Mise en œuvre des approches et techniques de développement de programmes de

Les approches systématiques à la conception d’un programme de formation sont utilisées dans plusieurs domaines d’application des systèmes critiques, comme exemplifié dans la sous-section 3.1. Plusieurs outils logiciels sont aussi développés pour fournir un support à la mise en œuvre de programmes de formation à l’utilisation de systèmes critiques, comme décrits dans la sous-section 3.2.

3.1 Exemples d’application d’une approche systématique

3.1.1 Domaines aéronautique et aérospatial

Dans le domaine de l’aviation civile, la FAA (Federal Aviation Administration) fournit des directives aux compagnies aériennes pour la mise en place des programmes de formation des pilotes (Seamster, Boehm-Davis, Holt, & Schultz, 1998). L’approche décrite est aussi systématique et basée sur l’évaluation des performances et l’amélioration du programme en fonction des évaluations externes et internes du programme de formation (Federal Aviation Administration, 2011).

Dans le domaine spatial, un exemple est décrit dans les travaux de (Scott, 2009). Au sein de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) aux États-Unis, il décrit la mise en place d’une approche systématique pour le développement et la mise en œuvre d’un programme de formation dans le cadre d’une mission spatiale. Il argumente, étude de cas à l’appui, que l’utilisation d’une approche systématique permet de développer des programmes de formation effectifs.

3.1.2 Domaine industriel de l’énergie

Dans le domaine industriel de l’énergie atomique, l’IAEA (International Atomic Energy Agency) fournit des directives (International Atomic Energy Agency, 2009) pour :

- Le développement d’un programme de formation.

- Le recrutement du personnel à former.

- L’évaluation du personnel formé.

- La qualification du personnel avant opération du système.

Ces directives préconisent l’utilisation d’une approche systématique au développement des programmes de formation et proposent un processus suivant les étapes de l’approche ADDIE (présentée dans la section précédente).

Dans le domaine industriel de l’énergie électrique, les travaux de (Neitzel, 2006) démontrent aussi l’efficacité des approches systématiques pour concevoir, développer et mettre en œuvre des programmes de formation. Il s’appuie sur l’étude de cas du développement d’un programme de formation pour les techniciens de maintenance des équipements électriques de centrales électriques.

3.2 Outils logiciels pour la mise en œuvre des programmes de

formation

Les travaux de (Patrick, 1992), (Salas & Cannon-Bowers, 2001) et (Aguinis & Kraiger, 2009) présentent un état de l’art complet sur les méthodes et techniques existantes pour mettre en œuvre des programmes de formation, et distinguent plusieurs thèmes de recherche (qui correspondent à différentes phases de la conception d’un programme de formation). Leurs travaux distinguent le thème

de recherche sur l’analyse des besoins en formation (qui se rapproche de la phase d’analyse des approches systématiques), le thème de recherche sur les méthodes et stratégies de formation, dont les outils logiciels pour la formation, ainsi que le thème de recherche sur les méthodes d’évaluation.

3.2.1 Outils logiciels fournissant un support à l’analyse des besoins pour un

programme de formation

Nous avons discuté de l’analyse des besoins en formation avec l’analyse des tâches liées au métier dans la sous-section 2.2 et plusieurs outils de modélisation de tâches, comme HTA (Annett & Duncan, 1967), ont été proposés dans ce but, comme décrit dans la section 2.2 du chapitre 2. Cependant, ces outils de modélisation ne sont pas adaptés à la gestion d’un nombre important de tâches.

D’autre part, certaines méthodes, n’ayant pas pour but d’être directement appliquées au domaine de la formation, peuvent être utile pour le développement des programmes de formation. C’est le cas des travaux de modélisation des performances humaines, comme ceux de (Gore, Hooey, Haan, Bakowski, & Mahlstedt, 2011). Ils peuvent aussi être utilisés en phase d’analyse du programme de formation, dans la sous-phase appelée « Performance measure » (décrite dans la sous-section 2.1), pour prédire les performances moyennes lorsque le training est conçu pour un nouveau système. En effet, dans ce cas, l’expert métier ne peut pas forcément extrapoler les performances moyennes sur un système qu’il ne connaît pas.

3.2.2 Outils logiciels fournissant un support au déroulement d’une formation

Plusieurs types d’outils logiciels, faisant partie de la catégorie « Computer-Based Training », peuvent être utilisés lors de la mise en œuvre du programme de formation (Bedwell & Salas, 2010). Dans la première section de ce chapitre, nous avons évoqué la formation assistée par ordinateur, l’utilisation de simulateurs et d’exercices pratiques assistés par ordinateur pour les programmes de formation des contrôleurs de trafic aérien et les pilotes d’avions. Ces outils ont pour vocation de :

- Permettre aux élèves de se former selon leur rythme et disponibilité. - Réduire les coûts du programme de formation (en remplaçant l’instructeur). - Confronter les élèves à des situations réelles avec les outils de simulation.

- S’adapter finement aux progrès de l’élève avec les outils appelés « Intelligent Tutoring Systems ».

Concernant la simulation, les travaux de (Kincaid & Westerlund, 2009) présentent un état des lieux sur son utilisation pour la formation et argumentent que les exigences et besoins pour la formation doivent être définis de manière précise et mis en relation avec l’environnement de simulation afin que l’environnement ne devienne pas plus matière à divertissement qu’à acquérir des connaissances et compétences.

De nouveaux types d’outils logiciels font actuellement l’objet de plusieurs travaux :

- Les environnements de formation virtuels pour la formation sont un axe de recherche particulier de la simulation et permettent de simuler des environnements réels de manière très détaillée. Tout comme les outils de simulation, ils fournissent un support à des entraînements qui n’auraient pas forcément été possibles dans le monde réel (lieux inaccessibles, scénarios trop dangereux). Par exemple, les travaux de (El-Chaar, Boer, Pedrazzoli, Mazzola, & Dal Maso, 2011) montrent que l’utilisation d’un environnement virtuel de formation pour les personnels d’une usine de fabrication de charpente permet de faciliter les explications du formateur pour les opérations complexes nécessitant l’utilisation de différents outils. Les

travaux de (Loftin & Kenney, 1994) argumentent que l’utilisation des environnements virtuels pour la formation permet d’augmenter l’efficacité du personnel dans ses fonctions.

- Les « Intelligent Tutoring Systems » (ITS) sont issus du domaine de recherche de l’intelligence artificielle et ont pour vocation de surveiller en temps réel les performances de l’élève et d’adapter aussi en temps réel le programme de formation ou la session de formation courante. Par exemple, les travaux de (Amokrane, Lourdeaux, Burkhardt, & Barthès, 2008) utilisent ce type d’outil logiciel pour fournir un support à un programme de formation pour opérateurs de systèmes critiques. Les travaux de (Fu, et al., 2006) se consacrent à un outil logiciel de formation basé sur le modèle cognitif de l’élève et évoluant en temps réel tout au long du programme de formation, afin de prendre en compte les compétences déjà acquises et celles restant à acquérir. Cependant, dans le cas des travaux de (Fu, et al., 2006), les modèles utilisés ne sont pas connectés au système lui-même et le support logiciel au programme de formation est utilisé de manière séparée du système.

3.2.3 Outils logiciels fournissant un support à l’évaluation

Comme expliqué dans la sous-section 2.1 de ce chapitre, la phase d’évaluation vise à évaluer les élèves suite à leur formation et/ou le programme de formation lui-même. Nous avons trouvé peu de références à des outils logiciels fournissant un support à l’évaluation des programmes de formation. Les travaux de (Hofer & Ruggiero, 1990) proposent une méthode pour intégrer l’évaluation des réactions et des apprentissages pour des sessions d’apprentissage du pilotage d’avion sur un simulateur. Plus récemment, les travaux de (Okazaki, Muromura, & Kaynano, 2011) s’intéressent à établir des moyens outillés pour l’évaluation des capacités motrices d’élèves pilotes dans la marine.

3.2.4 Outils logiciels fournissant un support à l’ensemble des étapes du développement

d’un programme de formation

Certains travaux envisagent des techniques en support à la formation comme moyens intégrés à une approche plus générique. Ainsi, les travaux de (Feary, Sherry, Polson, & Palmer, 2000) proposent une approche intégrée pour la conception des systèmes de pilotage d’avions et la conception du programme de formation aux fonctions de pilote de ces systèmes. Ces travaux discutent de l’importance de la connaissance du modèle conceptuel du système dans l’esprit des pilotes. L’approche intégrée proposée est basée sur une description textuelle, dans une matrice, des scénarios d’utilisation et des comportements du système et ne fournit pas un support logiciel pour le déroulement de sessions de formation.

4

Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons montré que les approches systématiques sont largement utilisées dans le domaine des systèmes critiques car elles permettent :

- D’analyser et de spécifier les tâches indispensables pour mener à bien une mission.

- De mettre à jour, évaluer, qualifier et maintenir les compétences et connaissances des utilisateurs de ce type de systèmes.

Cependant, les standards et directives couvrant les différents domaines d’application des systèmes critiques, mêmes si certains d’entre eux sont très précis sur les objectifs à atteindre, les critères d’évaluation, ainsi que les supports pédagogiques, n’indiquent pas de moyens précis pour mesurer les connaissances et compétences acquises.

D’autre part, plusieurs moyens de mettre en œuvre des programmes de formation sont actuellement investigués (comme décrits dans la section 3), mais ils répondent à des besoins ponctuels dans le programme de formation et ne proposent pas de solution globale pour fournir un support à chaque étape d’une approche systématique au développement du programme de formation.

Le chapitre 5 propose une approche de développement systématique d’un système interactif critique intégrant le développement du programme de formation associé afin de fournir un support aux phases d’analyse de tâches et d’évaluation des performances. Le chapitre 6 présente des moyens pour la mise en œuvre de l’approche proposée par cette thèse.

Chapitre 4– HAMSTERS : une notation et un outil