourt Mireille, Professeur, Sciences Cognitives)
• UJF, Grenoble 1 (Cinquin Philippe, Professeur UJF, Mathématiques Appliquées)
• CNRS (Troccaz Jocelyne, Directrice de Recherches, CNRS)
• CHU Grenoble, service Orthopédie et Traumatologie (Tonetti Jérôme, Chirurgien et Merloz Philippe, Professeur Hospitalier)

2Voir aussi :2

Le case study consacré au projet par Kaleidoscope

vanda.luengo