Principales caractéristiques des systèmes analysés

Pour présenter une synthèse des quinze systèmes étudiés, nous avons construit le tableau 2.1 qui contient les principales caractéristiques de chacun. Ces dernières ont été déterminées afin de faire ressortir les particularités des différents systèmes par rapport aux objectifs du projet actuel. Le tableau comporte trois sections principales séparées par des lignes doubles verti- cales. Dans la première section, qui ne contient qu’une seule colonne, on retrouve le nom du système analysé qui est représentatif de sa famille. Par conséquent, les données, inscrites sur la ligne correspondante, sont spécifiques au système nommé, mais sont, en général, partagées par les autres systèmes de la même famille. Nous avons placé, dans le haut du tableau, les dix systèmes tutoriels traitant les démonstrations géométriques en ordre alphabétique. Sous la double ligne de séparation, nous avons inscrit, toujours en ordre alphabétique, cinq autres systèmes qui présentaient un intérêt particulier dans le cadre de notre projet. Nous avons donc appliqué, pour ces derniers, le même type d’analyse que pour les systèmes tutoriels en géométrie. Étant donné que nos critères d’analyse sont assez génériques, l’analyse a été possible sans problèmes majeurs.

Au centre du tableau, nous retrouvons quatre types de modèles qui ont été utilisés pour notre analyse, soit le modèle du domaine, de l’apprenant, de stratégie d’aide et de rétroaction. Cette division est apparue naturellement et elle est en fait inspirée d’un découpage similaire proposé par Beck et al. (1996). En effet, en adaptant les définitions, nous avons une correspondance directe pour le modèle de l’apprenant (Student Model), du domaine (Domain Knowledge) et de rétroaction (Communication Model). En ce qui concerne l’«Expert Model», il peut être associé à notre stratégie d’aide s’il permet de proposer des pistes de solution à l’élève à l’aide des stratégies de l’expert. Nous n’avons pas inclus le modèle pédagogique dans notre analyse,

51 Système Modélisation_{du domaine de l’apprenant}Modélisation Stratégie_d’aide

Iden tification de l’erreur Explication de l’erreur Iden tification dela pro chaine étap e

Exploration _théoriquesBases Évaluation

Advanced Geo-

metry Tutor GRAMY dernière étape déterministe message non hiérarchiques4 niveaux non non explicite aucune ANGLE graphe DC _construitséléments chaînage avant message _{hiérarchiques}2 niveaux _{hiérarchiques}4 niveaux libre DC pré/post test Baghera géométrie_formelle conceptions aucune annotations non non libre cK¢ experts Cabri-Euclide LDL inférences aucune message _{hiérarchiques}2 niveaux non libre didactiques qualitative

DEFI questions,_{inférences démontrés}énoncés aucune message non non _{arrière, avant}chaînage non explicite qualitative Géométrix géométrie_formelle inférences aucune message non non chaînage_avant non explicite aucune Geometry Expla-

nation Tutor productionrègles de de travailmémoire règle optimale couleur modéliséeserreurs hiérarchiques7 niveaux chaînageavant ACT-R pré/post test Geometry Tutor _productionrègles de _{de travail}mémoire règle optimale couleur _modéliséeserreurs _{hiérarchiques}5 niveaux _{avant/arrière}chaînage ACT-R pré/post test_biométrie

Mentoniezh HDL chronologie d’in-férences/recon-

naissance de plan aucune message non non libre non explicite qualitative Turing _inférentielgraphe actions valides _{action valide}dernière message non _{hiérarchiques}6 niveaux libre didactiques qualitative Andes graphe des_{solutions complétées}étapes chaînage avant couleur,_{message hiérarchiques}3 niveaux _{hiérarchiques}3 niveaux _contrainteslibre avec non explicite pré/post test_experts AutoTutor scénario _{la conversation}historique de Vygotsky message 1 niveau _{hiérarchiques}4 niveaux libre _{pédagogiques}analyses, _{test de Turing}pré/post test

CTAT _productionrègles de _{de travail}mémoire règle optimale message _modéliséeserreurs variable chaînage_avant ACT-R _{convivialité}analyse de

Deep Thought _{états-actions}graphe état de décisionprocessus de Markov

action

annulée non hiérarchiques4 niveaux avant/arrièrechaînage non explicite informatiquevalidation SQL-Tutor contraintes réponse soumise aucune message 1 niveau non libre CBM pré/post test

car il correspond à l’étape de la gestion des problèmes qui déborde du cadre de notre projet. Dans notre tableau, le modèle du domaine contient des informations concernant les moyens utilisés pour produire, manuellement ou de façon automatique, stocker et gérer l’ensemble des solutions d’un problème de démonstration. Il s’agit, par conséquent, d’informations sta- tiques, même si certains logiciels les gèrent dynamiquement, car il est possible, en théorie, de générer l’arbre complet des solutions au préalable. En ce qui concerne le modèle de l’ap- prenant, nous nous intéressons aux structures dynamiques qui permettent de rendre compte de la progression de l’élève lors de la résolution du problème. Nous souhaitons, par exemple, savoir si la chronologie des événements est préservée pour ensuite être utilisée dans le module de stratégie d’aide. Ce dernier permet de choisir la prochaine étape que l’on peut suggérer à un élève qui est bloqué dans son processus de résolution. Dans le tableau, nous indiquons de quelle façon, ou selon quels critères, la prochaine étape est choisie. Il faut cependant savoir que le fait de déterminer la prochaine étape est indépendant de la rétroaction qui permet de l’indiquer à l’élève. Par exemple, un système peut s’appuyer sur une reconnaissance de plan pour analyser les erreurs de l’élève et ne pas offrir de messages d’aide pour la prochaine étape. Enfin, les rétroactions, soit tout ce qui est visible à l’interface, ont été découpées en trois principales catégories qui correspondent à celles décrites par VanLehn (2006). Pour l’identification de l’erreur, nous souhaitons savoir si le système fournit une indication mini- male et la façon dont il s’y prend : par message, par changement de couleur, etc. Dans le cas où une erreur serait trouvée, nous indiquons, dans la colonne de l’explication de l’erreur, si le système est en mesure de fournir une explication, que ce soit de façon automatique ou à la demande de l’élève. Dans la dernière colonne de cette section, soit l’identification de la prochaine étape, nous nous intéressons seulement aux mécanismes et messages utilisés pour l’indiquer à l’élève, sans nous soucier du choix de celle-ci qui a déjà été traité dans la colonne concernant la stratégie d’aide. Dans tous les cas de rétroaction, si le système propose une série de messages, nous indiquons le nombre moyen de messages accessibles et leur organisation. Dans la dernière section du tableau, à l’extrême droite, nous avons inclus des critères qui correspondent plus particulièrement aux objectifs que nous nous sommes fixés et aux mé- thodes utilisées dans ce projet. Ces colonnes ont pour objectif de démontrer clairement le caractère distinct de notre approche. Un de nos objectifs est de permettre une exploration libre du problème et être en mesure de fournir une aide adaptée à la progression de l’élève. Nous souhaitons savoir si les différents systèmes permettent ce genre d’exploration et quelles en sont les limites. Nous indiquons donc si le système force l’élève à travailler selon un chaî- nage quelconque ou s’il permet de proposer des conjectures à sa guise. Nous avons aussi pour objectif de proposer différents chemins de solution dans le cas d’un blocage dans le proces- sus de résolution. Cette capacité est analysée dans la colonne concernant la stratégie d’aide

au centre du tableau. Nous voulons aussi construire un système ayant des bases didactiques solides. Nous indiquons donc les bases théoriques sur lesquelles s’appuie la conception de cha- cun des systèmes analysés. Pour terminer, à cause de notre processus de développement en plusieurs phases, nous avons décidé de valider notre système à l’aide d’analyses qualitatives et nous voulons savoir si cette approche est courante. Nous avons, par conséquent, indiqué le type de processus de validation qui a été utilisé pour chaque système étudié. En résumé, le tableau synthèse que nous avons construit nous a permis de comparer systématiquement les caractéristiques des différents systèmes en les découpant selon quatre modules distincts. De plus, les trois colonnes de droite contiennent des critères spécifiques à notre projet afin de faire ressortir les facettes uniques de notre approche. Le tableau 2.1 a ainsi mis en évidence les limites des systèmes étudiés par rapport aux objectifs de notre projet et a servi à confirmer l’aspect novateur de ce dernier.