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J g 5 3 FACULTE DES SCIENCES DE L'EDUCATION
T H E S E PRESENTEE
A L'ECOLE DES GRADUES DE L'UNIVERSITE LAVAL
POUR OBTENIR
LA MAITRISE EN SCIENCES DE L'EDUCATION PAR
ROBERT BRIEN, L.Sc., Diplômé de l'E.N.S.
LA DIVISION DES TACHES DE L'AUTEUR DE COURS
ET DU CODEUR EN ENSEIGNEMENT ASSISTE PAR ORDINATEUR
AOUT 1971
-RECONNAISSANCE
Cette thèse a été préparée sous la direction de monsieur Bernard Lachance, directeur du laboratoire de Technologie appliquée à l'éducation de la Faculté des Sciences de l'Education de l'Université Laval. Monsieur Yves Bégin, attaché à l'Institut National de Recherche Scientifique du Québec et monsieur Fernand Lemay, professeur à la Faculté des Sciences de l'Education de l'Université Laval, ont aussi assuré la supervision de la recherche. A tous trois l'auteur tient à exprimer sa profonde reconnaissance.
L'auteur tient aussi à remercier monsieur William Lee, directeur-adjoint du Service Informatique du Ministère de l'Education du Québec, pour l'appui qu'il a donné à la recherche en rendant possible l'utilisation de l'ordinateur IBM 1500 du Service Informatique du Ministère de l'Education.
Introduction 1 CHAPITRE
I- Position du problème 2 II- Définition des termes 4 III- Cadre théorique 7 IV- Importance et plan de la recherche 13
V- La construction des structures d'enseignement 14 VI- L'utilisation des structures d'enseignement dans la construction d'un cours . 19
1.0- Description et utilisation du document de base 20
2.0- La feuille de route 21 3.0- La feuille d'écran cathodique 21
4.0- La feuille de projecteur d'images 22
5.0- La feuille d'audio 22 6.0- Exemple de la constitution du document de base 22
VII- Etude descriptive et discussion de la méthodologie 24
1.0- Formation des auteurs 24 2.0- Formation du conseiller 26 3.0- Présentation de l'expérience aux étudiantes-maîtres 26
3.1- Présentation du système 1500 27 3.2- L'explication des structures d'enseignement 27
3.3- Présentation du document de base 28 4.0- La construction du cours par les auteurs 30
5.0- L'entrée des données en mémoire 34
Conclusion 36 Sommaire 38 Liste des ouvrages cités 39
Appendices Appendice A 41 Appendice B 47 Appendice C 52 Appendice D 58 Appendice E 81
Ill
LISTE DES FIGURES
Figure 1- Schéma illustrant l'interaction livre-élève en enseignement programmé
ramifié livresque 14 Figure 2- Schéma illustrant l'interaction npo 17
Figure 3- Schéma correspondant à l'agencement mnpqo 59 Figure 4- Schéma correspondant à l'agencement mnpo 62 Figure 5- Schéma correspondant à l'agencement mn 63 Figure 6- Schéma correspondant à l'agencement mqon 64 Figure 7- Schéma correspondant à l'agencement mqo 66 Figure 8- Schéma correspondant à l'agencement m 67 Figure 9- Schéma correspondant à l'agencement nmpqo 68 Figure 10- Schéma correspondant à l'agencement nmpo 70 Figure 11- Schéma correspondant à l'agencement nm 71 Figure 12- Schéma correspondant à l'agencement npqom 72 Figure 13- Schéma correspondant à l'agencement npqo 74 Figure 14- Schéma correspondant à l'agencement npo 75 Figure 15- Schéma correspondant à l'agencement n 76 Figure 16- Schéma correspondant à l'agencement qmn 77 Figure 17- Schéma correspondant à l'agencement qom 79 Figure 18- Schéma correspondant à l'agencement qo 80
TABLEAU
INTRODUCTION
Le fait que l'ordinateur exige de celui qui veut l'utiliser pour fins d'enseignement des connaissances particulières, dont, généralement, celle de la maîtrise d'un langage de programmation, rend pessimiste quant au développement de cette forme d'enseignement. Depuis les premières recherches dans ce domaine, des efforts ont été fournis pour rendre cette technique de transmission de connaissances accessible à un plus grand nombre d'auteurs. La recherche entreprise ici va dans ce sens: elle vise à l'élaboration d'une méthodologie pour la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur qui permette à l'auteur de contourner les difficultés de l'étude et de l'utilisation d'un langage de programmation.
POSITION DU PROBLEME
Le problème de la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur (EAO) est considérable. Plusieurs auteurs et chercheurs en font la pierre d'achoppement de cette forme d'enseignement. Les écrits et travaux de K.L. Zinn (1967) (29), P. Dean (1969) (6), R.M. Gagné (1968) (11), L. Stolurow (1969) (27) et de A. Hickey (1968) (12) confirment ce fait.
La nécessité pour l'auteur d'un cours de maîtriser d'abord et d'utiliser ensuite un langage de programmation dans le développement de son cours, de même que le manque de stratégies d'enseignement bien établies dont il puisse disposer, ont été à la source de deux courants de recherches visant à rendre l'enseignement assisté par ordinateur plus accessible aux utilisateurs.
Dans le premier cas, et de loin celui où on a fourni le plus d'efforts, les chercheurs ont suggéré ou travaillé à la mise au point de langages simplifiés. Les noms de P. Dean, M.W. Dowsey, J.R. Gentile, K.L. Zinn, E.W. Romaniuk et R.R. Jordan se rattachent à cette tendance.
Dans le deuxième cas, l'intérêt a été porté sur la façon de présenter les concepts et des efforts ont été faits pour élaborer des stratégies d'enseignement. Les noms de P. Suppes, R. Grubb et L. Stolurow se rattachent à cette deuxième tendance.
Mais, dans cette tentative de rendre aisée au professeur la présentation d'un cours par ordinateur, peu de chercheurs ont travaillé à présenter une solution qui, à la fois fournirait des
stratégies aux auteurs et rendrait le langage de programmation plus simple ou même inexistant.
En ce qui concerne les utilisateurs de systèmes 15001, deux approches visant à faciliter la préparation des cours par le professeur ont été suggérées. Il s'agit du projet de P. Dean et de M.W. Dowsey (1969) (8) du Département de Recherches en Education de IBM à San José et de celui de R.R. Jordan, E.W. Romaniuk et W. Birtch (1969) (2) de l'Université de l'Alberta. Dans le cas du projet AES, (Author Entry System) de P. Dean et M.W. Dowsey, l'auteur n'a pas à programmer, mais aucune stratégie ne lui est suggérée. Dans le cas du projet VAULT, (Versatile Author Language for Teachers), de Jordan, Romaniuk et Birtch, des stratégies déjà reconnues sont présentées à l'auteur, mais ce dernier doit maîtriser un langage de programmation.
La recherche entreprise ici vise à éviter les inconvénients de l'absence de stratégies dans le système AES et celui de la programmation dans le système VAULT. La recherche consiste en l'élaboration d'une méthodologie globale pour la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur basée sur des structures d'enseignement (stratégies) et évitant au professeur d'avoir à apprendre un langage de programmation. Une étude descriptive de l'utilisation de cette méthodologie par un groupe d'auteurs suivra l'élaboration de la méthodologie.
DEFINITION DES TERMES
Auteur de cours
L'auteur de cours est celui qui est chargé de présenter un certain contenu. Pour P. Dean (1969) (7), cet auteur connaît bien sa matière, il est bon écrivain, il sait déterminer clairement les objectifs de son enseignement et poser des questions adéquates. De plus, il connaît suffisamment le fonctionnement de l'ordinateur et les détails du langage qu'il utilise.
Information
Dans le texte, le terme information sera utilisé dans le sens de "explications que donne l'auteur de cours". Cette information pourra n'être, dans certains cas, que l'énoncé d'un principe. C'est ce dernier fait qui a déterminé l'emploi du mot information plutôt que celui d'explication.
Stratégie pédagogique
Le terme stratégie est souvent utilisé pour qualifier deux situations différentes.
a) Il peut être entendu au sens de "stratégie globale" pour tout un cours. Ainsi, un professeur pourra adopter la stratégie suivante en donnant un cours traditionnel de
mathématiques: d'abord il présentera la théorie, ensuite il fera des exercices, finalement il laissera travailler les élèves par groupes de deux ou trois,
b) Le terme stratégie peut aussi être entendu dans le sens plus stricte de "type d'interaction pédagogique" que le professeur aura avec son élève. Ainsi, le professeur qui décide, pendant son cours, de poser une série de questions pour vérifier si la matière a été assimilée, emploie, au sens où R. Grubb (1968) (14) l'entend, la stratégie "test de diagnostic".
Pour la recherche présente, nous adopterons l'acceptation admise par les chercheurs de la conférence sur l'enseignement assisté par ordinateur de Washington D.C. tenue en octobre
1968 (13), c'est-à-dire l'acceptation b). Le terme "structure d'enseignement" sera utilisé dans le texte comme synonyme de stratégie.
Structuration de la matière
Si l'on admet que, pour un être humain, de nouvelles connaissances peuvent être acquises dans la mesure où elles se rattachent à des connaissances antérieures, autrement dit que dans le processus de l'acquisition des connaissances l'on va du connu vers l'inconnu, la structuration de la matière apparaît alors, pour un domaine donné de connaissances, comme la sélection des notions à présenter à l'étudiant et leur agencement suivant le scheme précité.
Système 1500
Le système 1500 de la compagnie IBM sera utilisé pour cette recherche. Voici une brève description de ce système.
A l'ordinateur central sont reliées des stations terminales constituées normalement des unités suivantes:
— un projecteur de film fixe d'une capacité de 1023 images;
— un écran cathodique pouvant présenter du texte et des dessins simples. Cet écran est couplé à un clavier sur lequel un élève peut taper les réponses aux questions qui lui sont posées ou qu'il a lui-même à poser. De plus, un photostyle peut être utilisé par l'étudiant pour pointer différents endroits de l'écran cathodique dans le cas de choix multiple.
Une description détaillée des terminaux du système 1500 peut être obtenue en consultant les textes: IBM 1500, System Summary (1968) (19) et IBM 1500, Coursewriter Author's Guide (1968) (16).
CHAPITRE n i
CADRE THEORIQUE
Vers la fin des années 50 un groupe de chercheurs en éducation de la compagnie IBM effectuait des recherches sur un ordinateur 650. Cet ordinateur, suivant les buts que s'étaient fixés les chercheurs, devait simuler les "machines à enseigner" déjà existantes et les surpasser du fait de la grande flexibilité que lui conféraient ses circuits électroniques. Le dialogue qui s'engageait alors entre l'élève et la machine était très limité. L'étudiant se voyait présenté des textes explicatifs de la matière enseignée et des questions lui étaient posées. Pour de bonnes réponses il recevait la suite normale du cours et pour de mauvaises il recevait un "wrong". Dans ce cas, le problème suivant dépendait du type de mauvaise réponse que l'élève avait donné précédemment.
En 1959, la compagnie SDC, (System Development Corporation), prolongea les recherches faites chez IBM sur le "temps partagé" et put présenter un cours à une vingtaine d'étudiants à la fois. Mais ce furent les années 60 qui amenèrent la véritable naissance de l'enseignement assisté par ordinateur. Une analyse des projets les plus représentatifs de ces dix dernières années fera voir les grandes tendances dans ce domaine, dont celle de la nécessité de l'élaboration d'un système de construction de cours permettant au professeur de s'appuyer sur des stratégies bien définies.
Le COURSEWRITER II
Ces cours avaient été programmés en COURSEWRITER I. C'est ce langage qui, après quelques améliorations, devint le COURSEWRITER II utilisé actuellement sur le système 1500. Bien que ce dernier langage ait été conçu dans le but de rendre accessible aux professeurs l'usage de l'ordinateur pour fins d'enseignement, il est généralement admis qu'il n'a pas répondu aux attentes qu'il avait créées. Peter Dean (1969) (7), directeur de la recherche en éducation chez IBM, note que l'expérience a démontré que peu de professeurs se sont avérés désireux de fournir le temps et les efforts nécessaires à la maîtrise et à l'utilisation d'un langage de
programmation.
Une description des différentes étapes nécessaires à la rédaction d'un cours par un auteur utilisant le COURSEWRITER II éclairera le lecteur sur l'ampleur de la tâche.
L'auteur doit d'abord maîtriser le langage COURSEWRITER II. Cette étape est probablement la plus ardue pour un professeur non-initié aux techniques de l'informatique. Au Laboratoire de Pédagogie Informatique de Québec! il a été noté que, pour plusieurs personnes, le temps mis à la maîtrise complète du langage pouvait aller jusqu'à un mois. Ces chiffres sont d'ailleurs corroborés par plusieurs expériences faites aux USA où les mêmes temps d'étude ont été notés. Encore à Québec, il a été observé des cas où un certain blocage chez le professeur faisait qu'il refusait carrément d'apprendre le langage. Par maîtrise d'un langage de programmation, il est entendu ici bien plus que la possibilité de faire apparaître une phrase à l'écran cathodique ou de présenter une image sur le projecteur d'images. La maîtrise du langage suppose de la part de l'auteur qu'il puisse utiliser les capacités de l'ordinateur dans l'analyse des différentes réponses d'élèves, dans l'enregistrement de ses performances, dans le contrôle du temps de réponse, dans la possibilité de faire des branchements explicites, dans l'utilisation des mémoires-tampons, des compteurs, des registres-retour, dans l'utilisation des fonctions et de plusieurs autres possibilités de l'ordinateur.
Lorsque l'auteur a maîtrisé le langage COURSEWRITER II, que la matière a été structurée, que la façon dont telle ou telle notion sera enseignée se présente clairement à son 1 Le Laboratoire de Pédagogie Informatique est rattaché au Service Informatique du
esprit, un aide-mémoirel est rédigé. Le contenu de cet aide-mémoire est par la suite codé. Ce n'est pas tant la difficulté de coder (lorsque le langage a été bien maîtrisé), comme le temps mis à la programmation elle-même, qui rend cette étape harassante pour l'auteur. Victor Bunderson (1968) (15) évalue à 300 heures le temps mis à la préparation d'une heure de cours. De ce temps, celui accordé au codage n'est sans doute pas à négliger. Peu de chiffres ont été avancés sur les temps pris à rédiger chacune des différentes étapes de la confection d'un cours mais, après observation des auteurs qui codent au Laboratoire de Pédagogie Informatique de Québec, il peut être avancé que le cinquième du temps total mis à la codification, dû en partie à l'écriture des nombreux détails qu'une instruction comporte, une certaine monotonie est engendrée chez l'auteur qui, souvent doit répéter les mêmes instructions des centaines de fois2.
L'étude et l'utilisation du langage COURSEWRITER II apparaissent donc comme des tâches qui peuvent éloigner de nombreux et talentueux pédagogues de l'enseignement assisté par ordinateur.
Le projet PLATO (Programmed Logic for Automated Teaching Operation) (3)
Si, dans l'esprit des constructeurs du système 1500, il allait de soi que l'auteur de cours apprenne un langage de programmation et qu'il utilise des stratégies déjà formulées par d'autres pédagogues3, tel n'était pas le cas pour les chercheurs de l'université de l'Illinois dont les soucis étaient centrés sur la pédagogie elle-même et le désir de rendre l'ordinateur accessible aux enseignants. En effet, les tenants du système PLATO avaient vu à ce que des stratégies soient d'abord entrées en machine par des programmeurs expérimentés. Le professeur qui désirait présenter son cours au moyen de l'ordinateur CDC 1604 n'avait alors qu'a fournir les textes et les images nécessaires à la réalisation d'une stratégie.
1 Certains auteurs tracent des ordinogrammes du déroulement du cours: la plupart ne prennent que quelques notes.
2 Cinquante mille instructions peuvent être requises pour écrire une dizaine d'heures de cours.
Le projet en est maintenant à sa troisième versionl (PLATO III), et les stratégies les plus utilisées sont la "tutorielle" et la "recherche". Dans le premier cas, une information est présentée à l'étudiant et une question est posée. L'étudiant fournit alors sa réponse au moyen d'un clavier accouplé à l'écran et il reçoit un commentaire approprié. Si l'étudiant trouve la question trop difficile, il peut demander de l'aide en appuyant sur le bouton "help". Dans ce cas, lorsque l'étudiant estime qu'il a les connaissances nécessaires pour être soumis de nouveau à la question, il appuie sur un autre bouton pour recevoir cette question. Dans le cas de l'enseignement par "recherche", des faits sont présentés à l'étudiant et des questions lui sont posées. Par exemple, l'ordinateur présentera sur écran l'image d'un phénomène physique, une question sera posée et l'étudiant devra taper la bonne réponse parmi celles qui lui sont suggérées.
Pour les auteurs de cours, les avantages que fournissait le système PLATO de présenter des stratégies déjà en machine et de contourner la difficulté de la maîtrise d'un langage de programmation, constituaient un pas en avant vers l'accessibilité de l'enseignement par ordinateur.
Bien qu'il soit permis de croire qu'il allait de soi que les langages de programmation et les stratégies dussent se développer avec le temps il n'en demeure pas moins que le mouvement fut déclenché par le projet PLATO; un mouvement auquel se rallient les tenants des projets VAULT et AES.
Plusieurs compagnies accentuèrent le mouvement de la simplification des langages de programmation:
— la compagnie PHILCO et son système SAVI, dont le langage INFORM est très simple (22);
— la compagnie RCA et son projet INDICOM dont le langage de programmation de l'ordinateur RCA 1-71 est SIMPLE (28);
— la compagnie HONEYWELL et son ordinateur Honeywell 120 dont le langage ALS est aussi considéré comme facile à maîtriser.
11
Pour ce qui est de la compagnie IBM et de son système 1500, il faut retenir deux projets récents fort intéressants: il s'agit du projet VAULT de l'Université d'Alberta et celui de Dean et Dowsey à San José. Le projet VAULT présente au professeur une programmation très simplifiée et dans le système de Dowsey il n'y a plus de programmation du tout. L'analyse des projets VAULT et AES indiquera l'à-propos de la recherche sur le système que nous proposons.
Le projet VAULT (1) (20) (26)
Devant l'ampleur de la tâche du professeur qui a à apprendre un langage de programmation et à l'utiliser dans la construction de son cours, les Albertains R.R. Jordan, E.W. Romaniuk et W. Birtch comprirent la nécessité d'élaborer un système qui pallierait à ces inconvénients. Ils purent présenter les résultats de leurs travaux à l'occasion de la conférence ADIS qui se tint à l'Université d'Alberta en août 69. Ce langage simplifié a ceci d'intéressant qu'il tient compte, comme dans le système PLATO, de stratégies déjà reconnues par les pédagogues et programmées à l'avance. L'enseignement tutoriel, les exercices répétés, l'enseignement par questions sont au nombre de ces stratégies. Pour des auteurs voulant l'utiliser, VAULT n'exige pas de connaissances aussi poussées que COURSEWRITER II, mais il faut tout de même que l'auteur ait des connaissances générales sur le fonctionnement de l'ordinateur et maîtrise le langage (2). Chez VAULT comme chez PLATO le professeur sélectionne d'abord une stratégie et ensuite incorpore son matériel à l'intérieur de cette stratégie.
Le système AES (8)
Devant le fait que peu d'auteurs se montraient persuadés d'entreprendre l'étude d'un langage de programmation M.W. Dowsey, chercheur rattaché au Laboratoire IBM de San José, entreprit, à la suggestion des Dr. P. Dean et R. Grubb, une recherche visant à éviter à l'auteur toute programmation. Le système AES, à l'état d'étude depuis deux ans, fut présenté et discuté au congrès des utilisateurs de systèmes 1500 à Chicago en août 70.
Le document de base du système AES consiste en une feuille représentant l'écran cathodique d'un terminal autour duquel des écritures et des blancs sont réservés pour permettre à l'auteur de donner des indications sur le déroulement du cours. Ainsi, des espaces sont prévus pour que l'utilisateur indique ce qu'il veut que l'élève reçoive comme commentaires à ses mauvaises réponses, d'autres espaces sont réservés pour indiquer où il est désiré que l'étudiant soit renvoyé dans le cours après une présentation. Dans l'utilisation de ce système il est implicite que l'auteur adopte des stratégies déjà reconnues (13). Comme le dit lui-même P. Dean, ce système s'occupe beaucoup plus de l'aspect technique de l'entrée en machine que de l'aspect pédagogique (correspondance avec monsieur P. Dean, juin 70).
Conclusion
Depuis 1960 deux tendances visant à rendre l'enseignement par ordinateur plus accessible aux professeurs ont été notées. Dans le premier cas, une simplification des langages de programmation a été tentée. Les projets AES, celui de PHILCO, de RCA et de la compagnie HONEYWELL se rattachent à cette tendance. Dans le deuxième cas, on a tenté de fournir aux professeurs des stratégies et, de ce fait, le langage de programmation a été simplifié. Les projets PLATO et VAULT sont les plus représentatifs de cette tendance.
La méthode que nous proposons se rattache à cette dernière tendance du fait que des stratégies bien définies sont proposées à l'auteur avant qu'il n'entreprenne la construction de son cours. De plus, un document accompagnant ces stratégies est rempli par l'auteur et lui évite la tâche de la programmation. Mais, alors que pour les projets PLATO et VAULT les stratégies fournies à l'auteur ont été obtenues empiriquement, elles sont obtenues par déduction mathématique dans le système que nous proposons et sont présentées et expliquées sous forme de schémas à l'auteur.
Cette recherche vise donc à l'élaboration d'une méthodologie pour la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur basée sur des stratégies ou structures d'enseignement obtenues par déduction. Cette méthodologie permettra aux auteurs de cours d'éviter la codification dans la construction de leurs cours. Une étude descriptive de l'utilisation de la méthodologie par un groupe d'auteurs sera faite.
CHAPITRE IV
IMPORTANCE ET PLAN DE LA RECHERCHE
Importance de la recherche
En plus de l'aspect pratique qui est de rendre l'EAO accessible à un plus grand nombre de professeurs, cette recherche va dans le sens de la systématisation du dialogue professeur-élève considérée comme fondamentale par J.C. Meredith de l'Université Berkeley. En effet, les structures d'enseignement que nous élaborerons peuvent, lorsqu'elles sont agencées entre elles, reconstituer de façon schématique le dialogue d'un professeur et de son élève.
Ces différentes structures d'enseignement que nous obtiendrons après déduction pourraient aussi faire l'objet de recherches quant à l'efficacité de chacune d'elles dans l'enseignement d'une matière particulière.
Plan de la recherche
La recherche se divise en deux parties. La première partie traite de l'élaboration des structures d'enseignement et de la méthodologie de construction de cours qui s'y rattache. La deuxième partie constitue une étude descriptive de l'utilisation de la méthodologie par un groupe de trente auteurs de cours.
LA CONSTRUCTION DES STRUCTURES D'ENSEIGNEMENT
Considérons l'ensemble M des interactions de type pédagogique professeur-élève et deux auteurs de cours:
a) un premier auteur qui désire présenter son cours sous forme d'enseignement programmé ramifié livresquel;
b) un deuxième auteur qui désire présenter son cours par ordinateur.
Dans le premier cas, l'auteur adopte de l'ensemble M un type bien précis d'interaction: le modèle crowdérien, et, tout au long de la rédaction du cours, il moule dans ce modèle la matière qu'il a à faire passer.
En enseignement "crowdérien" une information (inf) est présentée sous forme d'un texte; une question (qm) est posée et plusieurs réponses sont suggérées, dont une est bonne (br). Si l'élève opte pour une mauvaise réponse (mr) on lui explique son erreur (imr) et on le ramène à la question initiale; si l'élève a la bonne réponse, un renforcement est donné (ibr) et l'information suivante est présentée. On peut représenter schématiquement le modèle crowdérien de la façon suivante:
imr
—^ inf qm ^ ~ - mr imr ibr
15
Dans le deuxième cas, le médium est plus puissant, donc susceptible de simuler un plus grand nombre d'interactions!, mais il est possible d'observer que le professeur travaille sur un terrain moins bien défini, surtout en ce qui a trait à la possibilité de disposer de modèles bien établis.
Pour A.A. Lumsdaine, la complexité de ces interactions professeur-élève et le manque de systématisation dans ce domaine constituent deux obstacles à l'avancement des recherches en enseignement programmé livresque (1960) (23). Pour J.C. Meredith, le problème de la non-systématisation du dialogue professeur-élève apparaît encore plus aigu en enseignement assisté par ordinateur où l'on veut précisément simuler ce dialogue (1969) (24).
L'élaboration de schémas analogues à celui du modèle crowdérien en enseignement programmé et illustrant les différents types d'interactions entre un élève et son professeur constitue une nécessité2.
Il est possible, à l'aide d'un processus mathématique assez simple, d'obtenir de l'ensemble M, la liste des interactions qui peuvent être simulées sur ordinateur. Voici une description de ce processus.
Observons un professeur donnant son cours à une dizaine d'élèves et essayons de déterminer, dans cette situation d'enseignement, des Mactesupossibles. Ces "actes" peuvent
être:
a) information que donne le maître (inf) ou (m)3; b) question que pose le maître (qm) ou (n); c) réponse du maître (rm) ou (o);
Le fait, par exemple, qu'il y ait possibilité pour l'élève de poser des questions, grâce à l'analyse par squelettes de mots et squelettes de phrases au moyen de la fonction de Maurice Peuchot (1968) (25), ajoute au nombre des interactions professeur-élève simulables sur ordinateur.
Déjà, Pascal (1642) et Leibniz (1671), les instigateurs des premières machines à calculer, savaient que toute activité intellectuelle peut être confiée à une machine dès que ses principes peuvent être communiqués clairement (10).
d) réponse d'élève (ré) ou (p); e) question d'élève (qé) ou (q).
Considérons ces "actes" comme des variables1 susceptibles de prendre les "valeurs"2
suivantes: Inf: — réglée, — exemple, — règle-exemple, — exemple-règle, 4
qm: — question au sens "crowdérien" du terme, — question visant à susciter l'intérêt,
— question au sens socratique du terme, — question d'un test,
rm: — commentaires que donne le maître aux différentes réponses ou questions d'élèves (iré et iqé),
ré: — réponse d'élève à la question du maître,
1 Le même procédé est utilisé en logique moderne lorsque l'on part du syllogisme: "tout homme est mortel" pour en arriver au syllogisme "formel" tout X est F, etc..
2 Considérer ici le terme "valeur" non dans son sens quantitatif, mais dans le sens "d'état que peut adopter la variable" comme en logique moderne (4).
3 Ces valeurs sont tirées du système Ruleg de Homme et Glaser (1960) (9). 4 Le trait continu signifie que le professeur peut ajouter des valeurs.
17
qé: — question d'élève sur l'information qu'il vient de recevoir, — question d'élève à propos de la question du maître, — question d'élève en mode révision,
Si nous permutons ces différentes variables, (ce qui peut être obtenu en construisant le tableau des possibilités), nous obtenons les listes 1, 2, 3, 4 et 5 (appendice A) suivant que nous avons affaire à des arrangements de AJ?, A^, A^, A^ ou A^.
Parmi ces différents "arrangements de variables" il est possible de détecter des stratégies "en puissance". En effet, considérons l'arrangement npo (appendice A), (n * question du maître, p « réponse d'élève, o * réponse du maître), et disposons-le sous forme de schéma.
n
Fig. 2 — Schéma illustrant l'interaction npo où n « question du maître, p « réponse de l'élève et o - réponse du maître.
Nous obtenons, à partir de cette structure, une suite de modèles particuliers suivant que l'on attribue différentes valeurs aux variables2. Par exemple, si le professeur décide, pendant son cours, de vérifier les connaissances de l'élève, il pourra utiliser cette structure. Il conviendra
1 Trois réponses ont été placées pour indiquer que plusieurs éventualités pouvaient se présenter.
2 Comme en logique moderne lorsque d'un syllogisme formel on établit un syllogisme particulier.
alors que:
qm = question d'un test;
ré = réponse de l'élève à la question-test; iré = commentaire à la réponse de l'élèvel.
Voici un exemple simple. Le professeur demande, dans un test, le nom du fondateur de Québec. Si l'élève répond "Champlain" le commentaire "très bien" lui est donné; s'il répond autre chose on lui dit: "malheureusement non", et le cours se continue2. En même temps, le résultat est enregistré3 et permettra au professeur d'évaluer les connaissances de l'élève après une dizaine de questions.
Vu de cette façon, un modèle d'enseignement peut être défini comme la structure particulière d'une interaction du professeur et de son élève4.
Les différents arrangements sélectionnés^ et les structures qu'ils entrafnent sont reproduits en appendice D. La détermination de modèles particuliers, à partir des structures, est laissée au soin du professeur.
Ce commentaire pourra être un "oui" ou un "non" ou tout simplement un "continuons" suivant que le professeur désire que l'élève soit au courant ou non de sa performance. Dans ce cas, le professeur devra indiquer que l'élève ne doit pas être ramené à la question après le commentaire donné à la mauvaise réponse. Il le fera au moyen de la feuille de route du document de base que nous expliquerons plus loin.
Différentes appréciations peuvent être faites. Ceci explique l'existence de plusieurs lignes de retour sur le schéma.
On pourrait définir, d'un point de vue mathématique, une structure comme étant une fonction f (m, n, o, p, q) susceptible de prendre les valeurs a, b, c, d... (modèles particuliers) suivant les valeurs et l'ordre attribués à m, n, o, p, q. l$r<5 et r: nombre de variables.
La sélection des arrangements favorables à la construction des structures est faite empiriquement parmi les listes de l'annexe A. Le critère de base pour la sélection des agencements est déterminé par la possibilité qu'on a de les réaliser sur ordinateur.
CHAPITRE VI
L'UTILISATION DES STRUCTURES D'ENSEIGNEMENT DANS LA CONSTRUCTION D'UN COURS
Les structures d'enseignement, à cause de la systématisation des interactions professeur-élève qu'elles entraînent, permettent la simulation sur ordinateur de ces interactions tout en soulageant l'auteur de la tâche de la programmation.
Nous verrons maintenant comment un auteur utilise ces structures dans la construction de son cours.
Le professeur qui désire utiliser la méthode préconisée doit, au préalable, prendre connaissance des diverses structures dans lesquelles il moulera, pour ainsi dire, sa matière. Aussi, l'auteur doit suivre quelques cours au terminal. Il peut ainsi se faire une idée de la façon dont se déroule un cours lorsqu'il est dispensé par ordinateur.
Une fois au courant des différentes façons dont peut se dérouler l'interaction professeur-élève, l'auteur rédige, en prose, le brouillon du déroulement de son explication. Supposons que l'auteur veuille, en Calcul Vectoriel, expliquer la notion suivante: dans la nature, il existe deux sortes de grandeurs physiques: les grandeurs physiques vectorielles (i.e. celles qui ont une direction: forces, vitesses, accélérations etc...) et les grandeurs physiques scalaires (i.e. celles qui n'ont pas de direction: volume d'un corps, température, énergie etc...). Le brouillon de l'auteur pourrait être rédigé comme suit:
vectorielles et les grandeurs physiques scalaires..., apparition sur l'écran cathodique du résumé des deux phrases qui ont été données par audio..., courte pause pour que l'étudiant puisse lire ce qu'il y a à l'écran..., apparition sur le projecteur d'images de la caricature d'une automobile et d'un cube à côté desquels on peut lire: grandeur physique vectorielle et grandeur physique scalaire. Pour appuyer la dernière image, un message audio est donné: "Ainsi, la vitesse est une grandeur vectorielle et le volume d'un corps est une grandeur scalaire." ..., pause de trois secondes.
Si l'auteur désire poser une question à l'étudiant afin de vérifier s'il a bien saisi l'explication, il décrira de la même façon cette question. La question se présentera comme suit: sur l'écran cathodique, à la suite de ce qui a été écrit précédemment, apparaîtront les mots "masse", "pesanteur", "température", "énergie", et il sera demandé (par audio) de pointer, parmi les grandeurs physiques suggérées, celle qui est une grandeur vectorielle. Si l'élève opte pour pesanteur, (la bonne réponse), on lui dira qu'il a raison (par audio) et il continuera le cours. Si l'élève donne les mauvaises réponses il recevra aussi des commentaires, mais il sera ramené à la question.
1.0 Description et utilisation du document de base
Lorsque le brouillon de l'explication a été rédigél, l'auteur passe à l'étape de l'utilisation du "document de base", lequel sera lu et entré en mémoire par une personne maîtrisant le COURSEWRITER II. Ce document de base est constitué de plusieurs feuilles dont la première (feuille de route) est donnée en appendice B. Cette feuille de route contient, à l'état de résumé, les structures d'interaction professeur-élève. Cette première feuille est accompagnée, suivant le cas, de feuilles d'écran cathodique, de feuilles représentant le projecteur d'images et de feuilles d'audio (voir appendice B). Ce document de base, lorsque toutes les feuilles qui le composent sont remplies et classées, constitue le pré-cours, c'est-à-dire la description fidèle de tout ce qui sera présenté à un terminal lorsqu'il aura été entré en machine par la personne attitrée.
1 Après habitude, l'auteur peut éviter de rédiger ce brouillon et remplir tout de suite le document de base que nous décrivons dans les pages qui suivent.
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Avant de donner un exemple d'utilisation d'un document de base, une description plus détaillée de chacune des feuilles qui le composent, sera donnée.
2.0 La feuille de route
Sur la feuille de route (appendice B) apparaissent les variables inf, qm, ré, rm et qé déjà mentionnées et des blancs destinés à être remplis par l'auteur. Une des caractéristiques de cette feuille est de convenir à toutes les structures déjà élaborées.
Si l'auteur sélectionne la structure 5 (appendice D), où de l'information et des questions d'élèves sont prévues, il utilisera la partie du haut de la feuille réservée à la description de l'information et celle du bas de la feuille où il écrira les questions d'élèves les plus probables.
Si l'auteur sélectionne la structure 12, il n'utilisera que la partie centrale de la feuille: il indiquera vis-à-vis qm comment la question sera posée à l'étudiant (audio, écran cathodique, projecteur d'image ou les trois à la fois).
Il indiquera, par la suite, ce que doit être la bonne réponse vis-à-vis réi, ce que doit être le commentaire à la bonne réponse vis-à-vis iréi et, si nécessaire, au bout de la ligne il indiquera où l'élève devra être renvoyé après le commentaire. Il agira de la même façon pour les mauvaises réponses.
Si l'auteur a prévu de l'"aide" il n'aura qu'à indiquer l'endroit ou devra être envoyé l'étudiant dans le cours.
3.0 La feuille d'écran cathodique
Cette feuille représente l'écran du terminal d'élève. Sur cette feuille de 32 lignes x 40 colonnes l'auteur a la possibilité d'écrire du texte, de présenter des schémas et de faire de l'animation simple. La description plus détaillée et les directives à suivre quant à l'écriture sur cet écran sont données dans le texte de la compagnie IBM. (17)
4.0 Feuille de projecteur d'images
Cette feuille représente l'écran du projecteur d'images. C'est sur cette feuille que le professeur trace ou décrit le dessin que le graphiste reproduira par la suite. Ce dessin sera par la suite porté sur pellicule 16mm dont la bande sonore a été remplacée par des codes. Le grillage, sur la feuille, sert à faciliter la tâche du graphiste lorsque ce dernier a à reproduire un croquis sur carton.
5.0 Feuille d'audio
Cette feuille contient les messages qui seront lus par le narrateur et présentés sur le magnétophone du terminal.
Nous expliquerons, au moyen d'un exemple, l'utilisation de ces différentes feuilles constituant le document de base.
6.0 Exemple de la constitution du document de base
Nous examinerons le cas du document de base élaboré pour la présentation de la notion "deux sortes de grandeurs physiques: vectorielles et scalaires", dont le brouillon a été rédigé aux pages 19-20. Ce document de base est donné en appendice C. Puisqu'il s'agit d'une information suivie d'une question à choix multiple et où l'élève ne peut questionner, c'est la structure 2 qui est utilisée.
Description de l'information
L'auteur a à sa disposition les quatre séries de feuilles de l'appendice B et son brouillon. Cet auteur désire d'abord que l'élève entende un message qu'il nommera AU-1 (audio-1). Il écrit donc ce message et son numéro sur une feuille d'audio et note, sur la feuille de route, en dessous de "description de l'information": 1- message AU-1. Ensuite l'auteur désire que
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s'écrive sur l'écran cathodique "deux sortes de grandeurs physiques:
— celles qui ont une direction: grandeurs physiques vectorielles; — celles qui n'ont pas de direction: grandeurs physiques scalaires."
Il dispose donc sur une feuille d'écran cathodique (E-l) ce texte, en tenant compte des restrictions que donne la compagnie IBM, et écrit sur la feuille de route, à la suite de 1-message AU-1, 2- E-l lignes 2 à 13. Sur cette même feuille il écrit ensuite: 3- pause de 5 secondes. Ensuite il écrira 4- image D-l. Il en va de même pour le message AU-2 qui a été écrit à la suite de AU-1 sur une feuille d'audio.
Description de la question
L'auteur s'occupe alors de la qm. Puisqu'il désire que la diapositive donnée pendant l'information reste là pour la question, il écrit D-l vis-à-vis de diapo, surmonté d'un petit 1 encerclé pour souligner que la diapositive est là d'abord. Puisque l'auteur veut qu'ensuite le message AU-3 se fasse entendre, il écrit AU-3 vis-à-vis de voix, surmonté d'un petit 2 encerclé. Finalement l'auteur veut que s'écrivent sur l'écran cathodique les lignes 16 à 25 à la suite des deux phrases du début. Il écrit donc vis-à-vis T.V.E-1 (16 à 25).
Il reste maintenant à l'auteur d'indiquer les bonnes et mauvaises réponses et les commentaires désirés. Pour ce qui est de la bonne réponse, qui est "pesanteur", il l'écrit vis-à-vis rél, et puisqu'il veut donner à cette bonne réponse le message AU-4, il écrit ce message à la suite de AU-3 sur la feuille d'audio et note sur la ligne irél, vis-à-vis voix: AU-4. L'auteur suit le même procédé en ce qui concerne les mauvaises réponses qui sont: masse, température et énergie.
ETUDE DESCRIPTIVE ET DISCUSSION DE L'UTILISATION DE LA METHODOLOGIE
La recherche entreprise consistait en l'élaboration d'une méthodologie pour la construction des cours en EAO et en une étude descriptive de son utilisation. Le but de la méthode était d'éviter à l'auteur d'un cours d'avoir à maîtriser et à utiliser le langage COURSEWRITER II en lui fournissant des structures préalablement établies. Une analyse des phases de la formation des auteurs et du conseiller, de même que de celles de la présentation de l'expérience aux étudiantes-maîtres, de la construction du cours et de l'entrée des données en mémoire, permettra d'évaluer cette méthodologie.
1.0 Formation des auteurs
En janvier 1970, 29 étudiantes-maîtres de l'école normale Marguerite d'Youville de Ste-Foy utilisèrent la méthode élaborée précédemment pour construire un cours de calcul vectoriel.
Cette méthode ayant été pensée en vue d'une utilisation par des auteurs possédant une expérience de l'enseignement, les raisons du choix d'un groupe d'étudiantes-maîtres furent d'ordre pratique. Ces étudiantes étaient de niveau FM III et leur option majeure était les
mathématiques. Pour être de cette option, les étudiantes devaient avoir conservé 50 p.c. des points en mathématiques aux examens de l'année précédente. C'est le goût pour cette matière
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qui fut à la base du choix des étudiantes. En effet, en plus des cours obligatoires, les élèves avaient à choisir entre diverses disciplines: chimie, physique, biologie et mathématiques pour compléter leur formation d'enseignantes. Ces étudiantes-maîtres avaient suivi un cours de calcul vectoriel au premier semestre de l'année scolaire 68-69. Ce cours leur avait été présenté de façon magistrale et elles avaient été soumises à trois tests pendant la session. Le volume de référence pour le cours était: Les Vecteurs, Collège Universitaire de Shawinigan (5). Les étudiantes avaient été informées que le travail à fournir pour la construction du cours en EAO serait évalué et qu'une note serait portée à leur dossier scolaire.
Bien que le cours élaboré par les étudiantes-maîtres ait été apprécié des élèves qui le suivirent par la suitel, il contient certaines lacunes au niveau du contenu. Il est visible que plusieurs étudiantes-maîtres n'avaient pas cette "possession de la matière" qu'entraîne l'expérience de l'enseignement de cette matière. Malgré que les étudiantes aient suivi, au préalable, un cours de calcul vectoriel et qu'elles aient approfondi les notions qu'elles avaient à présenter, plusieurs erreurs de compréhension furent observées dans le cours.
Mais si le manque d'expérience de l'enseignement du calcul vectoriel a pu contribuer à accroître la difficulté des étudiantes-maîtres, les connaissances qu'elles avaient de l'utilisation des techniques audio-visuelles dans l'enseignement les ont certainement aidées. Ces 29 étudiantes avaient suivi, au semestre précédent, un cours sur l'utilisation des techniques audio-visuelles et avaient participé, par groupes de trois ou quatre, à la construction d'un diaporama.2 De fait, les étudiantes possédaient les habiletés nécessaires à l'agencement des images et des sons de deux des trois média d'un terminal: le projecteur d'images et le magnétophone.
Parmi les 29 étudiantes, une quinzaine avaient suivi un cours d'enseignement programmé linéaire et ramifié. Ces étudiantes ont semblé trouver plus aisée la tâche de la construction d'un cours. Ceci peut s'expliquer du fait que les principes de micro-graduation de la matière et d'activité de l'élève sur lesquels repose l'enseignement programmé livresque sont aussi des principes directeurs en EAO.
1 Une vingtaine d'élèves suivirent le cours au Laboratoire de Pédagogie Informatique de Québec à l'automne 70.
2.0 Formation du conseiller
Dans la construction d'un cours suivant la méthode préconisée, le rôle et la formation du conseiller sont évidemment très importants. Puisque le rôle de ce dernier sera expliqué en détails dans la description des phases de la présentation de l'expérience aux étudiantes, de la construction du cours et de l'entrée en machine, nous ne mentionnerons ici que sa formation.
Les connaissances du conseiller étaient de trois ordres:
— il connaissait le calcul vectoriel pour l'avoir déjà enseigné;
— il possédait une formation pédagogique; en particulier au niveau de l'utilisation des techniques audio-visuelles dans l'enseignement;
— il connaissait le langage de programmation COURSEWRITER II.
2.0 Présentation de l'expérience aux étudiantes-maîtres
Le temps accordé à la présentation de l'expérience aux étudiantes-maîtres fut de huit heures et l'ordre dans lequel les différentes explications furent données fut le suivant:
a) d'abord le système 1500 fut présenté aux étudiantes;
b) ensuite, les structures d'enseignement furent expliquées et des exemples tirés de la situation d'un professeur et de quelques élèves furent fournis;
c) finalement, les différentes feuilles du document de base furent détaillées et des exemples de construction furent apportés.
Le conseillerl du groupe pour l'utilisation de la méthodologie était leur professeur de mathématiques.
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3.1 Présentation du système 1500
L'expérience débuta par une présentation du système 1500 aux étudiantes par le conseiller. Le fait que l'ordinateur n'ait pas été installé à cette date obligea le conseiller à utiliser des diapositives d'un terminal pour expliquer les différentes possibilités d'enseignement du système 1500. Il fut expliqué aux étudiantes que les présentations à l'élève qui suivrait le cours se feraient au moyen de trois média: projecteur d'images, magnétophone et écran cathodique. Au diaporama que les étudiantes avaient réalisé s'ajouteraient donc les possibilités qu'offrait l'écran cathodique de présenter des textes et des schémas simples, d'effacer et de faire apparaître ce que l'étudiant taperait au clavier. Il fut aussi expliqué que l'élève qui suivrait le cours entrerait en interaction avec la machine; celle-ci lui poserait des questions auxquelles il répondrait par le clavier dans le cas de réponses construites et par le photostyle dans le cas de choix multiples.
Cette présentation du système 1500 dura deux heures et peut se résumer de la façon suivante. Il fut expliqué aux étudiantes-maîtres qu'elles auraient à construire un cours utilisant trois média. De plus, il y aurait interaction entre l'élève et la machine par l'intermédiaire d'un clavier et d'un photostyle. Lors de cette présentation, le conseiller mit beaucoup de précautions à n'utiliser que des termes connus des étudiantes-maîtres. Il évita l'emploi de termes informatiques ou électroniques.
Certains changements pourraient être apportés à la présentation du système 1500. Ainsi, la présentation du terminal au moyen de diapositives pourrait être avantageusement remplacée par le visionnement sur place de cours déjà réalisés. Le visionnement de cours au terminal permettrait à l'auteur d'être plus à même de comprendre l'utilisation qu'il peut faire de l'ordinateur. Par exemple, l'auteur pourrait noter certaines présentations intéressantes et éviter des erreurs déjà commises par d'autres auteurs. L'auteur serait à même d'évaluer la longueur des différentes pauses qu'il doit insérer dans le déroulement de son cours.
3.2 L'explication des structures d'enseignement
présentation fut apporté. Le conseiller partit de la situation fictive d'un professeur et d'une dizaine d'élèves pour expliquer les différentes structures d'enseignement. Il illustra quelques-unes d'entre elles par des exemples. Chaque étudiante-maître avait en main une liste des structures présentées en appendice D. Elle pouvait ainsi suivre les explications du conseiller lors de la présentation et utiliser cette liste dans la construction du cours.
Lors de la présentation, le conseiller demanda aux étudiantes de ne pas utiliser les structures 14, 15 et 16 et suggéra d'user de prudence pour l'emploi des structures 3, 4 et 9. Les raisons de ces restrictions étaient les suivantes. Dans le cas des structures 14, 15 et 16, les structures informatiques qui auraient permis l'entrée en machine n'avaient pas été élaborées à cette date. Pour le cas des structures 3, 4 et 9, où les "qm" ne peuvent prendre que la valeur "question visant à susciter l'intérêt", il a semblé au conseiller que leur utilisation ne pouvait être valable sans une très bonne connaissance de la matière et sans, aussi, la définition d'une stratégie globale pour tout le cours. Il semblait en effet raisonnable que, pour vraiment motiver des élèves dans un domaine, il faille connaître plusieurs applications de la matière enseignée et, en l'occurrence ici, en physique. Or les étudiantes-maîtres n'avaient jamais enseigné la matière et l'option physique, où des applications du calcul vectoriel auraient pu être trouvées, ne se donnait pas à l'école normale. Il semblait aussi que ces structures trouveraient beaucoup plus leur place dans un cours où une stratégie globale aurait été établie. Par exemple, si, pendant un cours, des tests de motivation étaient prévus, l'emploi des structures 3, 4 et 9 s'avérerait utile en cas de faible motivation.
3.3 Présentation du document de base
Lorsque les étudiantes-maîtres signifièrent au conseiller qu'elles saisissaient bien l'essence des structures d'enseignement, (Le. que ces structures présentaient une certaine systématisation du dialogue d'un professeur et de son élève), leur utilisation pour la construction d'un cours en EAO fut expliquée.
Les différentes pièces du document de base qui se rattachent à ces structures furent expliquées et des exemples d'utilisation furent apportés. Le contenu des explications données alors est fourni en appendice D. A ce niveau, certaines modifications à la présentation par le
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conseiller pourraient être apportées. Des exemples de documents de base se rattachant à toutes les structures devraient être fournis aux auteurs. Pour compléter la formation des auteurs avant la construction du cours, il serait préférable d'organiser une nouvelle session de visionnement de cours aux terminaux. L'auteur suivrait les cours déjà présentés à la première session mais, cette fois, en se référant aux documents de base qui ont servi à élaborer ces cours. L'auteur comprendrait ainsi, dans ses menus détails, la construction d'un cours par la méthode préconisée.
Notes sur la présentation de l'expérience aux étudiantes-maîtres
Le temps accordé aux différentes phases de la présentation de la méthodologie fut de huit heures. De ce temps, trois heures furent consacrées à la présentation du système 1500 et le reste fut utilisé à l'explication des différentes structures d'enseignement et du document de base qui s'y rattache. Ce temps doit être considéré comme un minimum. En effet, lors de la construction du cours et de l'entrée en machine, les documents de base de plusieurs étudiantes-maîtres indiquaient qu'elles n'avaient pas tout à fait compris la façon de procéder. En particulier, plusieurs erreurs de disposition de textes sur l'écran cathodique furent notées. Le temps de la présentation pourrait être augmenté à trois ou quatre jours. L'importance qu'a cette présentation de la méthodologie sur le déroulement du processus de construction porte à la considérer comme une priorité et à ne pas négliger le temps et les efforts mis à sa réalisation.
Les phases de la présentation de la méthodologie pourraient être les suivantes. Dans un premier temps, les auteurs seraient familiarisés avec le système 1500. Ils suivraient des cours, au terminal, en mode élève (1/2 journée). Dans un deuxième temps, les structures d'enseignement leur seraient présentées et les documents de base qui s'y rattachent seraient expliqués. Des exemples de construction seraient apportés. Le temps requis pour cette phase pourrait être d'une journée. Dans un troisième temps, les auteurs retourneraient au terminal pour visionner à nouveau les cours de la première session. Ils auraient en main, cette fois, les documents de base de ces cours. Une demi-journée pourrait être accordée à cette phase. Dans un quatrième temps, les auteurs feraient des exercices. Ils construiraient de petits cours qui seraient entrés en machine et qui pourraient être visionnés par la suite. Cette période pourrait être d'une journée.
4.01 La construction du cours par les auteurs
Après les explications sur l'utilisation de la méthode, le conseiller indiqua aux étudiantes-maîtres les différentes notions qu'elles auraient à présenter. Le conseiller répartit 90 notions de calcul vectoriel entre les 29 étudiantes-maîtres. Ces dernières n'étaient pas libres de choisir les notions qu'elles voulaient présenter. La répartition fut faite dans l'ordre alphabétique; les premières élèves avaient à présenter les premières notions. La liste de ces notions est donnée en appendice E. Chaque étudiante avait donc trois notions à présenter. Ainsi, une étudiante devait introduire la notion d'addition vectorielle, d'addition par la méthode du parallélogramme et par celle du triangle.
Une liste des étudiantes-maîtres et des notions que chacune d'entre elles devait présenter fut affichée dans le local où elles suivaient habituellement leurs cours. Cette liste permettait aux étudiantes de prendre connaissance, auprès de leurs consoeurs, de la façon dont avait été présentée telle ou telle notion antérieure à la leur. Elles pouvaient ainsi vérifier le contenu exact des notions que l'élève devrait maîtriser lorsqu'il arriverait à leurs propres explications.
Lorsque le contenu fut distribué, les étudiantes commencèrent la rédaction du cours. Elles se groupèrent par équipes de deux ou trois, alléguant qu'il leur serait plus facile de prévoir les réponses et les questions d'élèves pendant la construction. Aussi, le travail par équipes leur permettrait de détecter des erreurs techniques telles que l'écriture au mauvais endroit sur la feuille d'écran cathodique.
Les étudiantes étaient libres de consulter le conseiller lorsqu'elles le désiraient. La tâche de ce dernier, lors des consultations, consistait à vérifier si les documents construits ne comportaient pas d'erreurs majeures, susceptibles de rendre difficile la traduction du document de base en COURSEWRITER II. Ces consultations furent réduites au minimum afin d'éviter que les connaissances pédagogiques et informatiques du conseiller ne faussent la réalisation. Ainsi, 15 heures de consultation furent accordées à l'ensemble des 29 étudiantes.
Lors de la construction, chaque étudiante devait noter le temps approximatif mis à la réalisation de sa partie de cours. Le temps requis pour la présentation des 90 notions fut approximativement de 400 heures.
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Plusieurs procédures pourraient être changées ou améliorées lors de la construction du cours par les auteurs. Notons d'abord que peu de temps avait été consacré à la structuration de la matière à présenter de même qu'à l'élaboration d'une stratégie globale pour tout le cours et que le but de la thèse était de montrer que des auteurs qui ne connaissaient pas le langage COURSEWRITER II pouvaient, au moyen de structures préalablement établies, construire un cours en enseignement assisté par ordinateur.
Pour l'expérience, l'enchafnement des notions à présenter fut celui des notes de cours du professeur. Cet enchafnement est donné en appendice E. Le fait que cette structuration de la matière ait été pensé en vue d'une présentation magistrale du cours n'est peut-être pas malheureux. En fait, la structuration de la matière, qu'elle soit faite en vue d'une présentation collective ou individuelle, doit normalement obéir aux principes de présentation communément admis en enseignement programmé: "du connu à l'inconnu".
En ce qui a trait à la détermination d'une stratégie globale pour tout le cours, de nettes améliorations devraient être faites. La directive donnée aux étudiantes avait été de "présenter leur matière de telle sorte qu'il y ait apprentissage chez l'élève". C'était miser un peu trop sur les capacités d'enseignement de ces futurs professeurs. A plusieurs endroits dans le cours, il était tentant de mettre en doute les explications données par les auteurs. Par exemple, il n'était pas exagéré de se demander si la distinction entre sens et direction d'un vecteur que devrait faire l'élève au terme de son apprentissage le serait vraiment.
En règle générale, ceux qui suivirent le cours par la suite soulignèrent le peu de souci des étudiantes-maîtres de vérifier si les connaissances présentées avaient été assimilées. En moyenne, les étudiantes ne posaient qu'une question par notion présentée, alors que souvent, elles auraient pu en poser 4 ou 5. De là l'importance de l'adoption d'une stratégie globale avant de distribuer les notions aux auteurs.
Mais il n'est pas facile d'établir cette stratégie globale. Il est possible d'indiquer aux auteurs que chaque notion présentée devra être suivie de trois ou quatre questions pour en vérifier l'assimilation par l'élève. Il est aussi possible d'exiger que ces questions soient de difficultés croissantes de telle sorte que les élèves brillants ne reçoivent que les plus difficiles leur évitant ainsi une perte de temps. Mais il est beaucoup plus difficile d'établir quelles
devront être les structures exactes qui devront être utilisées à tel instant du cours.
Le but de l'expérience n'était pas de vérifier si telle structure était préférable à telle autrel, mais de montrer que ces structures étaient des outils précieux lorsque l'on désirait éviter au professeur la maîtrise et l'utilisation du langage COURSEWRITER II dans la construction de son cours. Les différentes structures utilisées dans le cours (et dont le nombre se répartit comme dans le tableau 1 de la page suivante) pourraient sans doute aider d'éventuels chercheurs.
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TABLEAU 1
Nombre de fois que les différentes structures ont été utilisées
Numéro de la structure Nombre de fois que la structure a été utilisée
Structure 1 21 Structure 2 30 Structure 3 0 Structure 4 0 Structure 5 11 Structure 6 11 Structure 7 2 Structure 8 3 Structure 9 0 Structure 10 2 Structure 11 24 Structure 12 61 Structure 13 3 Structure 14 0 Structure 15 0 Structure 16 0
5.0 L'entrée des données en mémoire
Lorsque les documents de base furent complétés, le conseiller procéda à la mise en ordre des différentes notions en assignant à chacune un numéro de présentation. Ce numéro correspondait au "label" que doit comporter chaque présentation en COURSEWRITER II. De la même façon, tous les messages audios furent numérotés suivant les conventions du COURSEWRITER II.
Les dessins et les feuilles d'audio furent alors retirées des documents de base. Les messages audios furent enregistrés en huit heures par deux narrateurs et les différents travaux techniques succédant à cet enregistrement, (rédaction de la table des symboles, assemblage et substitution), nécessitèrent 24 heures d'ouvrage. Les 187 dessins des étudiantes-maîtres furent reproduits par le graphiste à raison de 15 à 20 minutes l'unité. Ces dessins furent, par la suite, photographiés en 16 mm par les techniciens de l'Office du Film du Québec.
Le document de base fut alors remis aux perforatrices qui entrèrent le contenu des feuilles de route en machine. Les perforatrices transformaient mentalement le contenu de ces feuilles en instructions COURSEWRITER II et tapaient ces instructions au clavier d'un terminal. Le temps que dura le travail des perforatrices peut être estimé à 360 heures.
Par la suite, le conseiller et une personne maîtrisant aussi le COURSEWRITER II procédèrent à la vérification du cours. Plusieurs erreurs furent rencontrées à ce niveau. Elles purent être classées en 4 catégories:
— erreurs au niveau de la présentation pédagogique des notions par les étudiantes-maîtres;
— fautes d'orthographe et mauvaises tournures de phrase laissées par les étudiantes-maîtres ;
— fautes de frappe lorsque les perforatrices travaillaient au clavier du terminal;
— erreurs dans l'analyse des réponses commises par certaines étudiantes qui n'avaient pas bien saisi la façon de remplir le document de base.
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50 heures. De ce temps, trois heures furent requises pour la construction des graphiques sur écran cathodique par un programmeur.
Au niveau de l'entrée des données en mémoire, plusieurs remarques peuvent être faites. Disons d'abord que la facilité de réalisation de cette étape dépend, dans une large mesure, de la valeur du document de base. Ainsi, le fait que certains dessins réalisés par les étudiantes ne soient pas clairs a entraîné des erreurs de reproduction de la part du graphiste. Vu le temps considérable requis pour la réalisation d'un film, de telles erreurs devraient être réduites au minimum. Elles ne pourraient l'être que par une vérification intensive du conseiller ou toute autre personne attachée à cette tâche. Quant au travail au clavier par les perforatrices, plusieurs erreurs ont aussi été commises. D'une part ces erreurs provenaient de l'inexpérience des perforatrices et d'autre part de la non-compréhension dans la façon de remplir le document de base par les étudiantes-maîtres.
Ce sont ces différentes erreurs qui ont accru le travail de vérification par le conseiller au terminal.
CONCLUSION
La recherche consistait en l'élaboration d'une méthode pour la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur. Le but de cette méthode était d'éviter aux auteurs la maîtrise et l'utilisation du langage COURSEWRITER II dans la construction de leurs cours. Ceci était rendu possible grâce à l'utilisation de structures d'enseignement établies au préalable et mises à la disposition des auteurs. Un cours de calcul vectoriel a été construit par un groupe de 29 étudiantes-maîtresl qui ignoraient tout du langage de programmation COURSEWRITER II.
Pour K.L. Zinn, un des chercheurs les plus au fait dans ce domaine, les méthodes actuelles de construction de cours ne peuvent réussir.
"Materials which are prepared using these languages include a number of pre-defined frames, each one written in some detail and on an individual basis. This approach cannot succeed; too many writers are required to generate enough instructional material in this format to provide for the needs of our increasing educational populations and to justify large scale, computer-based systems" (30).
La méthode élaborée ici, bien qu'encore imparfaite, se situait justement dans cette voie de la simplification de la tâche informatique de l'auteur qui a à présenter un cours en enseignement assisté par ordinateur.
A la suite de cette expérience il est possible de dégager certains avantages et inconvénients de la méthode élaborée dans la recherche.
Ainsi, les structures d'enseignement de cette méthode engendrent une systématisation du dialogue professeur-élève2. Cette systématisation du dialogue qu'entraînent ces structures permet à l'auteur de contourner la difficulté de la programmation en COURSEWRITER II en 1 Une partie de ce cours (3 heures) peut être suivie au Laboratoire de Pédagogie
Informatique, 625 St-Amable, Québec, P.Q.
2 Par exemple, il serait possible de représenter schématiquement la conversation d'un professeur et de son élève en accolant les unes à la suite des autres les structures des interactions qui ont lieu pendant le dialogue.
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lui offrant la possibilité de concentrer toute son attention sur la présentation pédagogique du contenu. Le document de base, (pré-cours), élaboré par l'auteur, constitue une bonne référence lors de la mise au point du cours. De plus, ce document pourrait, moyennant quelques corrections, servir de source dans la construction d'un cours utilisant les langages BASIC, APL, etc... La systématisation du dialogue qu'offre la méthode préconisée minimise aussi la tâche de l'étude du langage de programmation COURSEWRITER II pour celui qui a à entrer les documents de base en machine. En effet, chaque structure a un profil de programmation qui lui est propre. La tâche du programmeur se résume grosso modo à maîtriser les seize profils de programmation qui se rattachent aux seize structures. La méthode préconisée entraîne la détermination de tâches précises lors de la construction d'un cours. En effet, lorsque les documents de base ont été complétés, on peut procéder systématiquement à l'enregistrement des messages audios, à la confection des dessins et à l'entrée en machine.
Quelques inconvénients doivent par contre être notés. En effet, bien que cette méthode permette des animations simples que le professeur décrit en ses propres termes, il faut convenir que la réalisation d'animations complexes nécessiterait de longues descriptions qui risqueraient de ne pas toujours être saisies par le programmeur. Un phénomène analogue se produit dans l'analyse des réponses. Bien que cette méthode permette l'analyse des questions et réponses au moyen de la fonction squelette, des analyses très poussées ont semblé difficiles à résumer dans le document de basel. Ajoutons, finalement, que le document de base de la méthode ne prévoit pas la possibilité des "simulations and games". Malgré ces quelques inconvénients nous croyons que la méthode élaborée lors de la recherche constitue une approche valable pour la construction des cours en enseignement assisté par ordinateur.
1 On peut avancer qu'approximativement 90 p.c. des cours du L i U . conçus depuis septembre 1969 auraient pu être réalisés en utilisant le document de base de la présente méthode.
SOMMAIRE
La recherche entreprise visait à élaborer un système qui permettrait à un auteur de dispenser son cours par ordinateur sans avoir à maîtriser au préalable un langage de programmation. Des structures ou stratégies d'enseignement ont été développées en utilisant les principes de l'analyse combinatoire. Un document de base se rattachant à ces structures a aussi été construit. C'est à partir de ce dernier document que 29 étudiantes-maîtres ont pu élaborer un cours de calcul vectoriel d'une durée approximative de neuf heures. Le contenu des documents de base a par la suite été codifié en COURSEWRITER II et entré en machine par des perforatrices spécialement entraînées.
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LISTE DES OUVRAGES CITES
1- Birtch W.; Jordan, R.R.; Romaniuk, E.W.. VAULT Concepts and Facilities. Université d'Alberta, Département de CAI, 1969. 23 p.
2- Birtch, W.; Jordan, R.R.; Romaniuk, E.W.. VAULT Concepts and Facilities. ... P. 4. 3- Bitzer, L.D.; et al.. "The PLATO System: Current Research and Developments" dans
IEEE Transactions on Human Factors in Electronics. Vol. HFE—8, No 2, (juin 1967). P. 64.
4- Blanche, R.. Introduction à la logique contemporaine. Coll. Armand Colin, Paris, Librairie Armand Colin, 1957. P. 16.
5- Cauchon, H.P.; Larivée, A.; Langlois, J.P.. Les vecteurs. Shawinigan, FIC, 1968. 69 p. 6- Dean, P.. Preliminary Report on the Development of a Simplified System for CAI. San
Jose, Educational Research Dept. IBM Corporation, 1969. P. 1—8.
7- Dean, P.. Preliminary Report on the Development of a Simplified System for CAL ... P. 1.
8- Dowsey, M.W.. Toward a True Author Entry System for CAL San Jose, Educational Research Dept. IBM Corporation, 1969. 32 p.
9- Evans, J.L.; Homme, L.E.; Glaser, R.. The Ruleg (Rule-Example) System for the construction of Learning Programs. Université de Pittsburgh, Cooperative Research Program of the U.S. Office of Education et Département de Psychologie, 1960. 8 p. 10- Franck, H.. Pédagogie et cybernétique. Coll. Information et Cybernétique, Paris,
Gauthier-Villars, 1967. P. 18.
11- Gagné, R.M.. "Educational Technology as Technique" dans Educational Technology, (nov. 1968). P. 9.
12- Hickey, A.. Computer Assisted Instruction: A Survey of the Literature. Third Edition. Mass., Entelek Inc., 1968. P. 87.
13- Hickey, A.. Instructional Strategies Appropriate to Computer Assisted Instruction. Mass., Entelek Inc., 1968. P. 1-14.
14- Hickey, A.. Instructional Strategies Appropriate to Computer Assisted Instruction. ... Appendix B.
15- Hickey, A.. Instructional Strategies Appropriate to Computer Assisted Instruction. ... Chap. Ill, Section J.
16- IBM 1500 COURSEWRITER II Author's Guide. San Jose, IBM Corporation, 1968. 125 p.
17- IBM 1500 COURSEWRITER II Author's Guide. ... P. 2. 18- IBM 1500 COURSEWRITER II Author's Guide. ... P. 12.
19- IBM 1500 System Summary. San José, IBM Corporation, 1968. 20 p.
20- Jordan, R.R.; Romaniuk, E.W.; Birtch, W.. VAULT Logic Division Programmer's Manual. Université d'Alberta, Département de CAI. 1969. 51 p.
21- Lee, W.; Dion, R.; Dung, N.. Synthèse de l'étude sur l'enseignement automatisé. Recherche du Service de l'Informatique du Ministère de l'Education, Gouvernement du Québec, juillet 1968. P. 23-32.
22- Lee, W.; Dion, R.; Dung, N.. Synthèse de l'étude sur l'enseignement automatisé. ... P. 30-40.
23- Lumsdaine, A.A.; Glaser, R.. Teaching Machines and Programmed Learning: A Source Book. Washington D.C., National Education Association, 1960. P. 487.
24- Meredith, J.C. "Machine as Tutor" dans Educational Technology, (sept. 69). P. 9. 25- Peuchot, M.. Contribution à la recherche en méthodologie de l'enseignement assisté par
ordinateur. France, IBM France, 1968. 102 p.
26- Romaniuk, E.W.; Jordan, R.R.. VAULT DATA DIVISION TEACHER'S MANUAL. Université d'Alberta, Département de CAI, 1969. 45 p.
27- Stolurow, L.. A Position Paper on CAI Research and Development. Purdue University, J.E. Feldhusen, 1969. P. 8.
28- Scholer, M.; Bégin, Y.; Labrousse, F.. Rapport de la conférence nationale sur les applications de l'ordinateur à l'apprentissage. Québec, Ministère de l'Education, 1970. P. 19.
29- Zinn, K.L.. "Computer Technology for Teaching and Research on Instruction" dans Review of Educational Research, (dec. 1967). P. 618.
30- Zinn, K.L.. "Instructional Programming Languages" dans Educational Technology, (mars 1970). P. 43.
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APPENDICE A
