Représentation graphique de scénarios pédagogiques abstraits : expérimentation entre IMS-LD et UML

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1 Session 3. Système de production et de gestion de contenu Représentation graphique de scénarios pédagogiques abstraits : expérimentation entre IMS-LD et UML Pierre Laforcade MCF 27 pierre.laforcade@lium.univ-lemans.fr Projet REDiM (Réingénierie des Eiah Dirigée par les Modèles) Laboratoire d'informatique de l'université du Maine (LIUM)

2 Plan 1. Contexte de recherche 2. Expérimentation 3. Bilan/discussion Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 2

3 Contexte général de recherche Projet REDiM : objectifs principaux Ré-ingénierie des EIAH dirigée par les usages Fort intérêt pour la définition/spécification/ré-ingénierie de scénarios d'apprentissage Intérêts/travaux au sein du projet REDiM Application des théories et résultats des domaines de l'ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et du Model Driven Architecture (MDA) à la scénarisation pédagogique dans un processus mixte d'ingénierie/ré-ingénierie Scénario «métier» Scénario «abstrait» Scénario déployé Plate-forme Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 3

4 Contexte des travaux actuels Scénario «métier» [EIAH 05] CPM IMS-LD UML4LD IMS-LD Scénario Scénario déployé «abstrait» Plate-forme Intérêt pour les transformations «métier» «abstrait» Des travaux existants et des premiers résultats Travaux présentés Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 4

5 Contexte des travaux : terminologie Scénario pédagogique «métier» Objectifs Guide pour la conception Support de réflexion (éventuellement réutilisable) Caractéristique Compréhensible par les concepteurs (enseignants, etc.) car à niveau «connaissance» (Newell, 1982) Caractéristiques d'un langage de scénarisation «métier» Propre à une communauté de concepteurs (peut donc être limité à une discipline, une approche pédagogique, etc. Formalisme visuel (textuel, graphique,...) + ou formel, + ou opérationnalisable Exemples le langage CPM MISA/MOT+ Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 5

6 Contexte des travaux : terminologie Scénario pédagogique «abstrait» Objectifs Faciliter l'interopérabilité du scénario sur différentes «plates-formes» de formation Faciliter la réutilisation, l'échange Caractéristique Interprétable par la machine Caractéristiques d'un langage de scénarisation «abstrait» Formel : doit limiter l'ambiguïté de l'interprétation de la sémantique du scénario Opérationnel Indépendant des plates-formes de formation Exemples Le langage IMS-LD Le langage LDL Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 6

7 Enjeux et verrous de la transformation entre scénarios abstraits et scénarios métiers Transformation d'un scénario abstrait en scénario métier ou représentation «métier» d'un scénario abstrait Enjeux Faciliter la réutilisation et l'échange de scénarios pédagogiques abstraits Amélioration de leur compréhension/interprétation par des enseignants/concepteurs Ramener à niveau «connaissance» (métier) des informations sur l'activité d'apprentissage effective... scénario «descriptif», observations, traces d'usages, etc.... lorsque spécifiés dans un langage formel «abstrait» Verrous Scientifique : comment spécifier et mettre en oeuvre des transformations entre différents langages de scénarisation pédagogique? Technologique : comment prendre en compte la diversité des espaces technologiques employés par les différents langages de scénarisation? Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 7

8 Schématisation de la transformation Business language Abstract language Business Abstract Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 8

9 Plan 1. Contexte de recherche 2. Expérimentation 3. Bilan/discussion Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 9

10 Cadre général d'expérimentation Objectif de l'expérimentation Représenter automatiquement des scénarios pédagogiques abstraits spécifiés avec IMS-LD sous forme de diagramme d'activités UML Enjeu général Réduire la complexité de la transformation/représentation «métier» à de la représentation graphique (même syntaxe abstraite mais notation/formalisme différent) Objectifs scientifiques Découvrir les verrous liés à ce type de transformation Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 10

11 Retour sur la schématisation de la transformation 3 UML4LD language IMS-LD meta-model Pas de correspondance : même syntaxe abstraite 2 IMS-LD language IMS-LD meta-model 1 UML Profile for IMS-LD IMS-LD XML schema UML4LD activity diagram IMS-LD scenario Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 11

12 Présentation générale d'ims-ld Standardisation des EML (Educational Modeling Language) par le consortium IMS Objectifs Spécifier formellement des unités d apprentissage Description des ressources et du scénario les manipulant Favoriser la réutilisation/interopérabilité des unités d apprentissage sur les plates-formes de FAD Positionnement Conception détaillée [IMS, 03] Justification de l'expérimentatio n Narration (issue de la phase d analyse)diagramme d'activité UML Modèle XML Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 12

13 Contexte d'expérimentation et choix Modèle source Scénario spécifié avec IMS-LD Niveau A de IMS-LD (learner-role, staff-role, learning-activity, play, act, rolepart, support-activity, etc.) Scénarios testés extraits des Best Practices d'ims [IMS, 03] Modèle cible Diagramme d'activité UML Choix de personnalisation d'uml pour que le diagramme d'activité résultant décrive explicitement les concepts d'ims-ld Proposition développée et outillée Mise en place d'un profil UML (ensemble de mécanismes d'extensions) dédié à IMS-LD : UML4LD Implémentation du profil UML4LD dans un Atelier de Génie Logiciel existant Développement du code réalisant la génération automatique du diagramme d'activité Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 13

14 Profil UML4LD : liaisons entre la syntaxe abstraite d'ims-ld et la syntaxe concrète d'uml Syntaxe abstraite d'ims-ld le modèle conceptuel d'ims-ld niveau A Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 14

15 Profil UML4LD : liaisons entre la syntaxe abstraite d'ims-ld et la syntaxe abstraite d'uml Syntaxe abstraite d'un diagramme d'activité UML La sous-partie du méta-modèle d'uml dédiée aux Activity Graphs Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 15

16 Profil UML4LD : liaisons entre la syntaxe abstraite d'ims-ld et la syntaxe concrète d'uml Correspondances entre les concepts abstraits d'ims-ld et les éléments de syntaxe concrets d'uml les modélisant Le choix des éléments de modélisation UML étendus à l'aide des stéréotypes garantit que les relations entre concepts d'ims-ld sont conservés dans les relations entre ces stéréotypes Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 16

17 Implémentation du profil UML4LD Intégré sous forme de module à l'agl Objecteering Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 17

18 Développement du code de la génération automatique Détails techniques Utilisation du langage J (langage propriétaire de l'agl Objecteering) Utilisation de différentes librairies (API DOM, API de création d'éléments de modélisation, etc.) Démarche de génération automatique développée et outillée 1. Importation du scénario IMS-LD 2. Génération automatique d'un modèle UML4LD correspondant Transformation impérative dirigée par l'analyse séquentielle du fichier XML source 3. Projection des éléments de modélisation dans un diagramme d'activité Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 18

19 Illustration - Le scénario initial Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 19

20 Illustration - Le diagramme d'activité UML correspondant proposé par IMS Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 20

21 Illustration - Le diagramme d'activité UML4LD généré automatiquement Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 21

22 Plan 1. Contexte de recherche 2. Expérimentation 3. Bilan/discussion Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 22

23 Bilan/discussion Travaux présentés/discutés La proposition UML4LD De IMS-LD à un diagramme d'activité UML Une démarche technique outillée et expérimentée montrant la valeur ajoutée de disposer automatiquement d'une représentation graphique explicite à partir d'un scénario abstrait Les enjeux de la transformation entre scénarios abstraits et scénarios métiers Verrous mis en exergue par l'expérimentation Difficulté du travail d'abstraction Certains concepts/relations sont explicites, d'autres implicites car liés à l'expressivité de la notation Difficulté du travail de binding vers une notation particulière Les éléments de notation sont des éléments de modélisation du formalisme considéré Difficulté du travail de visualisation Nécessité de mettre en place des algos de positionnement Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 23

24 Merci... des questions? Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 24

25 Annexes Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 25

26 What is MDE/MDA? MDE (Model Driven Engineering) idea A system is developed by refining models starting from higher and moving to lower levels of abstraction until code is generated Refinement is implemented by transformations over models MDA (Model Driven Architecture) approach (from OMG) 3 classes of models CIM (Computer Independent Model) The domain model or enterprise model Specify what the system is expected to do PIM (Platform Independent Model) The computerized domain model : computer-readable Independent from specific platforms (EJB, Corba, SQL, etc.) PSM (Platform Specific Model) The PIM with the details of how it will be implemented on a specific platform Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 26

27 Characteristics of this new approach Not IMS-LD-centered IMS-LD is just an example of language for abstract scenarios Model-centered approach Separation of concerns according to the kind of learning scenario (domain/abstract/deployed) Important role supported by the scenarios transformations Domain scenario 1 CPM / IMS-LD 2 Abstract scenario IMS-LD / UML profile for LD Deployed scenario Personal concerns about CIM PIM transformations Already some existent research works and results Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 27

28 Global overview of MDE/MDA applied to scenarios Domain scenario Abstract scenario Deployed scenario Models for what? Models for who? Main objectives Learning theorydependent CIM * PIM * PSM * - Describe the learning scenario in a formal w ay. - Describe the scenario in a LMSindependent form - Promote the exchange and interoperability of LMS-independent scenarios - Guide for the design and the reuse; - Ease the exchanges of learning scenario w ithin a same learning design community of practice Yes/no Yes/no (e.g. IMS- LD: independent because of the pedagogical flexibility objective) - Guide the configuration of the specific LMS or runtimeenvironment Depend on the considered platform LMS-dependent Yes/no no yes Public for handling models Human Machine Machine Examples of dedicated languages CPM, MOT+ IMS- LD, LDL The LMS' metamodels (some are given by LMS vendors, others need abstraction and modeling efforts in order to be specified) Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 28

29 Example: IMS-LD to UML4LD Transformation details UML4LD: UML profile dedicated to IMS-LD Level A hard-coded facility Imperative transformation From......to Toulouse, 25 octobre 2006 Pierre Laforcade 29