Structuration des concepts du domaine

Le modèle du domaine que nous proposons est représenté par un graphe de concepts et de relations entre ces concepts (Cf. Figure 24). Nous rappelons que les concepts sont les connaissances qui doivent être acquises par l’apprenant. Chaque concept est relié avec des fragments, eux même pointant vers des briques multimédias. Ce modèle pourra être instancié en fonction du modèle d’apprentissage visé. Le modèle du domaine que nous proposons est représenté par un graphe de concepts et de relations de entre ces concepts (Cf. Figure 25).

Dans ce qui suit, nous allons présenter les types de relations qui peuvent liées les concepts ainsi que les états d’un concept.

Concepts du domaine

Nous rappelons que les concepts sont les connaissances qui doivent être acquises par l’apprenant. Chaque concept est relié avec des fragments, eux même pointant vers des briques multimédias. Ce modèle pourra être instancié en fonction du modèle d’apprentissage visé.

Les relations (ou liens) entre les concepts peuvent être de différents types. La relation de

pré-requis indiquera par exemple que l’apprentissage d’un concept A est assujetti à la

maîtrise du concept B qui le précède. La composition signifie que la description du nœud parent est effectuée à l’aide de la description de ses composants. La

généralisation exprime qu’un nœud représente un concept générique et ses successeurs

décrivent les sous-classes de ce concept, c’est-à-dire des concepts plus spécifiques. D’autres types de relation, en outre des relations citées ci-dessus, ont été définis dans le travail de (Deuff, 2003). Il s’agit notamment de :

- Relation d’analogie : La maîtrise du concept A peut aider à la compréhension du

concept B ;

- Relation de conjonction : Apprendre un concept A équivaut à apprendre

séquentiellement les concepts A_i ;

- Relation de disjonction forte : un concept A peut s’apprendre via un concept B.

Pour notre conception, nous avons choisi d’utiliser deux relations des plus importantes. Il s’agit de la relation de pré requis et de la relation de conjonction.

Hiérarchie des concepts

La hiérarchie des concepts est une hiérarchie de pré-requis dans laquelle les nœuds représentent les concepts du domaine et les liens représentent la relation de pré-requis (Cf. Figure 24).

Pour aboutir à une simplicité de la structure proposée, nous traitons tous les nœuds comme identiques et il n y a pas de distinction entre eux en termes de catégories. De la sorte, la structure ou le modèle proposé n'imposera pas de contraintes sur la façon dont un concept particulier sera enseigné.

Quand les concepts du domaine sont énumérés, nous avons besoin de créer une hiérarchie pour indiquer la relation de pré-requis imposée par le domaine d’apprentissage visé.

Dans les domaines d’apprentissage les plus simples, seulement la relation de pré-requis est prise en compte. Ainsi le graphe de la figure 24, définit une taxonomie de concepts simples sans composition, ni généralisation. Le parcours de ce graphe se fait de haut en bas et de gauche à droite. Ainsi, le concept C1 constitue un pré-requis des concepts C2, C3 et C4. Mais comme il y a une relation de pré-ordre implicite, le parcours du graphe se fera en tenant compte des relations de précédence, qui va de gauche à droite. Ainsi, la présentation du contenu se fera comme suit : C1, C2, C5, C6 ; puis C3 ; puis C4, C7 et C8.

Le tableau 4 – présente de façon équivalente la même relation de pré-requis, sous forme de matrice binaire. L’avantage de cette représentation est qu’elle est facilement compréhensible, manipulable et calculable par une machine. Dans la matrice, les lignes représentent des pré-requis des colonnes. Ainsi, la première ligne exprime le fait que C1 est un requis de C2, C3 et C4. La ligne 2 exprime le fait que le concept C2 est un pré-requis de C5 et de C6.

Tableau 4 : Relation de pré-requis représentée par une matrice d’adjacence

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C1 0 1 1 1 0 0 0 0 C2 0 0 0 0 1 1 0 0 C3 0 0 0 0 0 0 0 0 C4 0 0 0 0 0 0 1 1 C5 0 0 0 0 0 0 0 0 C6 0 0 0 0 0 0 0 0 C7 0 0 0 0 0 0 0 0 C8 0 0 0 0 0 0 0 0

La figure 25 présente un exemple du domaine de la programmation informatique comprenant au premier niveau trois connaissances ou concepts, avec des relations de type pré-requis et conjonction. La lecture du modèle se fait en profondeur. Ainsi, le concept « C_Instruction » est une généralisation de trois types d’instructions : une instruction d’entrée/sortie, une instruction d’affectation et une instruction de contrôle. Une instruction de contrôle est soit une instruction conditionnelle, soit une répétition ; là aussi il s’agit d’une généralisation. L’affectation est composée des concepts de variables, d’opérateur et d’expression, il s’agit d’une relation de conjonction.

Figure 25 : Une portion du diagramme de classe des concepts de programmation.

Etats d’un concept

Lors du processus d’apprentissage, un concept peut avoir différentes états selon l’avancement de l’apprenant dans son apprentissage. Le changement d’états d’un concept donné dépend étroitement, d’une part, de l’état d’avancement de l’apprenant dans son apprentissage, et d’autre part, des pré-requis de ce concept.

Dans notre conception, nous avons définit trois états (Cf. Figure 26) qu’un concept peut avoir lors du processus d’apprentissage. Ces états peuvent être définis comme suit :

- Concept Non Acquis : il s’agit dans ce cas de figure d’un concept non encore visité

par l’apprenant ou bien l’apprenant n’a pas réussit le test de ce concept ;

- Concept En Cours d’Acquisition : l’apprenant ici a accédé au concept sans passer

le test ;

- Concept Acquis : dans ce cas, l’apprenant a passé le test, en liaison avec ce

Figure 26 : Diagramme d’état d’un concept lors du processus d’apprentissage. Par ailleurs, un concept peut avoir deux autres états supplémentaires en plus des trois autres que nous avons cités ci-dessus :

- Concept non-accessible : c'est-à-dire que l’apprenant ne peut pas accéder à un

concept donné parce qu’il n’a pas acquis les pré-requis de ce concept ;

- Concept accessible : c'est-à-dire que l’apprenant peut accéder à ce concept soit

parce que le concept en question n’a pas de pré-requis soit les pré-requis de ce concept sont déjà acquis.