Conception of an intelligent tutoring system in cost engineering : knowledge representation, pedagogical interactions, and system operation

Cost engineering is a domain taught to university students in all engineering disciplines. Its goal is to provide engineers with mathematical analysis tools useful to make economically accurate decisions. This discipline is complex and raises several learning difficulties among students, which brings the need for, in addition to human assistance, a computer-based instruction system. However, to efficiently fix difficulties and misunderstandings encountered by students, such a tutoring system must have strong pedagogical skills in addition to domain-related knowledge. Moreover, cost engineering is a domain that involves not only theoretical knowledge, but also problem-solving skills. Finally, there exist no tutoring systems yet in cost engineering. This thesis presents an intelligent tutoring system (ITS) in cost engineering. We analyse in detail the representation of all involved types of knowledge: domain knowledge, problem-solving knowledge, and tutoring knowledge. We also exhibit some interesting issues of our knowledge representation, in particular four generic operating modes of an ITS applied to a domain involving problem-solving skills. Finally, we show our design for implementing that system.Le génie économique est une matière universitaire enseignée à tous les étudiants en génie. Il a pour but de donner aux ingénieurs des outils d’analyse mathématique nécessaires à la prise de décisions économiquement judicieuses. Cette discipline est complexe et pose plusieurs difficultés d’apprentissage chez les étudiants, ce qui amène, en plus d’une aide humaine, le besoin d’un système d’enseignement informatisé. Cependant, afin de régler efficacement les difficultés et les lacunes des étudiants, un tel système tutoriel doit posséder de bonnes connaissances pédagogiques en plus de l’expertise du domaine. De plus, le génie économique est un domaine qui implique non seulement des connaissances théoriques, mais également de la résolution de problèmes. Finalement, il n’existe pas encore de système tutoriel en génie économique. Ce mémoire présente un système tutoriel intelligent (STI) en génie économique. Nous analysons en détail la représentation des types de connaissance impliqués: connaissances du domaine, en résolution de problèmes et tutorielle. Nous montrons également quelques résultats intéressants de notre représentation de la connaissance, entre autres quatre modes génériques de fonctionnement d’un STI appliqué à un domaine impliquant de la résolution de problèmes. Enfin, nous exposons notre conception d’implantation de ce système.Québec Université Laval, Bibliothèque 201