Les connaissances relatives à l’apprenant

Après avoir présenté les connaissances relatives au module d’enseignement, nous nous intéressons dans cette section aux connaissances relatives à l’apprenant. Afin de pouvoir adapter le cours à un apprenant, le système doit disposer d’une représentation interne des connaissances de cet apprenant. Cette représentation est appelée « modèle de l’apprenant » et le processus permettant sa création et sa mise à jour est dit « modélisation de l’apprenant » ou « diagnostic de l’apprenant » [Wenger 87].

Cette activité de modélisation des « connaissances de l’apprenant » est assurée, dans Hits, par le « Module de diagnostic de l’apprenant ». Ce module (Cf. Figure 5.3) utilise trois types de connaissances pour faire son diagnostic :

1. Les « règles instances d’évaluation » (RIEV) utilisées par « l’Evaluateur » et obtenues par instanciation des « règles maîtresses d’évaluation » (RMEV) ;

2. Les « règles instances d’acquisition » (RIAC) utilisées par le « Déducteur des acquis » (DAC) et obtenues par instanciation des « règles maîtresses d’acquisition » (RMAC) ;

3. Les connaissances mêmes de l’apprenant organisées selon une structure d’arbre, (le « modèle de l’apprenant ») gérée par le « Gestionnaire du Modèle de l’Apprenant » (GMA).

En commençant par le « modèle de l’apprenant », nous détaillerons ci-dessous, ces trois types de connaissances.

5.3.1 Le modèle de l’apprenant

Dans le chapitre 2, nous avons discuté les différentes techniques et théories de modélisation de l’apprenant adoptées dans les STI. La méthode à recouvrement (overlay method) est une des méthodes les plus utilisées dans les systèmes auteurs à cause de son indépendance du domaine et sa facilité de mise en oeuvre. C’est la méthode que nous avons choisie, nous aussi, pour modéliser l’apprenant dans notre système. En effet, Hits considère les connaissances d’un apprenant (ce qu’il sait) comme un sous-ensemble de la connaissance de l’expert (l’auteur).

Pour notre système, les connaissances à transmettre à l’apprenant sont réparties à travers les uahs. Parmi ces uahs, certaines sont évaluables alors que d’autres ne le sont pas. Les uahs consistent en des objets pédagogiques repérés par des « identifiants » indiquant la position de l’uah dans la structure du « module d’enseignement ». L’apprenant est donc modélisé en utilisant ces « identifiants».

Chaque fois que l’apprenant réussit à atteinte des objectifs opérationnels visés par une uah, l’identificateur de cette uah est ajoutée au modèle de l’apprenant. La représentation des connaissances dans ce modèle repose sur une structure d’arbre. Ce dernier, appelé « arbre d’acquisition » est initialement vide. Au fur et à mesure que des uahs sont acquises, des noeuds sont créés. L’arbre consiste en quatre niveaux de noeuds. En commençant par les feuilles, nous trouvons : les noeuds « identifiants-uah » puis les noeuds « identifiants-chapitre » puis les noeuds « dentifiants-parties » et enfin le noeud racine désigné par l’identifiant « module ».

Ces noeuds ne sont d’ailleurs pas les seuls. Nous trouvons aussi les noeuds « pretest » et « posttest-module », « posttest-partie », « posttest-chapitre» qui se situent au même niveau que les noeuds « identifiants-uah» Ces quatre noeuds sont créés quand l’apprenant réussit à ces différents tests (de pronostic et d’inventaire) prévus par l’auteur. Avec ces quatre autres noeuds, le système suppose donc que : « Un module d’enseignement n’est considéré totalement acquis que si le « pretest » est réussi, toutes les uahs sont acquises et les trois « posttest » sont réussis ».

Nous considérons qu’un chapitre est acquis (et donc les objectifs spécifiques sont atteints) si toutes les uahs du chapitre sont acquises et le « posttest-chapitre » est réussi. Nous considérons qu’une partie est acquise (et donc les objectifs généraux sont atteints) si tous les chapitres sont acquis et le « posttest-partie » est réussi. Les différentes possibilités de création des noeuds sont définies par les règles suivantes :

• Quand le pretest est réussi alors trois noeuds sont créés : le noeud « pretest » et deux noeuds vides, l’un se situe dans le niveau correspondant aux « identifiants-chapitres », l'autre dans le niveau correspondant aux « identifiants-parties » ;

• Quand une uah est acquise alors un noeud de type « identifiant-uah » est créé ;

• Quand toutes les uahs d’un chapitre sont acquises alors un noeud de type « identifiant-chapitre » est créé, il représente le père de tous ces uahs ;

• Quand tous les chapitres d’une partie sont acquis alors un noeud de type « identifiant-partie » est créé, il représente le père de tous ces chapitres ;

• Quand un posttest de module ou de partie ou de chapitre est réussi alors trois noeuds sont créés : le noeud de type « posttest-* » et deux noeuds vides comme pour le pretest ;

• Quand le pretest est réussi, toutes les parties du module sont acquises et les trois posttests sont réussis alors le noeud racine « module » est alors créé signifiant que tout le module d’enseignement est acquis par l’apprenant.

La (Figure 5.14) montre l’évolution du « modèle de l’apprenant » en prenant un exemple de module très réduit (un pretest, une seule partie formée d’un seul chapitre formé lui de deux uahs évaluables, un posttest-chapitre, un posttest-partie et un posttest-module).

En plus de la gestion du « modèle de l’apprenant » en mémoire, le GMA (Gestionnaire du Modèle de l’Apprenant) est aussi chargé de la gestion des échanges entre la mémoire centrale et la base de données de la plate-forme Ibn Sina sur le disque, lors des opérations de sauvegarde et de chargement de ce modèle. Deux fichiers sont alors utilisés pour mémoriser et restituer les connaissances des différents apprenants utilisant le STI : le fichier APRENANT contenant les informations signalétiques des apprenants et le fichier MODELAPR contenant l’image du modèle de l’apprenant en mémoire (i.e. les noeuds de l'arbre d'acquisition).

• APRENANT (nom-utilisateur, mot-de-passe, nom-et-prénom, date-du-premier-cours, niveau-de-départ, niveau-arrivée, etc.).

• MODELAPR (nom-utilisateur, mot-de-passe, liste-des-noeuds, date-dernière-session). Lors de sa première session d’apprentissage, un nouvel apprenant se voit insérer dans ces deux fichiers. A la fin de cette session, son modèle (l’arbre d’acquisition) est sauvegardé dans l’enregistrement qui lui correspond dans MODELAPR. Dans une prochaine session du même apprenant, cet enregistrement est rechargé en mémoire, l’arbre d’acquisition est reconstruit et

l’identifiant du dernier niveau acquis est envoyé au « Module tutoriel ». Ce dernier, recevant ce message, se charge alors de planifier le reste de la formation.

Pretest Pretest Uah(1,1,1) Pretest Uah(1,1,1) Uah(1,1,2)

Chap(1,1 Par(1) Uah(1,1,2) Uah(1,1,1) Pretest Chap(1,1 Par(1 Posttest-

Chap(1,1) ^Posttest- Par(1) ^Posttest- Module

Module

(a) _{(b) (c)}

(d) (e) (f)

Figure 5.14. Exemple d’évolution d’un modèle de l’apprenant 5.3.2 Les règles d’acquisition (RIAC)

Ces règles complètent les règles de négociation du point d’entrée dans le cours (Cf. section concernant les connaissances tutorielles ci dessous). Elles ne sont utilisées que dans le cas où le système a accepté la sollicitation d’un apprenant de commencer son étude à partir d’une uah autre que la première. Leur but est de mettre à jour le modèle de l’apprenant, c’est à dire construire l’arbre d’acquisition décrit plus haut. Cette mise à jour est faite en mettant à « acquis » toutes les uahs jugées acquises qui précèdent l’uah de commencement.

Supposons, à titre d’exemple, que le module d’enseignement est composé de deux Parties contenant un Chapitre chacune et chaque Chapitre contenant trois uahs chacun :

Le choix du point d’entrée ne pouvant se faire au maximum que par l’uah(2,1,3), les « règles instances d’acquisition » qui seront générées par le DAC pour ce cours seront alors les suivantes :

Partie(2) Chap (2,1)

RIAC7 : Si acquis-par (1) Alors réussi-pretest uah (2,1,1)

RIAC6 : Si acquis-chap (1,1) Alors acquis-par (1) RIAC1 : Si acquis-uah (2,1,2) Alors acquis-uah (2,1,1) RIAC2 : Si acquis-uah (2,1,1) Alors acquis-uah (1,1,3) RIAC3 : Si acquis-uah (1,1,3) Alors acquis-uah (1,1,2) RIAC4 : Si acquis-uah (1,1,2) Alors acquis-uah (1,1,1) RIAC5 : Si acquis-uah (1,1,3) Alors acquis-chap (1,1)

Partie(1) Chap(1,1)

uah(1,1,1) uah(1,1,2)

uah(1,1,3) ^{uah (2,1,2)} uah (2,1,3)

Cette base de règles, générée par instanciation des « règles maîtresses d’acquisition » (RMAC), est exploitée en chaînage avant par le DAC, donnant ainsi tous les noeuds de l’arbre d’acquisition. Supposons par exemple qu’un nouveau apprenant souhaite commencer son étude à partir de l’uah(2,1,2) et il a réussi au test de l’uah (2,1,1). Le DAC reçoit alors le message « acquis-uah(2,1,1) » envoyé par le « Négociateur » Ce message porte déjà en lui le premier noeud de l’arbre d’acquisition : « uah(2,1,1) ». A partir de ce message, le DAC déduit les faits suivants :

acquis-uah(1,1,3), acquis-uah(1,1,2), acquis-uah(1,1,1), acquis-chap(1,1), acquis-par(1), réussi-pretest.

Les « identifiants » qui seront alors envoyées au GMA pour construire l’arbre d’acquisition comme expliqué ci dessus sont les suivantes :

uah(2,1,1), uah(1,1,3), uah(1,1,2), uah(1,1,1), chap(1,1), par(1) et pretest

5.3.3 Les règles d’évaluation (RIEV)

Ces règles ont pour but d’évaluer l’apprenant. Avec leur interpréteur, elles forment ce que nous avons appelé l’«Evaluateur». Ce dernier est invoqué par le « Module tutoriel » dans trois cas :

• Pour effectuer le pretest du module d’enseignement ; • Pour tester la compréhension d’une uah évaluable ;

• Pour effectuer les trois posttests : posttest-chapitre, posttest-partie et posttest-module.

Un test d’évaluation, dans chacun de ces trois cas, consiste en un certain nombre de questions et/ou d’exercices formulés sous forme de QCM soigneusement élaboré par les auteurs. Devant chaque épreuve du test (i.e. question/exercice), l’apprenant est alors sollicité pour choisir des réponses/solutions qui lui semblent correctes. A chaque épreuve sont associées au moins deux réponses/solutions pondérées par l’auteur sur l’intervalle [0,20] pour exprimer différents types d’erreurs. Aussi, un « message d’appréciation » est associé à chaque réponse/solution.

Ceci diffère légèrement des QCM traditionnels dans lesquels l’enseignant donne une ou plusieurs réponses justes accompagnée d’un certain nombre de distracteurs (i.e. réponses complètement fausses). Ces QCM traditionnels restent toutefois compatibles avec notre approche puisque l’auteur est libre de pondérer les réponses. Il peut donc attribuer une note de 20 pour une réponse et une note de 0 pour tous les autres distracteurs.

Notre approche de pondération des réponses/solutions est donc plus générale dans la mesure où elle permet à l’auteur de varier les types d’erreurs à travers des réponses/solutions partiellement correctes. Une pondération de 15/20 associé à une réponse/solution, par exemple, signifie que la réponse/solution n’est pas totalement juste. Elle contient certainement, certains types d’erreurs qui, selon l’appréciation de l’auteur, ne sont pas aussi graves que ceux qu’il a inclus dans une réponse/solution pondérée 07/20.

Par le biais du « message d’appréciation » que l’auteur associe également à une réponse/solution, l’apprenant est informé sur les types d’erreurs qu’il a commis en ayant choisi une réponse/solution qui n’est pas totalement juste. Comme remédiation, il est orienté pour revoir certaines uahs du cours acquises auparavant.

Du moment que les réponses/solutions sont pondérées, l’« Evaluateur » peut donc par simple calcul de moyenne des notes associées aux différentes réponses/solutions choisies par l’apprenant, décider si le test est réussi ou non. Nous rappelons que dans TalHits, l’auteur est appelé à définir deux seuils : un seuil d’échec et un seuil de réussite pour chaque uah évaluable. Pour affirmer la réussite à un test, il faut que la moyenne des notes obtenues aux différentes épreuves soit ≥ au seuil de réussite de l’uah.

Le déroulement d’un test par l’« Evaluateur » est effectué en général en deux étapes :