Exemples de systèmes auteurs

3.9.2.1 Le système ECAL : Un environnement basé sur un réseau de concepts

Le système que nous présentons dans cette section est un système auteur développé à Open University Cite et baptisé ECAL (pour Extended Computer Assisted Learning) [Elsom & Omalley 90]. Ses concepteurs, ayant repris les mêmes principes de l'EAO orienté frames et enrichis de quelques techniques d'IA, le considèrent comme un "pont" entre l'EAO traditionnel et l'EIAO. De ce fait, les tuteurs produits par ECAL, se placent à un niveau intermédiaire entre les didacticiels classiques et les tuteurs intelligents. ECAL est organisé autour de trois composants :

1. « Outils pour l'auteur » : permettant à celui-ci de générer la matière à enseigner. Cette matière est construite à l'aide d'un ensemble de frames (ou unités d'apprentissage) purement textuels qui sont de deux natures : « frames de présentation » et « frames de diagnostic ». Chaque frame traite d'un certain nombre de concepts appelés ILOs (Intended Learning Outcomes).

2. « Système de présentation » : qui contrôle l'interaction avec l'apprenant en choisissant au mieux la séquence de frames à lui présenter. Les décisions sont prises en se basant sur deux modèles: le modèle de dialogue et le modèle de l'élève. Aussi, pour chaque interaction, le "système de présentation" développe un historique du dialogue qui peut être utilisé par l'auteur pour faire la mise au point du tutoriel.

3. « Outils de mise au point » : permettant à l'auteur de tester le système en examinant son comportement face à des situations particulières. Ceci lui permettra éventuellement de porter des modifications au contenu et à la structure du tutoriel. La structure d'un tuteur créé par ECAL se compose de quatre modules : le « modèle de connaissances », le « modèle de l'élève », le « modèle de dialogue» et le « modèle de présentation ». A part le modèle de dialogue qui est propre à ECAL, nous retrouvons bien les trois modules rencontrés dans la plupart des tuteurs intelligents. Ils correspondent en effet, respectivement, aux modules : module expert, modèle de l'apprenant et module pédagogique.

a) Le modèle de connaissances

ECAL utilise une technique simple pour représenter les connaissances du domaine. Elle consiste à subdiviser la matière à enseigner en un certain nombre de frames purement textuels et

d'associer à chaque frame une séquence de mots clés désignant les concepts enseignés par le frame. Ces mots clés, appelés ILOs (Intended Learning Outcomes), constituent les objectifs pédagogiques autour desquels le système est structuré. Plus particulièrement, c'est sur ces mots clés que le "système de présentation" s'appuie pour décider des différents enchaînements de frames à présenter à l'apprenant.

ECAL associe deux caractéristiques à chaque ILO : "l'importance" qui indique combien de fois l'ILO est utilisé dans le cours et la "généralité" qui est relative à la largeur avec laquelle cette utilisation se produit dans le cours. Deux ILOs peuvent alors être d'importance égale mais l'un d'eux est considéré plus général s'il est plus largement distribué à travers le cours.

b) Le modèle de l'élève

Pour modéliser l'élève, ECAL utilise la technique à recouvrement (overlay). Nous rappelons que cette technique considère la connaissance de l'élève comme un sous-ensemble des connaissances représentées dans le module expert du domaine.

Pour ECAL, le modèle de l'élève est constitué tout simplement d'une liste d'ILOs avec une valeur numérique associée à chacun d'eux. Cette valeur comprise entre 0 et 1 et appelée facteur de

confiance, est utilisée par le système pour mesurer la compréhension de l'élève concernant le

concept associé à cet ILO. La valeur 0 indique que l'élève n'a pas compris le concept. La valeur 1 indique qu'il l'a bien assimilé. Ces valeurs sont mises à jour au fur et à mesure que les frames sont présentés à l'élève. Quand un frame est présenté à l'élève, tous les ILOs associés à ce frame sont évidemment mis à jour. L'évaluation de l'élève est effectuée par les frames de diagnostic. Chaque

frame de diagnostic est conçu pour vérifier l'assimilation d'un ou de plusieurs concepts.

c) Le modèle de dialogue

Afin de planifier les actions à entreprendre durant une interaction avec l'apprenant, le système de présentation utilise un « modèle de dialogue ». Cette modélisation utilise trois composantes:: « l'historique du dialogue », « l'agenda courant » et « le reste des buts à satisfaire ». Chacune de ces composantes est constituée d'un ensemble de « buts de dialogue ». ECAL représente ces buts par les ILOs eux-mêmes. L'historique du dialogue correspond alors à l'ensemble des buts (liste d'ILOs) qui ont été déjà satisfaits. Le reste des buts à satisfaire correspond quant à lui, à l'ensemble de buts qui ne sont pas encore planifiés pour être satisfaits. Quant à l'agenda courant, il correspond aux buts que le système est entrain d'essayer de satisfaire.

Ces trois modèles sont les trois supports de connaissances qui permettent au « modèle de présentation » (décrit ci dessous) de décider des choix pédagogiques à effectuer pour assurer un enseignement optimal et individualisé.

d) Le modèle de présentation

Ce modèle est aussi appelé « algorithme d'enseignement ». Il consiste en un ensemble de règles de décision regroupées en trois catégories, portant respectivement :

• sur le choix à effectuer entre une présentation de connaissances ou un diagnostic ; • sur la sélection d'un frame approprié ;

• et enfin, sur le choix d'un nouveau ILO (i.e. le prochain but à satisfaire).

Les différents choix sont effectués en s'appuyant sur des heuristiques portant sur l'ordre de priorité accordé aux frames. Le choix d'un frame est effectué sur la base des informations contenues dans « l'agenda courant », « l'historique du dialogue », le « reste des buts à satisfaire » et le « modèle de l'élève ». Le système tente d'abord de choisir un frame qui maintient l'état courant de l'interaction. Si cela n'est pas possible, il récupère un nouveau état de dialogue dans « l'agenda courant » et sélectionne un frame approprié.

Etant donné un ILO à enseigner, le système collecte tous les frames mentionnant cet ILO et qui ne sont pas encore présentés à l'apprenant. Un ordre de priorité est ensuite attribué à chacun de ces frames. La priorité maximale est attribuée aux frames dans lesquels tous les ILOs (autres que l'ILO principal) ne sont pas connus par l'apprenant. Les frames seront ordonnés de telle sorte que celui qui contient le minimum de nouveaux ILOs est celui qui aura la plus haute priorité.

Une fois les frames concernés par l'ILO en question sont ordonnés selon ces critères, le système en sélectionne celui qui a la priorité maximale, le présente à l'apprenant, puis il obtient une réponse de celui-ci. Cette réponse lui permettra de mettre à jour le modèle de l'élève et le modèle de dialogue en conséquence.

d) Outils pour l’auteur

Plusieurs outils sont mis à la disposition de l'auteur pour réaliser des tutoriels avec ECAL. Nous trouvons :

1. un « éditeur de frames » permettant à l'auteur de créer des scènes textuelles et leur associer des ILOs;

2. un « éditeur de réseaux » permettant à l'auteur de consulter la structure du réseau des ILOs. Ce réseau est normalement généré automatiquement, mais il est permis à l'auteur de faire certaines modifications en ajoutant ou en supprimant des ILOs;

3. un « explorateur de réseaux » permettant à l'auteur d'explorer le réseau des ILOs afin de consulter tous les détails concernant les arcs qui relient deux noeuds entre eux. Nous rappelons qu'un arc correspond à tous les frames partagés par les ILOs contenus dans les deux noeuds.

4. des « outils de test » et de « mise au point » de tutoriels en vue de les rendre satisfaisants aux objectifs pédagogiques visés. Ces outils sont capables de simuler toute interaction avec l'apprenant et de montrer toutes les décisions prises par le système dans différentes situations.