Laboratoire d'Informatique de l'Université du Maine

Usages et utilisabilité des modèles – Processus d’ingénierie

Domain Specific Modeling. Depuis quelques années, nous développons une approche de scénarisation pédagogique que nous qualifions de constructive, où le langage de modélisation pédagogique (EML) et le scénario pédagogique sont co-construits, dans une même boucle itérative, par les concepteurs. Cette approche relève du Domain Specific Modeling puisqu’elle consiste des modèles explicites (des scénarios) exprimés à l’aide d’un langage élaboré spécifiquement pour un domaine d’application.

• Définir des modèles explicites pour favoriser la réflexion, la communication, l'activité collaborative entre concepteurs. Nos travaux dans ce domaine se fondent sur nos résultats cristallisés par le logiciel ECoS pour développer une approche de scénarisation pédagogique reposant sur le Domain Specific Modeling favorisant le partage et l’échange de scénarios au sein d’une communauté de pratique par la définition et l’appropriation d’un langage commun de modélisation.
• Définir des modèles productifs, c'est-à-dire interprétables par la machine. En exploitant le potentiel du Domain Specific Modeling pour la définition de langages métiers spécifiques, nos travaux visent à instrumenter des communautés métier avec des éditeurs spécifiques, reposant sur un langage métier co-construit avec les membres de la communauté, et permettant de définir des scénarios pédagogiques productifs, donc opérationnalisables et adaptables.
• Opérationnaliser des scénarios pédagogiques. Avec une approche DSM, nous voulons généraliser la démarche que nous avons développée pour l’opérationnalisation des scénarios dans le cadre du projet LEA et du développement de son éditeur de configurations : définir le modèle « métier » des plates-formes FOAD les plus utilisées pour (1) concevoir des éditeurs externes de scénarisation pédagogiques permettant l’opérationnalisation sans pertes sur ces plates-formes et (2) assurer l’interopérabilité des scénarios entre les plates-formes. Nous travaillons actuellement sur la plate-forme Moodle.

Apports de l’Ingénierie des Besoins au processus d’ingénierie d’un EIAH. Nous étudions les méthodes et technique d'analyse des besoins d'apprentissage, c'est-à-dire la définition des compétences visées, des prérequis, des objectifs pédagogiques, du contexte pédagogique, du scénario pédagogique à mettre en place. En nous appuyant sur notre expérience de la conception participative, nous visons à développer une approche d’ingénierie des besoins pédagogiques dans le cadre de la scénarisation pédagogique au sein d’une communauté de pratiques. Cette action veut proposer un ensemble de processus, techniques et outils issus de l’Ingénierie Dirigée par les Modèles pour l’ingénierie et la réingénierie des EIAH.

Perception et compréhension de la situation pédagogique – Modélisation de l’observation et analyse de traces

Nos travaux sont orientés sur l'analyse guidée par les besoins d'observation exprimés par l'enseignant lors de la conception du scénario de la situation pédagogique. Nous avons pour objectif de permettre l’expression et la formalisation des besoins, des données qui en résultent ainsi que des moyens de collecte et de calcul de ces données.

le langage UTL (Usage Tracking Language). UTL a été développé pour permettre la description d’indicateurs pédagogiques et de données d’observation. Ces descriptions sont génériques mais peuvent être associées à un scénario pédagogique et à un ensemble de données brutes, spécifiques aux moyens de collecte d’un EIAH donné. Ces descriptions sont structurées sous la forme de Patrons de Conception pour faciliter leur réutilisation mais ont également une facette formelle pour permettre leur interprétation par la machine. Nous avons ici développé le langage DCL4UTL (Data Combination Language) permettant l’écriture formelle de la méthode de calcul d’un indicateur. Nous proposons un éditeur d’indicateurs avec UTL et un interpréteur permettant de calculer des indicateurs en temps réel pour l’adaptation, comme en temps différé pour la réingénierie.

Nos travaux autour du langage UTL poursuivent dans deux directions principales :

• l’instrumentation des acteurs d’une session d’apprentissage. Si UTL permet de modéliser des indicateurs disponibles en temps réel pendant une session, il n’instrumente pas (1) la visualisation des résultats de l’analyse ou même l’exploitation (semi) automatique de ces résultats pour aider à la décision (adaptation, régulation, etc.), (2) la définition dynamique de nouveaux indicateurs en cours de session. Nous cherchons à modifier le métalangage de manière à mieux intégrer son utilisation dans les environnements de formation par les principaux acteurs d’une session de formation.
• la réutilisation des données et des règles de combinaisons de données au sens UTL. Certaines descriptions de besoins d'observation semblent similaires (objectifs d’observation proches, descriptions équivalentes, etc.), elles se différencient cependant par la méthode de calcul, par la composition de données, ou par quelques éléments de contexte. Ceci est valable pour des indicateurs utilisés dans un même EIAH, mais encore plus fréquemment pour des indicateurs utilisés dans des contextes différents. Nous cherchons ici à mieux nous appuyer sur la nature Patron de Conception des descriptions d’indicateurs, et proposer une librairie de fonctions exploitables dans les différents calculs de données, en fonction du contexte (disponibilité des données brutes, existence de données déjà calculées, etc.).

Aide à l’enseignant pour la modélisation des besoins d’observation. Nous avons proposé un cadre théorique et pratique de modélisation, basé sur une approche Domain Specific Modeling. Nous avons défini un modèle conceptuel des besoins d'observation et un processus d'aide à la spécification de ces besoins. L'originalité réside dans le fait que la spécification des besoins d'observation est guidée, d'un point de vue IDM, par la description de la situation d'apprentissage formalisée par le scénario pédagogique. L'outillage DSM actuel permet d'instrumenter nos propositions. Les besoins d’observation ainsi modélisés sont exportés vers UTL.

Opérationnalisation et adaptation de la situation pédagogique – Stratégies, moyens et instrumentation

Nous travaillons dans quatre directions principales visant à instrumenter les acteurs d’une situation pédagogique adaptable, en se focalisant plus particulièrement sur le tuteur :

• Modèles de connaissances. Notre objectif est d'élaborer des modèles de connaissances mises en jeu dans l'activité d'apprentissage, à partir d'une analyse du domaine et d'une analyse de la tâche dévolue à l'apprenant, puis de relier ces connaissances à des comportements observables à l'interface, en vue d'élaborer des indicateurs de l'activité de l'apprenant interprétables en termes de connaissances maîtrisées ou non. La question de recherche sous-jacente consiste à étudier comment ce type de modèle peut contribuer à supporter l'interaction, et notamment le tutorat, en considérant les réactions du tuteur humain (ou du système, dans le cas de réactions automatisées) au niveau abstrait des connaissances plutôt qu'au niveau des observables : quels sont les apports (abstraction, réutilisabilité) et les limites (pouvoir d'expression, spécificité du domaine considéré) de cette approche ?
• Autorégulation du tuteur. Nos travaux visent à instrumenter le processus d’autorégulation du tuteur, c'est-à-dire lui fournir les outils lui permettant dévaluer la pertinence et l’efficacité de sa stratégie et de ses décisions de tutorat quant à la qualité de l’apprentissage et de l’interaction. Nous avons proposé et continuons d’affiner un modèle d’autorégulation et proposerons une collection d’indicateurs destinés à l’autorégulation. La pertinence de ces derniers sera notamment évaluée par des expérimentations avec l’environnement Hop3X. Cet environnement est un EIAH dédié à l’apprentissage de la programmation en Java.
• Adaptation de la situation pédagogique. En nous appuyant sur le modèle de scénario pédagogique ouvert que nous avons proposé dans le cadre de la conception continue d’un EIAH, nous voulons instrumenter les acteurs d’une session d’apprentissage avec un éditeur permettant l’adaptation en temps réel du scénario pédagogique. L’idée est ici d’exploiter nos compétences en Domain Specific Modeling pour faciliter la définition à niveau métier de scénarios pédagogiques productifs, dont la modification en temps réel permettra la reconfiguration dynamique de l’EIAH cible. Les travaux actuels explorent cette possibilité avec l’environnement Hop3X.
• Capitalisation des modèles descriptifs Cette action vise à la modélisation du contexte d’une situation pédagogique. L’objectif est ici de détecter et de capitaliser les usages imprévus d’un EIAH, assimilés dans une première approximation à des adaptations du scénario pédagogique, de les caractériser par des éléments signifiants du contexte de la situation pédagogique (un ensemble d’indicateurs sur l’interaction, un profil d’apprenant, etc.), pour ensuite les soumettre à la réflexion du concepteur du scénario, dans une phase de réingénierie pédagogique. Nous voulons ainsi constituer une base de modèles descriptifs situés et permettre son partage et son exploitation par une communauté de pratiques.