Systèmes intelligents

L’Intelligence Artificielle(IA) désigne les techniques qui simulent le com-portement humain pour résoudre des problèmes et/ou acquérir de nouvelles connaissances à partir de nouvelles données ou de nouvelles situations. On appelle systèmes intelligents les logiciels dotés d’intelligence artificielle. Il est nécessaire d’élaborer une représentation adéquate des connaissances né-cessaires pour permettre à l’ordinateur de les manipuler.

Dans le domaine de l’ALAO, les systèmes intelligents sont capables de guider un apprenant dans un parcours pédagogique approprié, d’identifier ses erreurs et d’y apporter une remédiation afin d’améliorer ses connaissances¹¹. En somme, ils regroupent les connaissances d’un expert tant sur le plan du

11. On parle alors d’ALIAO (Apprentissage des Langues Intelligemment Assisté par Ordi-nateur), en anglais ICALL (Intellligent Computer-Assisted Language Learning).

domaine lui-même que sur le plan pédagogique (Wenger, 1987; Matthews, 1992).

Ces systèmes intelligents d’apprentissage des langues sont dotés de plu-sieurs modules qui interagissent et communiquent entre eux, comme pour tout logiciel doté d’intelligence artificielle, qui sont dans la plupart des cas les modules suivants :

– Module expert ;

– Module de l’apprenant ; – Module pédagogique ; – Module de communication.

Nous décrivons à présent les différents modules dont sont en général dotés les systèmes intelligents.

2.7.4.1 Module expert

Le module expert comporte la connaissance du domaine à enseigner et doit être capable de résoudre les problèmes posés à l’apprenant, de ma-nière psychologiquement et cognitivement plausible. Il peut être à la fois la source de la connaissance à enseigner et unebase de règles pour évaluer les connaissances des apprenants et pourrésoudre les problèmes posés(Wenger, 1987, p. 14). La tâche de modélisation de l’intelligence humaine demande des efforts conséquents, même pour un domaine limité (Bailin, 1995, p. 327).

Il existe plusieurs manières de représenter des connaissances pour un système expert. D’après Demaizière et Dubuisson (1992), le système com-prend généralement des connaissances descriptives ou conceptuelles (bases de faits), des connaissances opératoires (bases de règles) et de connais-sancesstratégiques (heuristiques ou métarègles qui dirigent la résolution du problème en orientant le choix des règles prioritaires). Les connaissances peuvent être représentées de manière procédurale ou déclarative (Danna, 1997, pp. 20-21) : les connaissancesdéclaratives sont un ensemble de décla-rations, qui peuvent être ensuite soumises à un mécanisme de raisonnement, appelé généralementmoteur d’inférences, qui manipule les déclarations pour inférer de nouvelles connaissances. Par contre, si l’on veut plutôt s’attacher à l’ordre d’application des déclarations, alors une modélisation procédurale est plus adéquate ; elle consiste à décrire les procédures et l’enchaînement de celles-ci pour arriver à un résultat.

Le module expert doit être capable d’identifier les erreurs commises et de montrer le ou les raisonnements qui l’amènent à la solution (Wenger, 1987;

Dillenbourg, 1994; Dillenbourg et Schneider, 1995). Certains systèmes ne montrent que la meilleure solution possible, d’autres listent toutes les solu-tions. Certains affichent toutes les étapes de raisonnement alors que d’autres ne donnent que le résultat. Dans l’idéal, les stratégies utilisées devraient uni-quement utiliser des règles et stratégies déjà connues par l’apprenant, qui sont un sous-ensemble des connaissances du système expert (Danna, 1997).

Dans le cas de l’ALIAO, les connaissances du système expert sont par exemple les règles de grammaire, un lexique et une liste des erreurs poten-tielles des apprenants. Le chapitre 3 traitera en détail des techniques utilisées pour analyser la langue, en particulier dans un contexte d’apprentissage.

2.7.4.2 Module de l’apprenant

Le module de l’apprenant contient des informations sur l’apprenant, son parcours à travers le logiciel, son niveau de connaissance et les stratégies d’apprentissage et de remédiation qu’il met en œuvre (Wenger, 1987; Dillen-bourg, 1989; Chanieret al., 1992; Danna, 1997; Hambugeret al., 1999; Kang et Maciejewski, 2000; Heift et Schulze, 2007). La représentation des connais-sances et des erreurs des apprenants est généralement similaire à celles des règles du système expert. Elle peut être constituée de règle d’erreurs, qui représentent les erreurs fréquemment observées chez les apprenants. Le mo-dèle de l’apprenant est souvent constitué grâce à un prétest, passé avant l’utilisation du logiciel proprement dit. Dans l’idéal, ce modèle est actualisé en permanence.

2.7.4.3 Module pédagogique

Le module pédagogique est aussi appelé module d’enseignement, module de diagnostic ou module tuteur. Il gère le parcours et les objectifs pédago-giques en proposant les exercices en fonction des difficultés, des points traités et des besoins de l’apprenant, de sorte à lui faire acquérir les connaissances nécessaires pour résoudre un problème. "Il doit décider du prochain exercice à soumettre à l’élève (contenu, difficulté, etc.), des conseils à lui fournir, du moment où ses interventions seront les plus pertinentes pour l’appre-nant, etc. Pour prendre de telles décisions, il s’appuie entre autres sur des connaissances décrivant le comportement d’un tuteur humain en terme de tactiques pédagogiques." (Danna, 1997, p. 16). Outre la séquence des

expli-cations et des exercices, le module pédagogique gère parfois le diagnostic des erreurs de l’apprenant.

Dans le cas de l’ALIAO, les capacités à acquérir sont de communiquer, oralement ou par écrit, et de comprendre un énoncé oral ou écrit. Selon le concept pédagogique sous-jacent, la réaction du système en cas de problème sera immédiate ou différée ; le parcours pédagogique peut être opportuniste (selon les difficultés rencontrées ou les besoins) et ne pas prévoir d’action à long terme (Danna, 1997). Au contraire, le parcours peut être planifié ou dirigé et prévoir un plan d’interactions successives, qui peuvent être révisées en fonction des difficultés rencontrées par l’apprenant. Enfin, on trouve aussi des solutions intermédiaires entre les deux.

2.7.4.4 Module d’interface

Le module d’interface ou de communication gère le dialogue entre l’ap-prenant et le logiciel et la manière dont les informations sont présentées.

L’acceptation du logiciel par les apprenants dépend aussi de la qualité du module d’interface (Wenger, 1987).

Ce module est souvent intégré dans le module pédagogique. Il est es-sentiel de représenter les connaissances de l’apprenant ou du système de manière compréhensible par l’autre partie (Danna, 1997, p. 17). L’ergono-mie du logiciel et la qualité des dialogues et de l’interaction doivent être par conséquent soignés. Le style peut être sous forme de dialogue ou plus sous forme de guide plus ou moins dirigiste.

Le module d’interface doit parfois être dotée de capacités conversation-nelles (Wenger, 1987). Dans ce cas, des techniques de traitement du langage sont requises, tant pour les messages produits par le système (génération,

§3.1.5) que pour la compréhension des phrases produites par l’apprenant (analyse syntaxique, §3.3, et sémantique, §3.4).

2.7.4.5 Interaction des modules

Ces quatre modules doivent interagir, par exemple à l’aide de la tech-nique dutableau noir, où les différents modules mettent leurs informations à disposition des autres modules, qui peuvent les infirmer ou les confirmer.

L’évaluation des connaissances par le module expert sert au module péda-gogique pour déterminer le parcours. Le module de l’apprenant indique au

module pédagogique et au module expert quelles sont les connaissances déjà acquises par l’apprenant, de sorte que de nouveaux contenus soient progres-sivement introduits et que la résolution des problèmes n’utilise que des stra-tégies déjà connues. Cette modélisation du comportement de l’enseignant humain permet d’individualiser et d’optimiser le parcours pédagogique.

D’après Garrett (1995), les limites techniques des logiciels intelligents re-streignent parfois un peu trop la variété des activités. Les outils sophistiqués ne sont donc pas la panacée.

On trouvera une série de descriptions de systèmes intelligents à l’an-nexe B.4.