Génération de scénarios d’activités pédagogiques interactives pour un environnement virtuel de formation (EVF)

BADJI MOKHTAR -ANNABA

UNIVERSITY

UNIVERSITE BADJI MOKHTAR

ANNABA

ةعماج

يجاب

راتخم

-ةبانع

-Année: 2017

Faculté des Sciences de l’Ingéniorat

Département d’Informatique

THÈSE

Présentée en vue de l’Obtention du Diplôme de Doctorat 3èmeCycle LMD en Informatique

Génération de Scénarios d’Activités

Pédagogiques Interactives pour un

Environnement Virtuel de Formation (EVF)

Filière : Informatique

Spécialité : Ingénierie des Connaissances (IC) Par :

Melle Asma ZENDI

Devant la commission d’examen :

Président : Hayet-Farida MEROUANI Pr Université Badji Mokhtar Annaba

Rapporteur: Tahar BOUHADADA Pr Université Badji Mokhtar Annaba

Examinateur :Bornia TIGHIOUART Pr Université Badji Mokhtar Annaba

Examinateur :Hamid SERIDI Pr Université du 8 Mai 1945, Guelma

Dédicaces

Je dédie ce travail A mes parents

A mon frère Marouane

A mes sœurs Amina, Chaima et Meriem Malek A mon amie Bouzit Fahima

A mon ami, collègue et frère Benmachiche Abdelmadjid A mon frère Ishak et ma tante Sisil

e remercie tout d'abord notre Dieu Le Clément qui m'a donné la force et la puissance pour que je puisse achever et mener ce travailà terme.

Mes vifs remerciements accompagnés de toute ma gratitude vont à mon directeur de thèse Monsieur Pr Tahar Bouhadada sans qui je ne serais sans doute pas docteur aujourd’hui. Un grand merci pour m'avoir incité à me lancer dans cette aventure et pour ses conseils, ses relectures, sa patience et ses encouragements.

Mes très sincères remerciements vont également à Madame Nabila Bousbia de l’E.S.I pour sa disponibilité, sa contribution, ses encouragements, sa générosité, et ses précieux conseils et orientations.

Je remercie les membres du jury de m’avoir fait l’honneur d’accepter de participer et e faire partie de la commission d’examen.

Madame la Pr H.F. Merouani d’avoir accepté de présider le jury, Madame la Pr B. Tighiouart, Monsieur le Pr H.Seridi d’avoir accepté d’examiner le travail, et Madame N. Bousbia d’avoir accepté de participer au jury.

Je remercie tous ceux qui ont participé aux enquêtes et aux expérimentations que j’ai réalisées, en particulier, Les enseignants de l’école ESI d’Algerd’avoir accepté de participer à l’expérimentation et l’évaluation de mos propositions, de leurs feedbacks pertinents, constructifs et de leur chaleureux accueil au sein de leur équipe de recherche.

Enfin, Je remercie les membres du Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI) de l’Université Badji-Mokhtar de Annaba pour leur soutien continu.

Introduction Générale ... 1

1. Contexte de recherche ... 1

2. Cadres théoriques ... 3

3. Questions, hypothèses et objectifs de recherche ... 4

4. Approche méthodologique ... 5

5. Retombées de la recherche ... 5

6. Conclusion ... 6

7. Organisation du manuscrit ... 7

Chapitre 1 : La Scénarisation Pédagogique ... 9

1.1. Introduction ... 9

1.2. Le concept de scénario pédagogique dans la communauté des praticiens ... 9

1.2.1. Définition du « scénario » dans le champ des praticiens ... 9

1.2.2. Expression des scénarios pédagogiques dans le champ des praticiens ... 10

1.3. Le concept de scénario dans le champ de la recherche ... 11

1.4. Le processus de scénarisation pédagogique ... 12

1.4.1. Définition du concept de scénarisation... 12

1.4.2. Approches de scénarisation en EIAH... 13

1.5. Ingénierie des scénarios et IDM appliquée à la scénarisation ... 17

1.5.1. Ingénierie des scénarios pédagogiques ... 17

1.5.2. L’IDM dans les EIAH ... 19

1.5.3. Apports de l’IDM à la scénarisation ... 22

1.6. Conclusion ... 25

Chapitre 2 : Les Langages Formels et Semi-Formels de Modélisation Pédagogique ... 26

2.1. Introduction ... 26

2.2.2. Learning Design Language (LDL) ... 29

2.3. Limites des EMLs ... 30

2.4. Les langages semi formels de modélisation pédagogique ... 31

2.4.1. MISA ... 32

2.4.2. Le langage CPM ... 34

2.5. Classification des Langages de Modélisation Pédagogique ... 39

2.6. Conclusion ... 41

Chapitre 3 : Présentation du Méta-Modèle SDLD ... 42

3.1. Introduction ... 42

3.2. Contexte de conception visé : manques et besoins ... 42

3.3. Méthodologie d’élaboration du méta-modèle SDLD ... 44

3.3.1. Première étape : La réutilisation et l’opérationnalisation des scénarios ... 45

3.3.2. Deuxième étape : Accessibilité aux praticiens ... 47

3.3.3. Formalisation finale : Contrôlabilité de la qualité ... 48

3.4. Le méta-modèle Structure Dialogue Learning Design (SDLD) ... 52

3.5. L’approche de modélisation dans Structure Dialogue Learning Design (SDLD) ... 57

3.6. Positionnement de SDLD par rapport aux méta-modèles de la littérature ... 58

3.7. Conclusion ... 60

Chapitre 4 : Implémentation du Modèle SDLD : SDLD-Editor ... 61

4.1. Introduction ... 61

4.2. Approche d’implémentation du modèle SDLD ... 61

4.2.1. Les outils de développement ... 62

4.2.2. Les phases de développement ... 64

4.2.3. L’éditeur SDLD-Editor ... 69

4.3. Conception d’un scénario avec l’éditeur SDLD-Editor ... 70

4.3.1. Modélisation d’une situation d’apprentissage avec SDLD ... 70

4.3.2. Génération de scénarios textuels formels avec SDLD-Editor... 75

5.1. Introduction ... 77 5.2. Contexte de l’expérimentation ... 77 5.3. Objectifs de l’expérimentation ... 78 5.4. Méthodologie de l’expérimentation... 78 5.5. Résultats ... 79 5.6. Discussion et interprétation ... 84 Conclusion et Perspectives ... 87 Références Bibliographiques ... 90 Références webographiques... 97 Annexes………98

Annexe A : La forme textuelle de scénario pédagogique conforme à SDLD... . ………98

Annexe B : Questionnaire mis en ligne sur l’utilisation du modèle SDLD ... 101

Liste des Figures

N°Figure

Libellé de la figure

Page

Figure 1.1 Exemple d’UL d’exposition 14

Figure 1.2 Vue d’ensemble du cycle de vie d’un scénario 18 Figure 1.3 Référentiel des travaux en ingénierie des EIAH selon une approche IDM 19 Figure 1.4 La chaine de transformation ModX - GenDep de CIM vers PIM vers PSM 21 Figure 1.5 La chaine de transformation GenDep de PIM vers PSM 22 Figure 1.6 Vision IDM appliquée au scénario pédagogique 23 Figure 1-7 Transformations de modèles appliquées au scénario pédagogique 24 Figure 2.1 Modèle conceptuel d’IMS Learning Design 28

Figure 2.2 Schéma du méta-modèle LDL 30

Figure 2.3 Positionnement du langage CPM dans une perspective IDM 35

Figure 2.4 Modèle conceptuel de CPM 36

Figure 2.5 Editeur CPM 37

Figure 2.6 Spécification des activités de la scène 1 de l’acte 3 de SMASH 38 Figure 3.1 Méthodologie d’élaboration du méta-modèle SDLD 45 Figure 3.2 Vue générale de la première formalisation 46 Figure 3.3 Exemple de définition de correspondance entre deux concepts de différentes

descriptions 47

Figure 3.4 Vue générale de la deuxième formalisation 47 Figure 3.5 Eléments déterminants de la qualité du scénario selon la théorie TDT 50 Figure 3.6 Vue générale du méta-modèle SDLD 52 Figure 3.7 Niveau conceptuel Apprenant 53 Figure 3.8 Niveau conceptuel Structure 54

Figure 3.9 Niveau conceptuel Dialogue 56

Figure 3.10 Approche de modélisation proposée 58 Figure 3.11 Positionnement de SDLD par rapport à certains EMLs, selon leurs fins

d’utilisations 60

Figure 4.1 Vue simplifiée du méta-modèle Ecore 63 Figure 4.2 Processus de développement d’éditeur graphique avec GMF 65 Figure 4.3 Vue arborescente de la syntaxe abstraite du méta-modèle SDLD dans EMF 66 Figure 4.4 Modèle de définition de diagramme SDLD.gmfgraph 67 Figure 4.5 Modèle d’outillage SDLD.gmftool 68 Figure 4.6 Modèle de correspondance de diagramme SDLD.gmfmap 69 Figure 4.7 Modèle de génération de l’éditeur de scénario: SDLD.gmfgen 70 Figure 4.8 Interface utilisateur de l’éditeur graphique SDLD-Editor avec un exemple

d’utilisation 70

Figure 4.9 Modélisation graphique d’un module du cours « the law of medical

malpractice », en utilisant SDLD-Editor 72

Figure 4.10 Contrôle des degrés d’autonomie, de structure, de dialogue et la fréquence

d’opportunité de dialogue 75

N°Tableau

Libellé du tableau

Page

Tableau 2.1 Extrait de la table de définition des stéréotypes du profil CPM 34 Tableau 2.2 Classification de quelques langages de modélisation formels et

semi-formels 40

Tableau 3.1 Propriétés et classification de SDLD 59 Tableau 3.2 Positionnement de SDLD par rapport à certains EMLs, selon leurs

propriétés 59

Tableau 4.1 La correspondance entre les concepts SDLD et les éléments

graphiques des diagrammes 67

Tableau 5.1 Résultats liés à l’évaluation de l’utilisabilité de SDLD et de SDLD-Editor 80 Tableau 5.2 Résultats de l'évaluation de l’expressivité de SDLD 80 Tableau 5.3 Résultats relatifs à l'évaluation de l'utilité de SDLD 81 Tableau 5.4 Résultats relatifs à l'évaluation de la flexibilité et la réutilisabilité de

SDLD 82

Tableau 5.5 Résultats relatifs à l’évaluation de la contrôlabilité de la qualité des scenarios pédagogiques dans SDLD 83

Résumé

Notre travail se situe dans le contexte de la recherche en ingénierie des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH), et traite particulièrement la dimension de la scénarisation pédagogique instrumentée.

Avec le développement des technologies de l’information et de la communication pour l’éducation (TICE), les praticiens de la formation (enseignants et concepteurs pédagogiques) se trouvent confrontés dans leur travail quotidien à la conception de situations d’apprentissage instrumentées, voire déployées, à distance et/ou en ligne. Cette situation entraîne de nouvelles pratiques de conception pédagogique (partage, réutilisation, contrôle de la qualité d’enseignement) et un essor des approches pédagogiques «actives», tout en conduisant les praticiens à porter une attention particulière à la formalisation préalable des situations d’apprentissage via des scénarios pédagogiques. Ces derniers sont ainsi définis comme «un ensemble ordonné d’activités, régies par des acteurs qui utilisent et produisent des ressources»

La problématique de recherche de cette thèse porte sur les modalités d’expression de scénarios pédagogiques qui permettraient à un scénario d’être facilement réutilisable par un enseignant et un concepteur pédagogique et qui permettraient spécifiquement à un scénario d’avoir une qualité contrôlable. L’hypothèse générale est qu’un formalisme structurant la description de scénarios basé sur des concepts métiers et intégrant des déterminants de la qualité pédagogique des scénarios, mis en œuvre au sein d’un environnement logiciel faciliterait la tâche de l’enseignant dans la conception, la réutilisation et le déroulement des situations d’apprentissage sur un système de gestion d’apprentissage tout en contrôlant sa qualité.

Ainsi, l’objectif de recherche porte d’une part, sur le format d’expression des scénarios pédagogiques afin d’obtenir des scénarios qui soient à la fois interprétables par les systèmes d’apprentissage et réutilisables par les praticiens, d’autre part, sur le soutien à favoriser la contrôlabilité de la qualité des scénarios pédagogiques ainsi créés.

Notre méthodologie est fondée sur une double approche : une approche par modélisation et une approche centrée usager. Elle vise l’élaboration de modèles informatiques en interaction avec les praticiens et intègre des évaluations après la finalisation de la modélisation.

Nous présentons deux propositions qui permettront de répondre aux hypothèses et objectifs de recherche. La première proposition est un modèle conceptuel SDLD (Structure Dialogue Learning Design) basée sur une théorie issue de l’enseignement à distance et/ou en ligne pour exprimer de façon

formalisée les scénarios pédagogiques. La seconde est un outil informatique, l’éditeur SDLD-Editor qui implémente le modèle conceptuel et qui facilite la tâche des praticiens.

Le modèle et l’outil ont été évalués avec des usagers-experts en conception des situations d’apprentissage à distance et/ou en ligne. Les résultats obtenus ont montré que le modèle et l’outil proposés favorisent une meilleure compréhension du processus de scénarisation ainsi que la contrôlabilité de la qualité des scénarios. Les conclusions de ce travail ouvrent de nombreuses perspectives de prolongement et de recherche à court et moyen terme.

Mots-Clés: scenarios pédagogiques, langages de modélisation pédagogique, standards e-learning,

Abstract

Our work is situated in the context of research in ELT (Enhanced Learning Technology), and particularly about the instrumented learning design. With the development of ICT, practitioners (teachers and instructional designers) are facing in their daily work, the design of learning situations that are instrumented or mainly that are deployed online. This leads to new instructional design practices (sharing, reuse, control the teaching) quality)as well as an expansion of "active" educational approaches, while leading practitioners to pay attention to prior formalization of learning situations through learning designs or learning scenarios. These are defined as "an ordered set of activities governed by actors who use and produce resources".

In this context, our research problem concerns the modalities of expression of learning scenarios that allow a scenario to be easily reused by a teacher but specifically which allow a scenario to have a controlable quality during its creation. Our general hypothesis is that a formalism that describes the structure of scenarios based on practitioners’ concepts and integrating the determinants of learning scenarios’s that is implemented in a software environment, facilitates the teacher's task in the design, reuse and running of learning situations on learning management systems while controlling their quality. Our general objective of research is firstly on the expression of learning scenarios format to obtain scenarios that are both interpreted by learning systems and reusable by practitioners and secondly on the support for eliciting the controllability of learning scenarios quality. Our research methodology is based on a dual approach: a modeling approach and a user-centered approach. It involves the development of computer models by interacting with practitioners and includes evaluations after the completion of modeling phase.

We present two proposals that respond to our hypothesis and research objective. The first proposal is a conceptual model SDLD (Structure Dialogue Learning Design), based on a theory from distance learning to express formalized learning scenarios. The second proposal is a software tool SDLD-Editor that implements the conceptual model and facilitates the work of practitioners.

The model and the tool were evaluated with expert users in designing open and distance learning situations. The evaluation showed that the proposed model and the tool proposed promote greater understanding of the design process and elicit more controllability over the quality of learning scenarios. The findings of this study offer many opportunities for extension on short and medium term research.

Key-Words: learning design, educational modeling languages, e-learning standards, DSL (domain

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Introduction

Générale

Introduction Générale

L’intégration des Technologies de l’Information et de la Communication en Education (TICE) a eu un impact significatif sur le métier de l’enseignant et sur les pratiques de conception pédagogique. Nous nous intéressons dans ce travail aux pratiques de conception des situations d’apprentissage qui sont déployées à distance et/ou en ligne.

Notre objet de recherche est de proposer des modèles et des outils permettant la conception, le

partage et la réutilisation de scénarios pédagogiques dont la qualité soit contrôlable par l’enseignant. Nous définissons le scenario pédagogique comme le résultat de la description de l’ensemble des composants sur lesquelles est basé le processus éducatif (les activités, les ressources, les acteurs, l’environnement d’apprentissage…etc), et dont l’interaction contribue à réaliser l'objectif éducatif de la situation d’apprentissage. Dans ce contexte, notre question de recherche est centrée sur deux grands axes : d’une part, le format d’expression des scénarios pédagogiques afin d’obtenir des scénarios qui soient à la fois interprétables par la machine et réutilisables par les praticiens, d’autre part, le soutien à améliorer la contrôlabilité de la qualité des scénarios pédagogiques ainsi créés.

Le résultat attendu de la recherche s’exprime en termes de modèles et outils informatiques. Dans cette perspective, nous précisons dans ce qui suit le contexte de la recherche, le cadre théorique, nos hypothèses et nos objectifs de recherche, l’approche méthodologique que nous avons adoptée pour guider ce travail ainsi que les retombées de la recherche.

1. Contexte de recherche

Le travail de cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’ingénierie des Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH), qui est spécifié comme l’ensemble des travaux visant à définir des éléments de méthodes et de techniques reproductibles et/ou réutilisables facilitant la mise en place (conception-réalisation-expérimentation-évaluation-diffusion) d’environnements de formation ou d’apprentissage (dans leur articulation avec les dispositifs informatiques d’aujourd’hui) en permettant de dépasser le traitement ad hoc des problèmes [1]. Avec l’évolution des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) notamment celles liées à l’Internet, la communauté éducative a assisté à un changement radical au niveau des situations d’apprentissage qui sont devenues instrumentées, du rôle

des praticiens de l’éducation, des besoins pédagogiques ainsi qu’au niveau des pratiques de conception pédagogique. Puisque l’objectif de l’ingénierie des EIAH est la proposition de méthodes et techniques qui guident les praticiens à la mise en place de leurs EIAHs, un remarquable intérêt s’est développé dans le domaine de l’ingénierie des EIAHs pour la facilitation de la conception des situations d’apprentissage. Cet intérêt a abouti à la mise au point de langages de modélisation pédagogique ou EMLs (Educational Modeling Languages) [2] visant à couvrir deux besoins complémentaires : représenter un panel plus large de situations d’apprentissage et d’approches pédagogiques, et assurer la possibilité d’exécuter les descriptions produites sur des systèmes techniques de gestion d’apprentissage.

La recherche dans le domaine de l’ingénierie des EIAHs est pluridisciplinaire et fait appel aux connaissances en sciences de l’éducation, en didactique, en pédagogie, en psychologie cognitive et en informatique. Selon P. Tchounikine, l’informatique contribue de plusieurs manières à ce domaine [w1]:

1) l’innovation technologiques, 2) la construction d’abstractions et de modèles pour conceptualiser et définir les situations pédagogiques considérées et les spécifications des EIAHs à construire et 3) l’opérationnalisation des modèles et spécifications élaborées. Du fait de la pluridisciplinarité de ce champ de recherche, la contribution de l’informatique est strictement liée à des dimensions non-informatiques et impactées par celles-ci. Ainsi, les modèles, les techniques, les processus ou les outils qu’élabore un travail de recherche sont intrinsèquement liés aux situations pédagogiques et aux contextes d’utilisation visés.

Notre travail s’inscrit dans le cadre de l’ingénierie, et plus spécifiquement, sur les aspects de conception et d’opérationnalisation de scénarios pédagogiques créés par des enseignants et ingénieurs pédagogiques dans un contexte d’enseignement à distance et/ou en ligne. Vue les caractéristiques de ce type d’enseignement, la conception des situations d’apprentissage est plus complexe que dans l’enseignement classique [3]. En effet, l’enseignant-concepteur doit : 1)permettre aux apprenants d’accéder aux contenus adaptés à leurs styles d’apprentissage, 2)préciser la façon avec laquelle l’unité d’apprentissage doit être naviguée et 3) être conscient de la qualité de sa conception d’une façon qu’elle soit conforme aux stratégies d’apprentissage les plus effectives pour atteindre les objectifs généraux d’enseignement. D’une manière plus générale, lors de la conception pédagogique d’une unité d’apprentissage à distance et/ou en ligne, il est primordial de faire correspondre l’organisation de l’unité d’apprentissage aux besoins des apprenants et aux objectifs d’enseignement.

D’un point de vue informatique, nous nous intéressons à la mise en œuvre d’un langage de modélisation pédagogique centrée sur l’utilisateur en suivant une démarche d’ingénierie dirigée par les modèles pour concilier les deux approches : pédagogie et technique. Etant donné que les langages

existants ne permettent pas de répondre aux besoins spécifiques du contexte de conception visé, notre objectif consiste à proposer un nouveau langage de modélisation pédagogique adapté à ce contexte.

2. Cadre théorique

Nos travaux se situent à la croisée de plusieurs domaines de recherche et de plusieurs cadres théoriques, touchant aussi bien aux sciences humaines qu’à l’ingénierie des systèmes d’information. Nos travaux concernent la phase en amont du processus de scénarisation pédagogique, qui se focalise sur le processus de conception du scénario pédagogique par l’enseignant. Il semble important, comme pour tout problème de conception de système, de pouvoir s’appuyer sur les concepts métiers manipulés par les utilisateurs (les enseignants-concepteurs) et sur les processus métiers de scénarisation pédagogique que nous avons identifiés. Ainsi nous avons mené des travaux de recherche en éducation et en informatique pour caractériser les usages actuels, les attentes et les besoins des enseignants en termes de scénarisation. Cette recherche interdisciplinaire s’inscrit dans une perspective d’élaboration de modèle et sa mise en œuvre informatique en se basant sur les modèles émergents dans le domaine de l’Ingénierie des Systèmes d’Information et de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM). Cette approche résolument pluridisciplinaire s’appuie sur les principes de la recherche axée sur la conception [4], qui est fondée sur la collaboration entre chercheurs et praticiens à travers le cycle d’analyse, conception, développement et expérimentation de l’artefact informatique.

L’étude exploratoire réalisée sous forme d’enquête par questionnaires, auprès des praticiens du domaine sur la conception des scénarios pédagogiques dans un contexte à distance et/ou en ligne, a fait ressortir le besoin de pouvoir contrôler la qualité des conceptions pédagogiques en correspondance avec les besoins des apprenants. Ce besoin entre en résonance avec une des plus importantes théories en sciences de l’éducation : la théorie de distance transactionnelle [77], qui intègre des propositions pour améliorer et prendre en compte la notion de qualité lors de la description de l’activité pédagogique

Nous nous sommes également intéressés aux approches de génie logiciel qui favorisent l’usage des modèles comme des artefacts informatiques primaires, et particulièrement à l’architecture dirigée par les modèles (MDA) qui aide à développer des logiciels à partir d’un niveau plus élevé d'abstraction en masquant les détails des plateformes cibles.

Pour faciliter l’utilisation du modèle proposé, nous nous sommes parallèlement orientés vers les approches de l’ingénierie pédagogique qui couvrent les besoins des enseignants-concepteurs et qui aident à résoudre les principaux problèmes rencontrés lors de la conception de cours à distance et/ou en ligne. Nous avons été particulièrement intéressés par le modèle d’ingénierie pédagogique dit « le modèle prototype ». Nous avons ainsi élaboré un modèle métier de description des scénarios pédagogiques permettant leur conception, leur réutilisation ainsi que la contrôlabilité de leur qualité, en

nous appuyant notamment sur la théorie de distance transactionnelle et le modèle d’ingénierie pédagogique «prototype ».

3. Questions, hypothèses et objectifs de recherche

Le problème du soutien à la tâche de conception des situations d’apprentissage à distance et/ou en ligne est fortement relatif au soutien à la tâche de conception des scénarios pédagogiques, notamment après l’émergence des langages de modélisation pédagogique. Le scénario tel qu’il est entendu depuis l’émergence des langages de modélisation n’est pas uniquement une description statique d’un déroulement. Il a acquis une dimension d’entité instrumentable par les TICE, c’est-à-dire que sa description prévoit aussi son opérationnalisation sur une plate-forme afin d’en permettre son exécution par un apprenant. Ainsi, dans un contexte à distance et/ou en ligne, la notion de contrôlabilité de la qualité pédagogique du scénario est d’une importance majeure pour les praticiens dans la mesure où le scénario doit répondre aux besoins des apprenants et aux objectifs des enseignants. La question de

recherche porte sur la conception d’un formalisme d’expression des scénarios pédagogiques qui

permettrait à un scénario d’être facilement réutilisable par un enseignant et/ou un concepteur pédagogique tout en ayant une qualité contrôlable. Dans cette perspective, nous abordons la question de la formalisation des scénarios en nous centrant sur la forme du scénario à réutiliser et à opérationnaliser sur un système d’apprentissage et sur sa capacité à expliciter la facette pédagogique contrôlable par les enseignants-concepteurs.

L’hypothèse générale sur laquelle nous nous sommes basés dans ce travail est la suivante : «un

formalisme structurant la description de scénarios basé sur des concepts métiers et intégrant des déterminants de la qualité pédagogique des scénarios, mis en œuvre au sein d’un environnement logiciel, faciliterait la tâche de l’enseignant dans la conception, la réutilisation et le déroulement des situations d’apprentissage sur un système de gestion d’apprentissage tout en contrôlant sa qualité ».

À partir des différents cadres théoriques et des résultats empiriques obtenus auprès de groupes d’enseignants et de concepteurs pédagogiques de l’enseignement à distance et/ou en ligne, nous avons élaboré le modèle conceptuel SDLD [92] basé sur la prise en compte des déterminants de la qualité des scénarios.

Nous proposons un modèle structurant qui repose sur quatre (04) hypothèses complémentaires : - La prise en compte des déterminants de la qualité des scénarios lors de la conception

pédagogique des situations d’apprentissage à distance et/ou en ligne facilite la contrôlabilité de la

qualité des scénarios ;

- L’intégration d’un modèle d’apprenant dans la modélisation de la situation d’apprentissage permet de fournir plus de contrôlabilité sur la qualité des scénarios.

- L’explicitation des éléments interactionnels et pédagogiques de la situation d’apprentissage facilite la compréhension et la réutilisation du scénario.

- La formalisation graphique des scénarios qui s’accorde avec le vocabulaire métier des praticiens est plus propice à l’utilisation qu’un formalisme computationnel ou narratif.

L’objectif principal de ce travail consiste à intégrer ces différents cadres théoriques et travaux de

recherche afin de proposer aux enseignants-concepteurs des modèles et des outils permettant d’assister et de structurer la tâche de conception de scénarios pédagogiques destinés à être à la fois réutilisés par d’autres enseignants et exécutés sur des systèmes de gestion d’apprentissage.

Les objectifs spécifiques de nos recherches sont présentés à l’issue de l’état de l’art. Dans les sections qui suivent, nous présenterons l’approche méthodologique adoptée et les retombées attendues de ces recherches.

4. Approche méthodologique

Notre méthodologie de recherche est fondée sur une double approche : une approche par modélisation et une approche centrée usager. Elle consiste à impliquer très tôt les utilisateurs (ici les enseignants et les concepteurs pédagogiques) dans la démarche de conception et d’expérimentation des modèles et des outils que nous proposons. Nous avons centré nos travaux sur un cas spécifique d’implication de l’utilisateur tout au long du processus d’ingénierie : celui des enseignants et concepteurs pédagogiques appelés à mettre en place des formations et des cours à distance et/ou en ligne. Dans cette perspective, il était important de faire d’abord une étude exploratoire sur l’usage de la scénarisation dans un contexte à distance et/ou en ligne. En reprenant les approches développées par E. Villiot-Leclercq dans [5] et par V. Emin et al dans[6], nos travaux visent à proposer des modèles et des environnements auteurs permettant à des enseignants de concevoir, partager et opérationnaliser des scénarios pédagogiques tout en contrôlant leurs qualités. Pour la validation, ces modèles ont été implémentés dans un environnement de scénarisation sur lequel une expérimentation a été menée avec une population-cible d’experts.

5. Retombées de la recherche

Notre contribution comporte un modèle métier (SDLD) de scénarios pédagogiques, un processus métier de scénarisation et un environnement informatique (SDLD-Editor) pour les mettre en œuvre.

Nous avons élaboré le modèle conceptuel SDLD [92] basé sur la prise en compte des déterminants de la qualité des scénarios crées par les praticiens. Précisons que SDLD n’est pas une solution

alternative aux EMLs, mais qu’il les complète en offrant un modèle métier, des méthodes et des outils aux enseignants-concepteurs non spécialistes en informatique.

En adoptant une « approche auteur » [7] [8] nous avons développé un environnement auteur de conception de scénarios pédagogiques : SDLD-Editor [92]. Un des axes de notre expérimentation du modèle SDLD et son évaluation ont montré que le formalisme proposé favorise une meilleure compréhension des scénarios produits ainsi que leur réutilisation et une meilleure contrôlabilité de leur qualité. SDLD-Editor a été expérimenté auprès d’un panel de praticiens de disciplines différentes afin de mettre à l’épreuve le modèle, l’outil et la représentation visuelle du scénario [9]. Ces expérimentations nous ont permis d’affiner les spécifications et de consolider l’outil développé.

Les conclusions de ce travail ouvrent des perspectives de prolongement et de recherche à court et à moyen terme. Il s’agit d’une part d’enrichir l’environnement SDLD-Editor avec à court terme, des gabarits, des composants réutilisables, des exemples, une démonstration, et une aide en ligne ; à moyen terme, des ontologies pour définir les listes de vocabulaires métier du logiciel et un système de vérification de la qualité des scénarios.

Il s’agit d’autre part de développer l’assistance à la conception de scénarios et de permettre l’opérationnalisation des scénarios produits. Il s’agit de proposer, au moyen de systèmes conseillers, des suggestions de patrons pédagogiques répondants aux préoccupations de l’auteur du scénario. Il pourrait également s’agir de s’interroger sur la portée du méta-modèle SDLD et sur l’application de SDLD à plusieurs niveaux de conception dans le contexte des systèmes pour l’apprentissage (scénarios d’orchestration, scénarios d’activité, scénarios de suivi). Il pourrait enfin s’agir d’étudier, de manière approfondie, la possibilité d’étendre notre modèle à d’autres contextes où se pose la question d’intégrer l’usager de façon étroite aux processus de conception de systèmes d’informations.

6. Conclusion

Depuis le début des années 2000, un ensemble de travaux en EIAH s’intéresse à la modélisation des processus au sein des dispositifs d’apprentissage. Afin de faciliter le processus de conception des situations d’apprentissage à distance et/ou en ligne, nous nous sommes orientés à faciliter la création et la réutilisation des scénarios pédagogiques opérationalisables sur des systèmes de gestion d’apprentissage.

Nos travaux de recherche en ingénierie des EIAH consistent à proposer aux enseignants et aux concepteurs pédagogiques des environnements de conception adaptés (modèles, démarches et outils). Notre objectif est de proposer des environnements d’expression proches du métier de l’enseignant ne nécessitant pas de connaissances préalables en programmation ou en langages de modélisation pédagogique (IMS-LD, PoEML, LDL ou autres).

7. Organisation du manuscrit

Ce manuscrit est composé de cinq (05) chapitres en complément d’une introduction générale dans laquelle nous définissons le contexte et la problématique traitée dans le cadre de cette thèse.

Dans le Premier Chapitre nous exposons le concept de scénario pédagogique et nous définissons la scénarisation pédagogique dans le contexte de l’ingénierie pédagogique et le processus de scénarisation. Nous présentons également une des approches les plus appliquées à la scénarisation. Le chapitre termine par une synthèse sur l’ingénierie des scénarios pédagogiques.

Dans le Deuxième Chapitre sont présentés les différents langages de modélisation pédagogiques, formels et semi-formels. Nous passons en revue des principales différences et similarités entre les deux types de langages tout en se focalisant sur la présentation de deux exemples de chaque type. Nous choisissons ainsi d’analyser les langages IMS-LD, LDL, MISA et le langage CPM. De plus, nous introduisons dans ce chapitre un cadre de classification des langages de modélisation qui permettra par la suite la comparaison du modèle SDLD proposé dans ce travail avec les langages existants Une synthèse sur les langages de modélisation pédagogique est donnée en fin du chapitre.

Dans le Troisième Chapitre, nous présentons le modèle SDLD, en expliquant la méthodologie et les étapes de son élaboration, ses niveaux conceptuels et l’approche de modélisation derrière sa mise en œuvre. Nous présentons également le positionnement et la classification de SDLD par rapport aux langages existants.

Le Quatrième Chapitre décrit l’approche de développement et d’implémentation de l’éditeur SDLD-Editor, les différentes étapes de son développement ainsi que les outils utilisés. Nous détaillerons ensuite un exemple d’utilisation de l’éditeur pour créer un scénario graphique.

Pour la validation de l’approche adoptée du modèle SDLD et de l’éditeur SDLD-Editor, nous exposerons dans le Chapitre Cinq une expérimentation menée en Octobre 2015 auprès de praticiens de l’Ecole Nationale Supérieure d’Informatique (ESI) d’Alger et les résultats obtenus confirment la fiabilité du modèle et la convivialité de l’éditeur réalisé. Nous présentons dans ce chapitre la procédure de l’expérimentation, les participants, le matériel utilisé ainsi que les résultats et leurs interprétations.

Enfin, nous terminons le document par une conclusion générale dans laquelle nous essayons de mettre en évidence notre apport et notre contribution dans cet axe de recherche de l’ingénierie des EIAHs.

Des perspectives de ce travail sont proposées, en particulier : - L’enrichissement de l’environnement SDLD-Editor

- L’aspect assistance à la conception de scénarios et opérationnalisation - L’étude de la portée du méta-modèle SDLD

Chapitre 1 :

La Scénarisation

Pédagogique

Chapitre 1 :

La Scénarisation Pédagogique dans les EIAHs

1.1. Introduction

Dans ce chapitre, nous définissons le concept de scénario pédagogique utilisé par les différentes communautés. Pour les praticiens appartenant à une discipline ou à une communauté de pratique, il désigne la description écrite, structurée et partageable de ce qu’un enseignant prévoit de faire ou a fait. Pour le monde scientifique, notamment dans le domaine de l’informatique appliquée à l’éducation, le concept de scénario est vu comme «un ensemble ordonné d’activités, régies par des acteurs qui utilisent et produisent des ressources » [10] ; il peut être formalisé afin de permettre son opérationnalisation sur une plate-forme. Nous décrivons le scénario pédagogique selon ces deux visions et nous essayerons d’approfondir la définition du concept de scénario pédagogique telle qu’elle peut être exprimée au travers les différents travaux de recherche. Nous essayerons aussi de montrer que le scénario pédagogique est le résultat d’un processus de scénarisation qui prend sa source dans trois (03) champs de recherche : les EMLs (Educational Modelling Languages), l’ingénierie documentaire et le design pédagogique (instructional design).

1.2. Le concept de scénario pédagogique dans la communauté des praticiens 1.2.1. Définition du « scénario » dans le champ des praticiens

Le terme « scénario » est couramment utilisé dans les domaines artistiques, notamment cinématographique, mais aussi dans les domaines de la gestion, de l’informatique, des télécommunications et de l’ergonomie (scénario de navigation, d’interaction). Son utilisation est plus récente dans le domaine de l’éducation où le terme est complété par l’adjectif pédagogique, ou le complément de nom d’apprentissage. Le concept de scénario pédagogique complète ou remplace d’autres termes plus couramment utilisés par les enseignants : « cours », « séquence », « situation d’apprentissage ». Dans le cadre d’une étude menée sur les pratiques de scénarisation, les termes de séquence pédagogique et de scénario pédagogique sont les plus cités pour l’ensemble des personnes interrogées [11]. Une question ouverte associée a permis de relever une abondance de termes utilisés dans des sens approchants : «activités pédagogiques», «maquette pédagogique», «synopsis», «déroulé pédagogique», «module d’enseignement», «progression pédagogique», «parcours pédagogique», «scénario d’usage», «scénario d’encadrement», «scénario de diffusion», «séquence de

tâches», «session», «story-board», «trames conceptuelles», «séquence d’apprentissage» [5].

1.2.2. Expression des scénarios pédagogiques dans le champ des praticiens

Ce qui a été fait dans un établissement donné, avec un public donné, sur un objet d’étude donné, est décrit sous forme narrative ou structurée en rubriques. Ces descriptions se présentent sous forme de fiches ou de formulaires.

Des travaux ont recensé les termes les plus utilisés dans ces fiches et leurs équivalents [12]. Ils constituent une sorte de thesaurus ad hoc dans lequel on pioche pour décrire les scénarios pédagogiques. On retrouve les termes suivants (leurs équivalents rencontrés lors de l’analyse étant indiqués entre parenthèses) :

 But (objectif général, objectif)

 Compétence (habileté visée, objectif spécifique, résultat attendu …)  Compétence disciplinaire (objectif référentiel, compétence du domaine)  Compétence transversale

 Déroulement (déroulement de l’activité, réalisation, pendant, situation d’enseignement/d’apprentissage)

 Discipline (matière visée, contenu disciplinaire)  Domaine (domaine d’apprentissage, thème général)  Durée

 Evaluation (correction, bilan de séances)  Mise en situation (avant, introduction)

 Niveau (niveau d’enseignement, degré, niveau scolaire, public)  Objectivation

 Particularité des élèves

 Phase pédagogique (approche pédagogique, démarche d’intervention, démarche pédagogique)  Présentation de l’activité

 Réinvestissement (transfert, le mot du maître, pour aller plus loin, après, activités connexes, enrichissement, approfondissement)

 Ressources (ressources requises, matériel)  Résumé (description courte du projet, description)  Séance (séquence, étape)

L’avantage de ces termes est qu’ils sont familiers aux enseignants et qu’ils permettent de décrire différents aspects du scénario en les organisant thématiquement. Cependant, ils ne permettent pas

d’indiquer le type d’interaction entre les différents éléments du scénario : interactions entre les activités, interactions entre les différents acteurs du scénario, interactions entre les ressources et les activités, etc.

La description du déroulement demeure statique et elle ne permet pas de définir la façon dont le scénario pédagogique va s’organiser (qui va réaliser l’activité ? quelle ressource va être utilisée pour

cette activité et par qui ? quelles sont les conditions de clôture de l’activité ?). Il manque, par ailleurs, la

dimension « rôle » que l’enseignant et l’élève peuvent prendre dans le scénario et qui est étroitement liée à la nature et à l’objectif de l’activité d’apprentissage. Cette dimension « rôle » a été mise en avant dans les travaux sur les langages de modélisation pédagogique, notamment dans le langage EML que nous évoquerons dans le chapitre qui suit. Enfin, les choix pédagogiques de l’enseignant sont rarement explicités et l’approche pédagogique semble périphérique par rapport aux autres rubriques, alors qu’elle devrait être centrale et constituer le socle explicite du scénario. De fait, ces scénarios pédagogiques n’offrent qu’une description statique du déroulement qui réduit leur réutilisabilité dans la mesure où ils sont difficilement instrumentables par les TICE. En effet, cette forme de description serait insuffisante pour qu’un enseignant reprenne un scénario existant et définisse les paramètres et les interactions en jeu entre les acteurs, les activités, les ressources afin d’en permettre l’exécution sur une plate-forme.

Dans le monde scientifique, et notamment dans les domaines de l’informatique appliquée à l’éducation tels que l’ingénierie pédagogique et les EIAHs, le concept de scénario pédagogique est perçu de manière différente.

1.2. Le concept de scénario dans le champ de la recherche en Ingénierie Pédagogique et en EIAH

Nous présentons dans les paragraphes qui suivent une série de définitions issues des différents travaux de recherche sur les scénarios pédagogiques en fonction du domaine de recherche d’origine.

 Domaine des EIAHs

- « Un scénario se définit comme une description effectuée à priori et à posteriori, du déroulement d’une situation d’apprentissage visant l’appropriation d’un ensemble précis de connaissances, en précisant, les rôles, les activités ainsi que les ressources de manipulation des connaissances, outils, services et résultats associés à la mise en œuvre des activités » [w2].

- « Un scénario pédagogique est le déroulement d’une activité d’apprentissage, la définition des objectifs, la planification des tâches, la description des tâches des apprenants et des modalités d’évaluation » [13].

- « Le scénario a un triple rôle : il définit précisément l'activité proposée aux apprenants sur l’OPI (Objet Pédagogique Interactif) ; il spécifie également le contrôle qui sera fait de la progression de l'apprenant durant cette activité ; il détermine enfin l'assistance pédagogique qui lui sera fournie automatiquement en fonction de sa progression [5].

 Domaine de l’Ingénierie Pédagogique

- « Par le design de scénarios pédagogiques, le concepteur établit les liens entre les sources d’information et les différents acteurs […]. Le concepteur prévoit les types de communication, les stratégies pédagogiques, les modes de collaboration entre les acteurs » [14].

- « Le scénario pédagogique se compose de deux autres scénarios [scénario d’apprentissage et scénario d’assistance] et consiste « à décrire l’activité ou les activités propres à l’apprentissage et à l’assistance, les ressources requises pour réaliser les activités et les productions qui devraient en résulter. […]. Un scénario d’apprentissage est l’« ensemble des activités destinées aux apprenants et organisées en un tout cohérent ; A ces activités, on greffe les instruments offerts comme supports aux activités (instruments-intrants) et les instruments qui doivent être réalisés par les apprenants (produits) » [15].

 Domaine de l’Ingénierie de Formation

- « Un scénario se définit par une séquence orchestrée de phases […] dans lesquelles les apprenants ont des tâches à effectuer et des rôles spécifiques à jouer » [16]. « Le scénario pédagogique est la partie d’un dispositif de formation qui décrit le déroulement des activités d’enseignement et d’apprentissage. Le dispositif met à la disposition du scénario des moyens logistiques et des ressources (techniques, humaines, administratives, etc.) pour être mis en œuvre. […]. Le dispositif de formation s’insère lui-même dans un contexte institutionnel donné en lien avec des besoins exprimés par la société » [17].

- « Le scénario pédagogique est vu comme « le résultat du processus de conception d’une activité d’apprentissage », processus s’inscrivant dans un temps donné et aboutissant à la mise en œuvre du scénario. Dans un scénario, on trouve donc des objectifs, une planification des activités d’apprentissage, un horaire, une description des tâches des étudiants, des modalités d’évaluation qui sont définis, agencés et organisés au cours d’un processus de design. » [17].

1.4. Le processus de scénarisation pédagogique 1.4.1. Définition du concept de scénarisation

La notion de scénarisation est apparue dans les travaux de recherche et dans les colloques. Elle se définit comme le processus d’élaboration d’un scénario pédagogique destiné à être utilisé et manipulé dans un contexte d’apprentissage, soit par un autre enseignant, soit par des apprenants. Elle est mise

en œuvre par un enseignant, un formateur ou un ingénieur pédagogique dans le but de donner une cohérence à une situation d’apprentissage complexe et de mettre en interaction différents objets (ressources, activités, instruments, outils) [6].Il est intéressant de constater que le concept de scénarisation emprunte des termes à des domaines artistiques (cinéma, musique). Cette proximité sémantique redonne ses lettres de noblesse à « un geste » de l’enseignant à qui l’on a pu reprocher, sous l’influence des approches de conception pédagogique, « Instructional design », une trop grande soumission à des règles rigides et théoriques. Elle est associée à la dimension créative, composante essentielle du travail de l’enseignant et vise à la conception de situation d’enseignement et d’apprentissage.

1.4.2. Approches de scénarisation en EIAH

Dans [w2] et [5], les auteurs indiquent que le processus de scénarisation pédagogique prend sa source dans trois champs de recherche : l’ingénierie documentaire, les langages de modélisation pédagogique et l’ingénierie pédagogique (Instructional Design). Nous allons définir les trois approches de scénarisation qui en découlent.

1.4.2.1. L’approche orientée document

Cette approche a pour objectif de séparer le scénario pédagogique du contenu exprimé en termes de connaissances et d’informations, et représenté sous la forme de documents. Ainsi, l’approche utilisée dans SCENARI [18] [19] propose un modèle industrialisé de conception qui permet « l’application d’un modèle documentaire générique, et l’intégration de modèles pédagogiques spécifiques, dans une perspective de massification ». Ces travaux, issus de l’ingénierie documentaire, proposent « une approche de conception des hypermédia pédagogiques basée sur la structuration explicite de l’information » [20]. Dans ce contexte, le scénario est défini comme un parcours particulier d’un graphe représentant le document structuré en « unités logiques (UL) ». L’UL est une « unité minimale de structuration documentaire et pédagogique, nécessaire et suffisante pour la lecture dans un contexte pédagogique ». La définition des unités logiques est fournie sous la forme d’une balise XML encadrant le contenu documentaire : par exemple, <définition> ici le texte de la définition</definition>. A chaque UL est associé « un ensemble d’actions pédagogiques qui prescrivent ce qui doit être fait pour assimiler cette UL » ; ainsi par exemple, une UL de cours peut être associée aux actions Lecture, Annotation, Synthèse, et une UL d’exercice peut être associée aux actions Lecture, Résolution. Ainsi le code XML reproduit sur la Figure 1.1présente l’UL nommée "Exposition" composée d’une "Définition", et d’une liste d’Exemples ; elle est liée à une liste d’UL Exercices : Exercice1.xml, et à une liste d’UL Expositions : Exposition2.xml.

Fichier Exposition.xml

<UL_Exposition>

<Definition>Un algorithme est ...</Definition> <Exemple>Le calcul du PGCD ...</Exemple> <Exemple>La fonction factorielle ...</Exemple> <Lien>Exposition2.xml</Lien>

<Lien>Exercice1.xml</Lien> <Action>Annoter</Action> </UL_Exposition>

Figure 1.1 : Exemple d’UL d’exposition (Tirée de [21])

Dans [19], les auteurs proposent dans ce cadre une approche méthodologique et technologique : le méta-modèle SP/UL, « afin de représenter logiquement l’information multimédia pédagogique (sous forme d’Unités Logiques), de distribuer l’information au sein de scénarios pédagogiques (sous forme de Schémas Pédagogiques), et de présenter l’information pour la manipuler (sous forme de Feuilles de Comportement) ». Le schéma pédagogique (SP) est défini comme « une description d’un ou plusieurs

parcours possibles d’un ensemble d’UL par un graphe représentant des relations de précédence entre ces UL ». Un SP peut comporter des conditions permettant de proposer des parcours adaptatifs et des

transitions permettant d’expliquer à l’utilisateur le parcours entre UL. Ainsi les UL permettent de « représenter des contenus non linéaires sur un support numérique et de penser leur relinéarisation selon un scénario pédagogique, à travers l’acquittement d’un certain nombre d’actions pédagogiques ».

Dans [18], Bachimont.B et al proposent, à partir du méta modèle SP/UL, une chaîne de production pour structurer et scénariser des contenus numériques qui tient compte de différents paramètres : séparation entre contenu et scénario, séparation du fond et de la forme, et association de la présentation des contenus à l’action que l’on peut avoir sur ces contenus. Notons que l’accent mis sur la séparation forte entre le scénario et l’information « ne signifie pas que l’information est disponible en dehors d’un scénario pédagogique, ni qu’elle dispose d’une autonomie absolue, mais qu’elle est décontextualisable et recontextualisable au sein de plusieurs scénarii dans la limite d’un ensemble fini de contextes ayant des similarités fortes entre eux » [19]. L’idée fondatrice de l’approche de scénarisation documentaire est d’une part de permettre aux enseignants de réutiliser des contenus « génériques » à plusieurs contextes dans des scénarios plus spécifiques (séparation du fond et de la forme), mais aussi de permettre aux apprenants de se réapproprier les informations et les ressources mises à leur disposition en agissant sur elles, comme en les annotant par exemple (association des ressources et du contenu, etc.). Il faut souligner ici le caractère spécifique de cette approche, qui s’appuie implicitement sur un modèle d’apprentissage se limitant à des interactions entre un apprenant (à priori isolé) et un corpus documentaire. Le concept de scénario se restreint ici à la conception d’une

navigation, plus ou moins ouverte, plus ou moins adaptable par l’utilisateur, entre des unités documentaires. Les tâches prescrites sous-jacentes au modèle se limitent à des tâches de lecture, d’assimilation, d’annotation, etc. Le point fort du modèle réside dans sa capacité à séparer les contenus de leur représentation et à fournir des mécanismes puissants de transformation documentaire afin de fournir les supports les mieux adaptés aux situations visées.

En résumé, bien qu’adaptée à la production industrialisée de contenus numériques, l’approche documentaire peut être considérée comme « pédagogiquement orientée » et peut constituer un complément à des approches plus « généralistes », telles que les approches orientées par les connaissances ou par les activités que nous présentons dans ce qui suit.

1.4.2.2. L’approche orientée connaissances

Des travaux de recherche, tels que ceux menés à la Télé-Université du Québec, s’intéressent à renouveler les méthodes d’ingénierie pédagogique (Instructional Design) en intégrant les apports de l’ingénierie des connaissances [86].L’objectif est d’améliorer les mécanismes d’acquisition et de diagnostic des connaissances des apprenants, au sein de systèmes d’apprentissage distribués, mêlant travail individuel et collaboratif, présentiel et distant. L’ingénierie des connaissances est issue des travaux concernant l’Intelligence Artificielle (IA) et les systèmes experts durant les trente dernières années. Elle consiste à modéliser des connaissances, individuelles ou collectives, explicites ou implicites, stabilisées ou évolutives, expertes ou techniques, et à rendre ces connaissances accessibles sous une forme définie en fonction du contexte, opérationnelle ou non. L’ingénierie des connaissances a été appliquée dans l’éducation pour construire des systèmes Tuteurs Intelligents (TI) [21], ou pour assister la conception de dispositifs d’apprentissage [23] [24]. La modélisation des connaissances constitue une étape clé de la conception de ces dispositifs, comme le propose la méthode MISA[86].Pour certains auteurs, « l’ingénierie des connaissances ou cognitive implique des opérations

telles que l’identification des connaissances, leur explicitation, leur représentation et leur formalisation dans un langage symbolique ou graphique facilitant leur utilisation »[25].Cette modélisation est

cependant jugée parcellaire par G. Paquette qui propose dans [29] une « ingénierie éducative » définie comme « une méthodologie soutenant l’analyse, la conception, la réalisation et la planification de

l’utilisation des systèmes d’apprentissage, intégrant les concepts, les processus et les principes du design pédagogique, du génie logiciel et de l’ingénierie cognitive.» [14].

Selon cette approche, le scénario d’apprentissage définit les connaissances sur lesquelles portera le scénario, les compétences et habiletés qui lui seront associées, et les activités d’apprentissage correspondantes. D’autre part, le scénario pédagogique est construit en regroupant « les activités

ainsi que les principes qui décrivent l’enchaînement des activités » [27], ce qui nous amène à explorer

les travaux concernant la vision orientée activités.

1.4.2.3. L’approche orientée activités

 Le point de vue de l’ingénierie pédagogique et des EMLs

Dans [28], les auteurs définissent le scénario pédagogique comme « un ensemble ordonné

d’activités, régies par des acteurs qui utilisent et produisent des ressources ». Dans [w2] , les auteurs

ajoutent que « le scénario d’apprentissage représente la description, effectuée à priori ou à posteriori,

du déroulement d’une situation d’apprentissage ou unité d’apprentissage visant l’appropriation d’un ensemble précis de connaissances, en précisant les rôles, les activités ainsi que les ressources de manipulation de connaissances, outils, services et résultats associés à la mise en œuvre des activités

».

Cette vision du scénario est très proche de la vision des langages de modélisation pédagogique tel qu’IMS Learning Design [29]. Ainsi, dans [30], les auteurs assimilent la construction d’un scenario à l’orchestration d’un ensemble d’activités, de ressources et d’acteurs au sein d’une unité d’apprentissage définie ainsi:« the core concept of the unit of learning model, is that, regardless of pedagogical

approach, a person gets a role in the teaching-learning process, typically a learner or a staff role. In this role he or she works towards certain outcomes by performing more or less structured learning and/or support activities within an environment…The environment consists of the appropriate learning objects and services to be used during the performance of the activities » [30]. Sont précisées les notions de

rôle, d’activités (d’apprentissage ou de soutien) et d’environnement composés de services et d’objets d’apprentissage. Cette vision du scénario met les acteurs et leurs activités au centre du dispositif d’apprentissage, ce qui correspond à certaines attentes sociales ou à certaines injonctions des institutions éducatives. Les auteurs précisent qu’un langage de modélisation centré sur les activités doit pouvoir être utilisé, quelle que soit l’approche pédagogique [30]. On peut par ailleurs noter qu’IMS-LD ne fournit pas de moyen au concepteur d’exprimer explicitement l’approche pédagogique qu’il a choisie. Cette absence peut constituer un frein notable à la réutilisation de scénarios, lorsqu’il s’agit de comprendre les raisons de l’organisation des activités proposées aux apprenants.

 La vision orientée interactions

La majorité des exemples illustrant l’utilisation des EML se concentre sur la scénarisation d’unités d’apprentissage de granularité « moyenne ». Il s’agit par exemple d’organiser une séance de plusieurs heures au cours de laquelle les apprenants sont amenés à enchaîner différentes activités, chaque activité nécessitant un environnement matériel spécifique (par exemple, l’utilisation d’un moteur de recherche pour une activité, l’utilisation d’un logiciel spécifique de géométrie pour une autre activité). D’autres travaux s’intéressent à décrire les scénarios à un niveau plus fin, celui de l’activité proprement

dite [31]. Il s’agit par exemple de modéliser l’utilisation d’un logiciel de simulation ou d’un micro-monde au moyen d’un dispositif de contrôle précisant notamment les rétroactions à prévoir et le suivi de l’apprenant par le tuteur. Pour ces auteurs, « un scénario pédagogique est défini par la situation initiale

et l’objectif à atteindre ; les situations correspondant aux étapes de résolution pertinentes ; les situations particulières à observer (contraintes à respecter, erreurs classiques, dangers potentiels,...) ; la réactivité permettant d’assister l’apprenant en fonction de sa progression ; elle détermine les réactions du système (retours d’information, aide, retour au début d’étape,...) associées aux différents contrôles (étape réussie ou non, situation particulière atteinte, objectif atteint ou non) ».

Cette nouvelle définition du concept de scénario, s’attache à un contexte précis, difficilement généralisable à un niveau de granularité plus élevé. Elle est à associer, de façon plus générique, à des situations de résolution de problèmes, dans lesquelles les mécanismes d’assistance et d’adaptation du parcours d’apprentissage, prennent une importance particulière [28]. Cette vision très détaillée correspond bien à ce qui peut être attendu d’un EIAH en termes d’assistance et d’adaptation du parcours d’apprentissage au profil de l’apprenant.

1.5. Ingénierie des scénarios et IDM appliquée à la scénarisation

Dans cette section nous présentons les travaux sur l’ingénierie des scénarios pédagogiques : le cycle de vie des scénarios ainsi que l’approche IDM appliquée à la scénarisation.

1.5.1. Ingénierie des scénarios pédagogiques

Dans [32], J.P. Pernin modélise le cycle de vie des scénarios pédagogiques en sept (07) étapes présentées sur la Figure 1.2 : « la conception initiale, la contextualisation pédagogique, l’implémentation

technique, l’exploitation, l’évaluation, l’adaptation et la réutilisation. A chacune de ces étapes nous faisons correspondre un état du scénario résultant». Ce cycle de vie définit la façon dont les

orchestrations sont conçues, mises en œuvre, ajustées ou réutilisées. Il nécessite d’être étudié selon une perspective « métier », les terrains d’application pouvant concerner aussi bien des formations à distance industrialisées que des formations académiques hybrides alternant présence et distance.

Dans le cadre de l’ingénierie de la formation à distance industrialisée, les rôles sont clairement répartis entre des professionnels (ingénieur pédagogique, informaticien, médiatiseur, tuteur, etc.) agissant à des phases spécifiques de ce cycle. Des méthodes telles que MISA [33] sont proposées pour rationaliser cette industrialisation. Une équipe structurée est en charge de l’analyse des besoins, de la conception de la solution, puis de son codage dans un EML. Dans une phase suivante, le code EML peut être interprété par un LMS cible intégrant un lecteur (player) adapté. L’étape de conception, réalisée par des ingénieurs spécialisés, s’appuie sur une phase d’extraction des besoins, souvent

réalisée à partir de textes narratifs produits par les enseignants. La traduction des besoins, par les ingénieurs pédagogiques vers un scénario exprimé dans un EML exige alors une maîtrise des modèles conceptuels associés à ces langages.

Figure 1.2 : Vue d’ensemble du cycle de vie d’un scénario (Tirée de [31])

À l’inverse, lorsqu’il s’agit d’intégrer les technologies numériques dans une formation académique, différents rôles sont cumulés par un même acteur (l’enseignant-concepteur), les contraintes économiques ne permettant pas de l’accompagner par une équipe de concepteurs et de développeurs.

Dans le présent travail, nous étudions plus particulièrement le processus de conception initiale du scénario par l’enseignant-concepteur, qui permet de formaliser le scénario abstrait, puis de le contextualiser afin de le rendre prêt pour une implémentation technique. Il s’agit de la phase en amont (phase (1) sur la Figure 1.2) ; La phase qui concerne la boucle de réutilisation (phase (7) sur la Figure 1.2) nous intéresse également. Le scénario abstrait qui découle de la phase de conception initiale est définit dans [32] : « il précise en termes génériques les stratégies didactiques poursuivies, l’organisation des activités à réaliser et l’environnement nécessaire à leur déroulement (ressources, outils, services, résultats attendus) ainsi que les stratégies de régulation envisagées. Le caractère abstrait du scénario tient au fait que les informations décrites ne sont pas nécessairement associées à des entités techniques référençables. Par exemple, nous pourrons décrire les rôles concernés sans préciser les noms des personnes physiques impliquées, ou bien encore définir un type de ressource technique nécessaire à l’activité (par exemple, un document vidéo pour une activité de compréhension orale en langues) sans choisir précisément la ressource concrète.