ENSEIGNEMENT
À DISTANCE
ET ENVIRONNEMENT HYPERMÉDIA
Vania Ribas ULBRICHT*, Gilson BRAVIANO*, Silvana Bernardes ROSA
**
*Université Fédérale de Santa Catarina **Université de l'État de Santa Catarina
MOTSCLÉS: HYPERMÉDIA GÉOMÉTRIE DESCRIPTIVE -ENSEIGNEMENT À DISTANCE
RÉSUMÉ: Le développement d'un didactiel qui permet aux étudiants la construction des concepts de projection cylindrique orthogonale est présenté dans ce travail. Ce didacticiel, appelé VISUEL GD, est un environnement hypermédia pour l'apprentissage de la géométrie descriptive. Il est modelé par les chercheurs du Laboratoire d'Expression Graphique, associés au Programme de Post-Grade en Génie de Production de L'Université Fédérale de Santa Catarina (Brésil) ayant encore par but la disponibilisation via réseau d'ordinateurs.
SUMMARY: The development of a software that allows students construct concepts of ortogonal cylindrical projection is presented in this paper. This software, named VISUAL GD, is an environnement hypennedia for the learning of the descriptive geometry. Il is modeled by researchers of the Laboratory of Graphic Expression associated to the Post-Grade Pro gram in Engineering of Production of the Federal University of Santa Catarina (Brazil) that intend ta make it avaiable via internet.
I. INTRODUCTION
Les transferts technologiques, sociaux et culturels déterminent des besoins différents pour la formation des gens. En raison des transferts technologiques croissants, les systèmes productifs et les postes de travail ont changé. L'éducation continue est devenue un besoin de premier ordre. Selon Piaget (1993), pour qu'un individu apprenne il est nécessaire qu'il soit l'agent de son apprentissage. L'apprentissage résulte de l'activité de l'apprenant, qui possède des techniques et manières propres pour apprendre. Ainsi, il n'existe pas d'apprentissage sans auto-apprentissage. L'une des façons de réaliser l'auto-apprentissage est l'enseignementàdistance, un instrument qui permetàl'individu contrôler son processus d'apprentissage, avec la flexibilité et la liberté nécessairesà son succès. Selon Mata (1995), l'enseignement à distance est un chemin privilégié de démocratisation de l'éducation qui peut collaborer à l'humanisation de l'individu, à la formation du citoyen et à la construction d'une société plus juste et égalitaire.
2. L'ENSEIGNEMENT À DISTANCE
Pour Lezana (1995), l'enseignement à distance doit être un processus éducatif, systématique et organisé qui exige non seulement la double-voie de communication, mais aussi l'instauration d'un processus continu, où les moyens ou lIlultimoyens doivent être présents dans la stratégie de communication. Pour l'auteur, ce qui va détemliner le choix des moyens etllluitimoyens est le type de public, les coûts opérationnels et principalement l'efficacité de transmission, réception, transformation et construction du processus d'enseignement-apprentissage. Parmi les principales formes d'enseignementà distance se trouvent la vidéoconférence, la téléconférence et les réseaux d'ordinateurs. Les réseaux de communication grandissent rapidement quand ils sont liés soit au marché, soit à l'éducation. Les réseaux d'ordinateurs offrent différentes possibilités pour créer, garder, distribuer, présenter les nformations, motiver, interagir et établir des liens au niveau de la médiation pédagogique (Mata, 1995). Le développement des réseaux associéàla popularisation des PC's ont augmenté la possibilité d'implantation de services éducationnels en libre service. Malgré celte rapide croissance, les recherches sur l'emploi des réseaux dans les projets éducationnels sont encore récentes.
Selon Komosinski (1995), l'utilisation de l'Internet dans l'enseignement est, avant tout, une question pragmatique. L'invasion des ordinateurs dans les plusieurs secteurs de la société est irréversible. L'ordinateur étant un instrument dont l'usage se fait par l'intération il y a un langage entre l'usagé et la machine. De cette manière s'établit un lien pensée-langage, déjà connu il y a beaucoup de temps dans plusieurs visions pédagogiques. Avec Internet il est possible créer une micro-société dont le langage possède un rôle central pour la communication/organisation des idées.
3. VISUAL GD
Avec le but d'implanter l'enseignement à distance,via un réseau d'ordinateurs, les chercheurs du
Laboratoire d'Expression Graphique, associés au Programme de Post-Grade en Génie de Production de l'Université Fédérale de Santa Catarina (Brésil) développent un didacticiel qui permette aux étudiants la construction des concepts de projection çylindrique orthogonale. Ce didacticiel, qui s'appelle VISUAL GD, est alors un environnement hypermédia pour l'apprentissage aidé par l'ordinateur appliqué à la géométrie descriptive. Son principal objectif est le développement du raisonnement spatial de l'étudiant.
3.1 L'environnement
Pour être cohérent au niveau de l'interface de l'environnement et le construire de manièreàce qu'il soit le plus convivial possible, c'est-à dire le plus proche de la vie professionnelle que les étudiants auront après la fin de ses cours, on a utilisé la métaphore du bureau des projets. Ainsi dans le VlSUAL GD l'étudiant possède le rôle d'un professionnel qui doit développer un projet sollicité par un client. S'il appartient au cours de génie civil, le problème proposé est un projet architectonique; si, par contre, il fait ses études en génie mécanique le projet sera celui d'une pièce mécanique. L'environnement prévoit sept domaines d'atuation: génies civil, mécanique et électrique, mathématiques, architecture, design et autres. Lorsqu'il remplit son dossier, l'étudiant fourni son cours et le système lui envoi directement au domaine d'intérêt.
Encore dans le dossier, si l'étudiant répond négativement à la question "Vous avez déjà étudié Géométrie Descriptive ?", le système l'envoie au début de cette étude. En cas contraire, l'étudiant est soumisàun pré-test dans ce domaine et un système spécialiste fournira les contenus que l'étudiant domine. De cette manièreleVISUAL GD suggère à l'étudiant dans quel niveau il doit commencer ses études, mais cette décision n'appartient qu'à cet étudiant.
Dans le bureau de projets se trouvent des éléments communsà cet environnement: bibliothèque, table et instruments de dessin, téléphone, ordinateur, etc. L'écran de l'ordinateur devient une table de dessin avec une règle parallèle et le projet doit se développer sur cette table sans qui l'étudiant nécessite réaliser des dessins. Sur la règle parallèle se trouvent les boutons: prochaine page, page antérieur, impression, quitter, retour au bureau et une boite d'outils.
Le projet que l'étudiant doit réaliser possède trois étapes: d'abord, il établit une relation épure-espace; ensuiteilpeut utiliser un logiciel du type CAD pour développer le projet qui, dans cet stage peut être corrigé par le professeur. Finalement, le projet sera corrigé par le système qui doit être doué des connaissances nécessairesà la réalisation de cette tâche.
3.2 L'architecture
L'architecture du VlSUAL GD est composée de trois environnements:
- Hypennédia, chargé de faire l'interaction avec l'étudiant, présentant la connaissance et réalisant la recherche d'information. Cet environnement fera l'interaction de bas niveau et la gestion des éléments
de l'interface tels que: mouse, clavier, succession de textes, sélection de boutons, sélection de menus, etc. ;
- Tuteurs relatifsàla connaissance, qui réalisent le contrôle pédagogique et assurent la suite de nœuds. Cet environnement se communique seulement avec environnement de contrôle et reçoit des informations abstraites (réponses, comportements, erreurs);
- Contrôle général des environnements, formé par une base de règles et une unité d'apprentissage.
L'hypermédia a été crééàl'aide du logiciel Asymetrix Multimédia ToolbookTM en deux différentes étapes: la création du réseau de connaissances structurel qui ressembleàun sommaire détaillé, structuré de façon top-down (Ulbricht, 1992 et 1996) et la création du réseau conceptuel basé sur la sémantique du texte et non seulement dans la structure hiérarchique.
Chaque item du diagramme correspond à un nœud (nœuds structurel de l'hypertexte). Les ancres sont les titres et sous-titres bien comme les termes usuels du contenu (présents dans le glossaire). La manière principale de navigation est aller aux nœuds précédent et prochain.
Dans la pratique le réseaux conceptuel se superpose au réseaux structurel; le nœud de référence d'un concept est le nœud structurel où se trouve sa définition.
Les noeuds d'information du type exercice permettront l'évaluation de l'étudiant, toujours réalisé en fonction de l'objectif pédagogique. Ces noeuds sont des questions classiques à plusieurs choix ou des questions plus élaborés comme le développement d'une démonstration.
Comme dans le mode auteur les environnements hypermédia sont plus riches pour la construction et l'acquisition de connaissances que dans le mode lecteur, il a été mis à disposition des étudiants un cahier où ils peuvent proposer des améliorations ou des corrections (dans les noeuds d'information). L'environnement développé travaille avec les opérations réversibles épure-espace et espace-épure, c'est-à-dire, transformer un dessin bidimensionnel et tridimensionnel et vice-versa. Cela peut se faire à l'aide d'un bouton de la boîte d'outils. Dès que le système a évalué les conclusions de l'étudiant et la stratégie de solution l'étudiant sera, par la suite, libéré des tracés de base pour que l'apprentissage soit plus efficace permettant qu'il se concentre dans la stratégie de solution. En revanche, si la réponse n'est pas correcte, il y a une rétroaction vers le point où l'étudiant a commis une erreur et à travers d'une découverte guidée il est amené vers une bonne solution.
Chaque problème est considéré un noeud. L'étudiant peut choisir le sujet de travail mais pendant la solution doit montrer qu'il connaît les sujets antérieurs sinon le système peut soit lui faire rétroagir et résoudre le problème antérieur, soit dialoguer et à partir de l'erreur lui faire conclure que son raisonnement était incorrect.
L'aide dans le VISUAL GD a pour but aider l'étudiant dans la compréhension de la situation qui lui est posé pour l'induire aux possibles descriptions des solutions selon son intérêt. L'aide n'effectue pas la solution de l'exercice ni met l'étudiant vers la bonne voie. Elle travaille avec les principes généraux des stratégies de solution. Cette partie est encore à l'état de tests.
3,3 Module de l'étudiant
Pour le modelage de la performance de l'étudiant il a été utilisé une méthodologie qui a permis construire et maintenir le modèle cognitif de ses structures de connaissance et de ses processus de raisonnement. Ce modelage vient de l'observation du comportement de l'étudiant faceà la résolution des problèmes. Pour traiter ces infom1ations il sera utilisé un raisonnement non-monotone qui fera des incréments et des raffinements dansledéveloppement du modèle de l'étudiant. Dans ce contexte le modèle fait des suppositionsSUTles points de vue possibles de l'étudiant et génère des hypothèses sur son raisonnement.
L'étude des interactions entre un environnement intelligent pour l'apprentissage est basée dans l'identification et interprétation des comportements de l'étudiant faceà ce système. Ainsi le modelage de l'étudiant est le résultat d'une fonction de diagnostiqueà deux niveaux: niveau comportemental et niveau épistémique. Le modèle du comportement exige un premier niveau d'interprétation qui ne fait qu'organiser ce qui est aperçu. Le niveau épistémique a besoin d'un travail d'interprétation des données produites au niveau comportemental et ce modelage est fait au moyen d'une fonction de diagnostic.
L'analyse du comportement de l'étudiant est réaliséeà travers des variables qui permettent d'établir des liens entre: l'activité d'exploitation et la réflexion avant que l'étudiant soit en situation de choisir; la qualité de la figure tracé et la fréquence de retours au problème; l'exploration rapide mais superficielle de la figure et le retour rapide.
Un autre problème a été observé: l'identification et le traitement des erreurs, considérant qu'elles sont non pas un fait mais la lecture d'un fait et comme tout ce qui est observable, peuvent et doiventêtre identifiées. Comme l'erreur n'est observée qu'au niveau comportementale, il est important que ce niveau possède des élément pour cette tâche. Le VISUEL GD ne possède pas de feedback systématique de chaque erreur de l'étudiant mais contient des règles qui permettent déterminer l'interaction avec l'étudiant en fonction de son comportement.
4. CONCLUSION
La relation du savoir est une relation indirecte qui nécessite socialisation et médiation. Dans cette perspective il est possible placer l'hypermédia comme élément de médiation entre le sujet et l'objet du savoir comme une unité de matérialisation de la connaissance ou encore comme l'endroit où les concepts sont exprimés et l'apprentissage vit dans un univers fini.
Nous croyons que les technologies de lA en association avec celles de l'hypermédia doivent avoir priorité dans l'éducationà distance beaucoup plus que dans l'enseignement "présenciel", considérant que la vie utile d'un coursà distance à travers la vidéoconférence ou téléconférence est brève. L'intégration des technologies disponibles permettra que ces cours soient des objets facilement remodelés pour qui puissent s'adapter aux situations, putre que l'usage des outils qui représentent les connaissances, et pour pouvoir les traiter de manière intelligente va permettre la construction
Pendant que dans une vision technologique l'hypennédia est défini comme un ensemble de nœuds et de liaisons, au niveau pédagogique il peut être définie comme un environnement interactif d'apprentissage, c'est-à-dire un espace d'interaction entre le sujet et le savoir conceptualisé, présenté sous fonne de pages d'infonnation, liés les unes aux autres ou à une situation problème que l'étudiant doit résoudre.
Ce travail a comme hypothèse que le sujet élpbore ses connaissances dans la réalisation d'une tâche et l'hypennédia est mise comme une modalité concrète de réalisation de cette tâche.
LeVISUAL GD est un environnement hypennédia est un environnement qui a par but la construction des concepts fondamentaux de Géométrie Descriptive, principalement la vision spatiale, par J'étudiant. Il offre quelques fonctionnalités comme: liberté de parcours, faire des notes et proposer des changements. Cet environnement a été conçu pour être riche dans la construction de l'espace projectif et stimuler la réalisation des opérations réversibles. Quelques points n'ont pas encore été implantés, comme le traitement de l'erreur et l'aide. Nous croyions que l'usage de simulations et la présence de l'opération reverse dans le développement des exercices puisse aider les étudiants qui montrent des difficultés de visualisation.
BIBLIOGRAPHIE
KOMOSINKIL. 1..Utilizaçâo da Internet no ensi no. [on li ne], in
http://www.ml.ufsc.br/-leandro/ensiwww(acessado em 16/10/96), lOp., 1996.
LEZANA A. R., CRUZ D. M, BOLZAN R., RODRIGUES R.,Educaçâo a distancia:0 estado da arte,Florian6polis : UFSC, (apostila do Programa de P6s-Graduaçâo de Engenharia de Produçâo), 1995.
MATA M. L., Educaçâo a distancia e novas tecnologias : um olhar critico, in Tecnologia Educacional,Sào Paulo, 1995, 22 (123/124),8-11.
PIAGET J., INHELDER B.,A Representaçâo do Espaço na Criança,Porto Alegre: Artes Médicas, 1993.
ULBRICHT V. R.,Modelagem Cognitiva em vista da Concepçâo do Modulo Avaliaçâo do Estudante de um Sistema de Ensino Inteligente Auxiliado por Computador para a Geometria Descritiva, Florian6polis : UFSC, 1992, Dissertaçâo (Mestrado em Engenharia de Produçâo), Programa de P6s-Graduaçâo em Engenharia de Produçâo, Universidade Federal de Santa Catarina, 1992.
ULBRICHT V.R., WAZLAWICK R. S., SANTOS N., Representaçâo do conhecimento de Geometria Descritiva através de redes semânticas, inAnais GRAPHICA 96, Florian6polis, UFSC, 1996, pp. 309-315.
