# Aligner éléments pédagogiques et ludiques pour aider à la conception de jeux sérieux

Madeleine Dufrasne, 1re année de thèse

IMT Nord Europe, Institut Mines-Télécom, CERI SN, Lille, France
madeleine.dufrasne@imt-nord-europe.fr

**Résumé** Face aux changements de comportement des générations, les dispositifs et modalités d'enseignement s'adaptent, et cela favorise le développement des jeux sérieux. Il est accepté dans la communauté que les jeux sérieux combinent à la fois des éléments ludiques avec des éléments pédagogiques et que cette combinaison complexifie d'une part leur conception notamment par la diversité d'expertises nécessaires à cette dernière, mais aussi et surtout complexifie leur partage et leur réutilisation par la communauté. Modéliser comment s'organisent les différents éléments utilisés dans les jeux sérieux devient donc un enjeu pour favoriser leur conception et leur réutilisation. À cette fin, nous introduisons la notion d'alignement pédago-ludique, qui est destinée à modéliser les liens qui unissent éléments ludiques et éléments pédagogiques dans les jeux sérieux.

**Keywords:** jeux sérieux, alignement pédago-ludique, capitalisation

## 1 Introduction et Contexte de ma recherche

Afin d'attiser l'intérêt des élèves, notamment avec les changements de comportements inter-générations, les enseignants cherchent aujourd'hui de plus en plus à innover dans leurs dispositifs et modalités pédagogiques. Dans ce contexte, l'utilisation de jeux sérieux émerge. Ces derniers présentent des éléments ludiques, comme les mécaniques de jeu ou son support, qui permettent l'engagement du participant, combinés avec des éléments pédagogiques, terme regroupant notamment les modalités d'enseignement (cours magistral, travaux pratiques, classe inversée, ...) et les types de contenu à enseigner (données à apprendre, méthode à acquérir, ...), qui permettent au participant d'apprendre, de réviser ou de valider l'apprentissage d'une notion. Alvarez [1] définit, en 2007, le jeu sérieux comme :

> « [Une] application informatique dont l'intention initiale est de combiner, avec cohérence, à la fois des aspects sérieux (Serious) [...] avec des ressorts ludiques issus du jeu vidéo (Game). Une telle association, qui s'opère par l'implémentation d'un “scénario pédagogique”, qui sur le plan informatique correspond à implémenter un habillage (sonore et graphique), une histoire et des règles idoines, a donc pour but de s'écarter du simple divertissement. »
Depuis, cette définition a évolué, incluant par exemple les jeux sur support non informatique [2].

La littérature montre que la conception de jeux sérieux est complexe [3], notamment car elle nécessite l'intervention de plusieurs acteurs issus de domaines différents. Enseignants, concepteurs de jeux vidéos, ingénieurs pédagogiques et experts du domaine visé sont ainsi amenés à collaborer, bien qu'ayant des acculturations diverses, donc des manières de communiquer, travailler et penser différentes [4]. Des travaux tentent de modéliser cette étape de conception pour assister les différents acteurs impliqués. Ainsi, Vermeulen et al. proposent la méthode DISC [4], destinée à conduire la conception d'un jeu sérieux en plaçant l'enseignant au cœur du processus pour assurer la continuité pédagogique. Alvarez [1] propose de décomposer les jeux sérieux en blocs qui, assemblés, permettent de plus facilement décrire les mécaniques envisagées. Marne et al. [3] mettent au point une liste de design patterns afin de s'adresser aux différents experts (experts du jeu, de la pédagogie ou du domaine traité) intervenant dans l'élaboration de jeux sérieux. Ces travaux, s'ils aident à la conception de jeux sérieux, ne garantissent pas leur partage et leur réutilisation. Ainsi, un enseignant désirant mettre en œuvre un jeu sérieux dans son enseignement devra soit réutiliser un jeu sérieux déjà conçu sans pouvoir l'adapter, soit s'engager dans une étape de conception sans pour autant pouvoir bénéficier des réflexions et choix réalisés par la communauté lors de la conception d'autres jeux sérieux.

En effet, les jeux sérieux sont aujourd'hui considérés et partagés de manière monolithique, ce qui complique leur adaptation et leur réutilisation. Il faudrait donc pouvoir décomposer ceux-ci et modéliser les choix réalisés, notamment autour des éléments ludiques et pédagogiques, lors de leur conception pour mettre leur transposition dans un contexte différent de celui initial et ainsi aider les différentes parties prenantes. Ceci constitue notre problématique. Plusieurs travaux offrent des pistes d'investigation intéressantes en ce sens. De Troyer et al. [5] proposent ATTAC-L, un langage qui permet de décrire un scénario en liant les éléments dits de « *gameplay* » à des éléments pédagogiques déclinés en différents éléments (e.g. objectifs de performance, connaissances, auto-efficacité, résultats attendus). Arnab et al. [6] conçoivent également un modèle ayant la particularité de mettre en exergue les spécificités des "Serious Game Mechanics" en établissant un lien entre les mécaniques d'apprentissage (par exemple, la démonstration, les questions-réponses, la compétition...) et des mécaniques de jeu (comme les objets à collecter, la segmentation en niveaux, ...). Carvalho et al. [7] se sont ensuite inspirés de ces travaux pour mettre au point le modèle ATMSG (Activity Theory-based Model for Serious Games), qui prend en compte, outre les "Serious Game Mechanics" et les mécaniques d'apprentissage, les éléments liés à l'instruction intrinsèque et extrinsèque dispensée via le jeu, grâce à des tutoriels ou à des précisions apportées par l'enseignant. Par ailleurs, Ávila-Pesántez et al [8] ont proposé en 2017 une décomposition des différentes manières de concevoir des jeux sérieux, où ils mettent en lien les choix faits par différents auteurs au niveau de la pédagogie et de l'aspect ludique. Ces différents travaux confortent notre hypothèse qu'il est possible de décomposer de manière relation-
nelle un jeu sérieux dans son ensemble. Aussi, en liant les éléments ludiques et les éléments pédagogiques (nous ne considérons pas les ressources pédagogiques en elles-mêmes, mais plutôt les pratiques et les méthodes), nous introduisons le concept d'alignement pédago-ludique comme notre objet de recherche principal.

## 2 Proposition

Dans cette section, nous présentons comment nous envisageons d'identifier et de recueillir les différents types d'éléments ludiques et pédagogiques, ainsi que de construire un modèle de l'alignement pédago-ludique pour permettre la mise en place d'assistance originale à la conception. Dans notre recherche impliquant l'humain, nous utiliserons la méthode THEDRE [9]. Cela nous permettra, entre autres, de tracer notre processus de recherche et de le structurer, ainsi que de préparer les entretiens sur le terrain et de les analyser.

### 2.1 Identification des éléments ludiques et pédagogiques

Dans un premier temps, pour recueillir les différents éléments ludiques et pédagogiques constitutifs de jeux sérieux, nous nous appuierons sur la communauté de pratique GIVRE. Cette communauté dans le domaine de la santé et la pharmaceutique a conçu neuf jeux sérieux qui sont toujours utilisés aujourd'hui. Pour construire ce recueil initial, nous prévoyons de conduire des entretiens et des questionnaires. Pour ce faire, nous utiliserons l'arbre de décision MATUI [10] afin d'identifier les meilleures modalités (e.g. entretiens semis-dirigés).

En sus, pour capter la richesse des éléments ludiques, nous analyserons un ensemble de jeux déjà existants sous différents aspects, notamment les jeux de plateau et jeux vidéos. Nous les choisirons en fonction de leur représentativité en terme de mécaniques de jeux, concepts et règles. Couplé à l'étude de base de données ludiques comme *Board Game Geek*, nous dresserons une taxonomie d'éléments ludiques, qui seront classifiés selon des caractéristiques – qui évolueront itérativement au fil du projet – comme leur nature, leurs possibilités d'interactions offertes à l'apprenant ou encore leur aspect multi-rôle. Nous ferons de même pour les éléments pédagogiques, en nous appuyant sur des taxonomies existantes, comme celle de Bloom [11] qui est d'ailleurs utilisée dans de nombreux travaux s'intéressant à la décomposition de jeux sérieux [6], nous donnant ainsi un cadre préliminaire à la modélisation des éléments pédagogiques.

### 2.2 Modéliser les alignements

Une fois la taxonomie des éléments d'un jeu sérieux définie et validée par notre terrain d'expérimentation, notre objectif sera de mettre en lien les éléments ludiques avec les éléments pédagogiques. Pour réaliser cela, nous proposerons une ontologie qui nous permettra de capturer et d'exprimer les relations qui existent entre les éléments. L'avantage d'une ontologie est de permettre l'expression logique des relations qui existent entre les éléments et de raisonner dessus.
Cela nous permettrait alors de produire de nouvelles connaissances et d'aider les différents acteurs, par exemple en leur proposant des appariements identifiés pour produire de bons résultats. Par exemple, grâce aux études menées sur le terrain, on pourrait remarquer qu'un élément ludique $L_1$ est souvent associé, avec une relation $r_1$, à un élément pédagogique $P_1$, et que parfois cet élément pédagogique se retrouve avec un autre élément pédagogique $P_2$, donc proposer une expression entre ces différents éléments tel que $\exists i, r_1(L_1, r_i(P_1, P_2)) \sqsubseteq r_1(L_1, P_1)$ ou encore $L_1 \not\sqsubseteq P_1$. La Fig. 1 illustre la mise en relation des éléments entre eux.

<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Figure 1. Modélisation du concept d'alignement pédago-ludique</figcaption></figure>

Dans cette étape de modélisation, nous travaillerons d'abord étroitement en lien avec la communauté de pratique GIVRE. Nous réifierons les connaissances expertes dans ce modèle relationnel, et testerons la cohérence des associations et des règles logiques avec eux. Cela nous permettra d'identifier si nous pouvons décomposer leurs jeux sérieux avec nos propositions et d'ajuster. Dans un second temps, pour tester la généricité de notre modèle, nous expérimenterons avec d'autres communautés de pratique issues de domaines différents.

Grâce à cela, nous espérons dégager plusieurs relations exploitées dans la création de jeux sérieux, ce qui permettra de guider les concepteurs de jeux sérieux sur quels éléments peuvent facilement être mis ensemble et aussi par quel moyen.

## 3 Conclusion

En proposant un modèle de décomposition des jeux sérieux et un inventaire des éléments ludiques et pédagogiques mis en œuvre dans les jeux sérieux, adossés à une ontologie pour structurer grâce à une logique de description, nous espérons faciliter leur partage, leur réutilisation et leur adaptation pour d'autres
contextes pédagogiques. Ces caractéristiques sont essentielles pour pouvoir capitaliser [12] les jeux sérieux au sein de la communauté et ainsi proposer de nouvelles assistances à tous les acteurs de la conception de jeux sérieux. Pour soutenir cela, nous prévoyons également de proposer une méthode pour recueillir les pratiques des acteurs de la conception de jeux sérieux pour les aider dans la démarche de réification de ces connaissances.

## 4 Remerciements

Ce travail est financé par le projet ANR TALE4GDA (ANR-23-CE38-0001).

## Références

1. J. Alvarez, *Du jeu vidéo au serious game*. Theses, Université Toulouse, Dec. 2007.

2. D. Djaouti, J. Alvarez, and O. Rampnoux, *Apprendre avec les serious games? Éclairer, Réseau Canopé*, 2017.

3. B. Marne, J. Wisdom, B. Huynh-Kim-Bang, and J.-M. Labat, "The Six Facets of Serious Game Design: A Methodology Enhanced by Our Design Pattern Library," in *21st Century Learning for 21st Century Skills* (A. Ravenscroft, S. Lindstaedt, C. D. Kloos, and D. Hernández-Leo, eds.), (Berlin, Heidelberg), pp. 208–221, Springer Berlin Heidelberg, 2012.

4. M. Vermeulen, G. Guigon, N. Mandran, and J.-M. Labat, "Teachers at the heart of the learning games design : the DISC model," in *IEEE ICALT 2017*, (Timisoara, Romania), July 2017.

5. O. De Troyer, F. Van Broeckhoven, and J. Vlieghe, "Linking serious game narratives with pedagogical theories and pedagogical design strategies," *Journal of Computing in Higher Education*, vol. 29, pp. 549–573, 2017. Publisher : Springer.

6. S. Arnab, T. Lim, M. B. Carvalho, F. Bellotti, S. de Freitas, S. Louchart, N. Suttie, R. Berta, and A. De Gloria, "Mapping learning and game mechanics for serious games analysis," *British Journal of Educational Technology*, vol. 46, no. 2, pp. 391–411, 2015.

7. M. B. Carvalho, F. Bellotti, R. Berta, A. D. Gloria, C. I. Sedano, J. B. Hauge, J. Hu, and M. Rauterberg, "An activity theory-based model for serious games analysis and conceptual design," *Computers & Education*, vol. 87, pp. 166–181, 2015.

8. D. Ávila-Pesántez, L. A. Rivera, and M. S. Alban, "Approaches for serious game design : A systematic literature review.," *Computers in education journal*, vol. 8, no. 3, 2017.

9. N. Mandran and S. Dupuy-Chessa, "Thedre : A traceable process for high quality in human centred computer science research," in *26th International Conference on Information Systems Development, ISD 2017*, 2017.

10. N. Mandran and S. Dupuy-Chessa, "Supporting experimental methods in information system research," in *2018 12th International Conference on Research Challenges in Information Science (RCIS)*, pp. 1–12, 2018.

11. A. Churches, "Bloom's taxonomy blooms digitally," 2008.

12. A. Lebis, M. Lefevre, V. Luengo, and N. Guin, "Capitalisation of Analysis Processes : Enabling Reproducibility, Openness and Adaptability thanks to Narration," in *LAK '18 - 8th International Conference on Learning Analytics and Knowledge*, (Sydney, Australia), pp. 245–254, ACM, Mar. 2018.