La carte conceptuelle est un outil de représentation graphique des connaissances très polyvalent et aux usages multiples en éducation (Cañas et coll., 2003; Cañas et Novak, 2008; Marchand et d'Ivernois, 2004). Dans le domaine de l’évaluation des apprentissages, plusieurs ont reconnu son potentiel pour évaluer des dimensions de l’apprentissage qui ne sont pas captées à l’aide d’instruments traditionnels (Edmondson, 2005; Novak et Canas, 2008; Ruiz-Primo, Schultz, Li et Shavelson, 2001). Malgré tout, les savoirs scientifiques à son sujet sont encore épars et incomplets, et ce malgré la longue tradition de cet outil en éducation, étalée sur quelques décennies. À travers trois articles, cette thèse vise à approfondir les connaissances au sujet des modalités de production, de correction et de notation de cartes conceptuelles.  Le premier article se consacre aux différences entre les processus de réponses lorsque la carte est produite de façon traditionnelle avec un crayon sur un support papier ou à l’ordinateur avec un logiciel dédié. Pour ce faire, huit élèves de quatrième secondaire en science et technologie ont effectué une tâche de cartographie conceptuelle tout en verbalisant leur pensée à haute voix. En plus de mettre en évidence quelques séquences d’actions et stratégies inhérentes à chaque modalité, les analyses de cette étude font ressortir des difficultés rencontrées par les participants au cours de la réalisation de la tâche. Ces observations rappellent notamment l’importance de la formation préalable à la cartographie conceptuelle. Le deuxième article décrit la démarche de conception d’un logiciel pour assister l’humain lors de la production d’une carte conceptuelle à partir de textes, cette carte pouvant idéalement servir de carte de référence en vue de la correction des cartes produites par des élèves. Le logiciel a été mis à l’essai en considérant les thématiques des deux tâches soumises aux élèves lors des deux autres volets de cette recherche et son rendement a été apprécié en comparant les cartes extraites à l’aide du logiciel et les cartes extraites manuellement à partir des mêmes textes. Même si, globalement, les résultats de cette mise à l’essai sont assez encourageants, il semble néanmoins encore prématuré de se servir de ces cartes pour l’usage du logiciel ciblé au départ. L’article suggère toutefois d’autres usages potentiels et moins contraignants du logiciel et énumère quelques pistes d’améliorations. Le troisième et dernier article explore la modélisation des scores issus de cartes conceptuelles de 84 élèves de quatrième secondaire en science et technologie à l’aide du modèle de Rasch pour données dichotomiques (Rasch, 1960) et du modèle à crédit partiel (Masters, 1982). En appréciant les propriétés psychométriques d’une tâche de cartographie conceptuelle en science et technologie, et notamment en examinant la condition d’indépendance locale et la condition d’unidimensionnalité qui caractérisent les modèles de mesure de la famille des modèles de Rasch, cette étude met en lumière certaines particularités de la structure interne des scores et remet en question certaines des approches conventionnelles de notation de cartes conceptuelles. Chacun de ces trois articles fournit ainsi un regard supplémentaire à l’égard de l’utilisation de la carte conceptuelle comme outil de collecte de données et contribue ainsi au processus de validation de cet outil en vue de l’évaluation des apprentissages.

Mots-clés : Carte conceptuelle , Évaluation des apprentissages , Verbalisation de la pensée , Stratégies des élèves , Génération automatique de cartes conceptuelles , Analyse automatique de textes , Traitement automatique du langage naturel , Notation de cartes conceptuelles , Modèles de mesure , Modèles de Rasch