Système de Production de Contenus Pédagogiques Multilingue Rime BOUGHACHA CERIST Alger, Algérie rboughacha@mail.cerist.dz Hassina Aliane CERIST Alger, Algérie haliane@mail.cerist.dz Résumé Les recherches sur les environnements informatiques d apprentissage humain portent sur les principes de conception, de développement et d'évaluation de systèmes informatiques qui permettent à des apprenants d'apprendre en utilisant les TICs. En effet, pour médiatiser le savoir à transmettre, l enseignant doit devenir producteur de supports pédagogiques. Notre objectif dans ce travail est de proposer un modèle générique et modulaire de conception de contenus pédagogiques multilingue décrivant l ensemble des tâches attribuées aux auteurs. Pour ce faire nous proposons un système de production de contenus basé sur un modèle générique de conception de contenus distinguant plusieurs étapes notamment la conception de contenu, indexation et médiatisation. Keywords- environnements informatiques d apprentissage humain; système auteur; modèle de méta-données; scénario didactique ; contenu pédagogique ; indexation ; parcours pédagogique I. INTRODUCTION La plupart des environnements informatiques d apprentissage humain (EIAH) existants sont de simples systèmes d aide à la formation, n apportant pas de réelles nouveautés, on trouve également des systèmes plus complexes, exploitant réellement le savoir actuel en science cognitive et en pédagogie. Cet article porte sur la conception d un environnement informatique pour l enseignement à distance AL-Manhal, plus particulièrement, la production de contenus pédagogiques multilingue. Nous avons élaboré un modèle générique de conception de contenus comportant les étapes principales de conception de contenu, à savoir : la structuration des contenus, la planification des processus d apprentissage (parcours pédagogique et scénario didactique) ainsi que le contrôle pédagogique et enfin l indexation des ressources pédagogiques relative aussi bien à la conception qu à la diffusion des contenus. II. LES SYSTEMES DE PRODUCTION DE CONTENUS PEDAGOGIQUES DANS LES EIAH A. EIAH : environnement informatique d aprrentissage humain Le sigle EIAH signifie «Environnement Informatique d Apprentissage Humain». Un EIAH au sens large est un environnement qui intègre des agents humains (e.g. élève ou enseignant) et artificiels (i.e., informatiques) et leur offre des conditions d interactions, localement ou à travers les réseaux informatiques, ainsi que des conditions d accès à des ressources formatives (humaines et/ou médiatisées) locales ou distribuées [1]. «Le champ scientifique des EIAH correspond aux travaux focalisés sur les environnements informatiques dont la finalité explicite est de susciter et d accompagner l apprentissage humain, c est-à-dire la construction de connaissances chez un apprenant. Ce type d environnement mobilise des agents humains (élève, enseignant, tuteur) et artificiels (agents informatiques, qui peuvent eux aussi tenir différents rôles) et leur offre des situations d interaction, localement ou à travers les réseaux informatiques, ainsi que des conditions d accès à des ressources formatives (humaines et/ou médiatisées), ici encore locales ou distribuées. Il comprend les questions scientifiques et technologiques soulevées par la conception, la réalisation et l évaluation de ces environnements, ainsi que la compréhension de leurs impacts sur la connaissance, la personne et la société» [2]. B. méthodes de production de contenus pédagogiques Les méthodes de production de contenus utilisées dans les systèmes auteurs sont classées selon les étapes principales de conception de contenu, à savoir : la structuration des ressources, la planification des processus d apprentissage (parcours et scénario) ainsi que le contrôle pédagogique et enfin l indexation des ressources pédagogiques relative aussi bien à la conception et à la diffusion des contenus. 1) Structuration des ressources La structuration de l information repose d une part sur des méthodes permettant d expliciter les structures et d autre part sur des procédés informatiques permettant de représenter ces structures.
Les méthodes consistent à identifier les structures typiques du domaine pour en extraire des modèles de structuration valides pour une pratique pédagogique. Les procédés informatiques consistent à fournir des solutions permettant une représentation explicite de la structure des documents numériques à caractère multimédia et interactif. La structure interne des contenus est basée sur plusieurs approches à savoir le concept de brique élémentaire [3] et l unité d information [4]. Les Travaux de normalisation sur la structuration des ressources repose sur l approche EduML[1], RCOS (Reusable Content Object Strategy) [4] et Le modèle SCORM (Sharable Content Object Reference Model) [5]. L ensemble de ces structures est composé hiérarchiquement de niveaux imbriqués, leur différence se situe au nombre de niveaux. 2) Parcours pédagogique et scénario didactique Cette étape revient à définir l ensemble des parcours et scénario prévu pour un contenu, suivant l approche pédagogique proposée par l enseignant et en fonction des activités de l apprenant, afin de parvenir à la production de contenus adaptables. Il existe plusieurs approches pour modéliser le parcours et le scénario tel que le modèle SMART-Learning (Solution for Multimedia Adaptative and CoopeRativeTele-Learning) permettant de représenter les contenus selon une structure hiérarchique basée sur les graphes [6], ainsi que le système SDM (Serveur de Didacticiels Multimédia) qui sépare l organisation des connaissances leurs scénario. Ces approches sont basées sur des standards tel que SCORM (Sharable Content Object Reference Model)[5] ou EML (EducationalModelingLanguage). 3) Le contrôle pédagogique L évaluation des connaissances est l un des enjeux majeurs dans le domaine de l apprentissage. Cependant, tous les types d évaluation (QCM, QCU ) doivent être présents dans la formation. Dans ce contexte, une évaluation peut être considérée comme une unité d apprentissage, élémentaire ou composée. Nous pouvons donc la représenter à l aide des modèles de structuration et de parcours étudiés. La plus part des systèmes auteurs existants suivent cette démarche. Il existe plusieurs modèles de conception et de spécifications des questionnaires indépendants du système comme le Tutorial MarkupLanguage (TML) [7] et IMS-QTI (Question and Test Interoperability) [8]. 4) Indexation des ressources d enseignement Pour pouvoir mutualiser les contenus (réutilisation et partage), plusieurs approches [12] cherchent à décrire et indexer les objets pédagogiques par des méta-données standards. Dans l objectif de proposer un environnement de création permettant la production de contenus standards et réutilisables, il faut bien spécifier la syntaxe et la sémantique des méta-données décrivant un objet pédagogique. Pour cela il existe des standards dominants dans le domaine dont DublinCore (Dublin CoreMeatadata Initiative) et LOM (Learning Object Metadata) [9]. III. ETUDES D OUTILS DE PRODUCTION DE CONTENUS PEDAGOGIQUES Nous présentons quelques systèmes d auteurs relatifs aux différents types d environnement de création existants afin de bénéficier de ces cas pratiques pour l élaboration de la solution envisagée. A. TOOLBOOK Toolbook est l un des outils de création de cours les plus employés dans le monde. Il existe en deux versions, l une, ToolbookAssitant, concerne les utilisateurs non informaticiens, l autre, ToolbookInstructor, pour les développeurs professionnels [4]. Pour la conception de contenu, l utilisateur vise à choisir un modèle de «livre». Une fois la structure du «livre» choisie, l utilisateur construit son contenu sur cette base, en y insérant différents éléments : textes, images, animations, objets interactifs. Ces derniers sont des objets de haut niveau permettant la réalisation de QCM, ou d exercices [4]. Du point de vue ergonomique, en plus de la simplification de création par l assistant d installation, l outil repose sur une interface basée «menus» et contient une barre d outils. En ce qui concerne l environnement d exécution, les contenus produits par l outil nécessitent un run-time pour leurs exécutions. B. ARIADNE L objectif du projet ARIADNE (Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Network for Europe) est de faciliter la production et l échange des ressources pédagogiques multimédias entre les unités de formation [4]. Pour cela, plusieurs outils auteurs ont été mis en place afin de faciliter la création des ressources : OASIS pour la simulation, Test It pour la génération de QCM, Geneval pour la création d exercices d auto-évaluation, SEPHYR et Ophélia pour la création d hypertextes [4]. Les ressources créées sont indexées par le générateur d entête pédagogique (padagogical header generator) puis placées dans le système distribué «Knowledge Pool System», ou «vivier de connaissance» pour le partage. Une fois la ressource dans la base, ARIADNE met à la disposition des utilisateurs, des outils pour la production de scénarii (Curriculum Editor, ou Éditeur de scénario) et la navigation dans ces cours (ARIADNE learner interface, Interface ARIADNE de l utilisateur). Le projet ARIADNE a permis des avancées significatives dans le domaine de l indexation, concrétisée par sa participation prépondérante dans la définition de LOM [9]. Le système rencontre néanmoins des difficultés du point de vue de l interopérabilité [6]. OASIS (Outils Auteur de Simulation Interactive de Scénario) permet aux auteurs de construire des applications pédagogiques interactives, plus précisément des simulations pédagogiques à l aide d outils visuels (différents éditeurs).
Interface multilingue Auteur C. ASPEN ASPEN, comme solution complète et modulable se découpe en plusieurs modules, dont les principaux sont [1] : Aspen Learning Management : solution de gestion de la formation (LMS), Aspen Virtual Classroom : solution de classes virtuelles, Aspen Learning Content Management: LCMS. La solution LCMS d Aspen est une solution Web de création de cours et de travail collaboratif. La création de contenus repose sur l utilisation de «templates» (une centaine de templates existe en standard dans la solution) et d un éditeur WYSIWYG. L outil «Template Editor» permet de créer des templates qui sont responsables des aspects graphiques, de la navigation mais aussi des medias et des contenus présents sur une page. Les contenus produits avec la solution sont compatibles avec le standard SCORM. Différents formats de sortie des cours peuvent être générés : les contenus peuvent être intégrés au LMS d Aspen ou d autres LMS supportant les mêmes standards, mais ils peuvent aussi être placés sur CD-ROM, imprimés au format Word, etc. Des méta-données peuvent être renseignées pour chaque objet du référentiel, et un moteur de recherche permet de retrouver ces ressources. D. Synthèse Nous avons analysé trois environnements de création de ressources pédagogiques destinées aux enseignants, et représentant chacun un type d outil. Pour la conception de contenu nous pouvons dire que les systèmes Toolbook et Oasis sont plutôt spécialisés. Le système auteur Toolbook ne fait pas une séparation entre les étapes d élaboration et suit une démarche plutôt technique, quand à OASIS, il est spécialisé dans la création d application pédagogique interactive et suit une approche de séparation entre le modèle, sa représentation et son scénario. Les systèmes Ariadne et le LCMS Aspen essaient de fournir des environnements complets par l offre d outils de création intégrés et leurs fort intérêts pour la mutualisation des contenus à travers l implémentation de bases de données partagées et l indexation des ressources par des métadonnées standards. Cependant, les deux premiers systèmes utilisent une démarche de conception et un environnement de création et d exécution propriétaire. Ceci peut induire au problème de portabilité des contenus produits, et d interopérabilité entre ces systèmes. Il est donc difficile pour une plateforme de comporter des contenus créés par différents systèmes. De plus, même si nous pensons que la création de contenus peut être résolue par la réutilisation des contenus et leurs composants pédagogiques et médiatiques, le problème d interopérabilité apparaît toujours accompagné d un nouveau problème, celui de recherche de ces ressources, donc leur indexation. Nous proposons de contourner ce problème par la création de contenus multilingues conformes au standard SCORM et indexé suivant les spécifications IMS. IV. L ARCHITECTURE DU SYSTEME DE PRODUCTION DE CONTENU DANS AL-MANHAL Nous présentons l architecture générale de notre environnement informatique d apprentissage «AL-Manhal» avec deux environnements création et apprentissage (voir figure 1). Le système d élaboration de contenu comprend une interface utilisateur multilingue et cinq outils principaux pour la conception d un contenu pédagogique qui sont : Outil de génération de meta-données du contenu. Outil de génération de contenu pédagogique Outil de génération parcours pédagogique Outil de planification didactique Outil de médiatisation Contenu pédagogique Système d indexation de contenu pédagogique multilingue Tuteur Elaborer Cursus App Elaborer Cursus Group Animation de session Elaborer le plan de formation Suivre une session d apprentissa ge Apprenant Environnement de création Système de Production de Contenus pédagogique Multilingue Outil de génération de métadonnées multilingue Outil de génération des unités d apprentissage Outil de génération du parcours pédagogique Planification didactique Médiatisation Environnement d apprentissage Cursus apprenant, cursus groupe, plan de formation, contenu pédagogique Profil Suivi Apprenants, groupes, Intervenants, domaines, disciplines, Niveaux Figure 1. l architecture générale de l'environnement d'apprentissage «AL- Manhal»
A. Interface utilisateur multilingue L interface utilisateur permet d établir une liaison de l auteur avec le système en présentant les fonctionnalités et les services du système sous forme d une interface graphique. Cette interface est multilingue, elle se charge de la présentation des outils du système d élaboration de contenus suivant la langue choisie préalablement par l auteur. Le système utilise des fichiers xml contenant la structure du lexique de toutes les fonctionnalités du système. Cette structure est traduite en trois langues : arabe, français, anglais. B. L outil de géneration de méta-données multilingue Le modèle utilisé dans notre architecture est «Learning Object Metadata» ou LOM [9], bien que le LOM est le modèle le plus utilisé et accepté comme norme internationale, mais aussi le plus critiqué de ces standards. À la base du LOM-IEEE se trouve un schéma de neuf catégories de métadonnées ayant trait à des aspects variés de la ressource : général, cycle de vie, méta métadonnées, technique, pédagogique, relations, droits, commentaires, classification. Nous proposons d enrichir la norme LOM en ajoutant une autre catégorie : «Classification par domaine», cette catégorie permet de définir les domaines et les sousdomaines de formation associés à la ressource d une part. Nous proposons aussi d adapter le schéma des catégories de métadonnées en plusieurs schémas suivant le contexte du domaine de connaissance utilisé. En effet, l utilisation du LOMFR déjà existant pour le module de français et la création du LOMAR une extension de LOM-IEEE pour la langue arabe décrivant les spécificités de la langue arabe. De ce fait l auteur conçoit en premier lieu les metadonnées du contenu pédagogique via un générateur multilingue de meta-données. Et d autre part adapter l interface de ce générateur suivant le domaine de la connaissance de la ressource en particulier les modules de la langue arabe utilisés dans notre système éducatifs. C. L outil de parcours pédagogique et scénario didactique 1) Parcours pédagogique Le parcours pédagogique consiste à organiser et décrire les transitions entre les différentes notions [10]. La gestion du parcours revient à déterminer le déroulement du cours exprimé par le choix de la prochaine notion. On retrouve donc les mêmes principes vus dans les systèmes étudiés (Smart-Learninget SDM). Cela permet l adaptation des parcours au profil de l apprenant et son état d avancement. Une nouvelle dimension sera donc ajoutée à la structure hiérarchique du contenu déterminant ainsi le sens du parcours. L arborescence sera donc transformée, suite à la définition des parcours pédagogiques, à un graphe de notion (voir figure 2). Nous présentons les quatre liens: Lien de pré-requis : le passage à la notion i+1 ne peut se faire que si le notion i est acquise. Lien conditionnel : le concepteur de contenu peut déterminer d autres conditions de passage entre les notions : temps passé, score atteint, etc. Lien par défaut : Il suffit que la notion i-1 soit vue pour passer à la notion i. Lien vide : c est dans le cas de deux notions totalement indépendantes. Figure 2. graphe de notion 2) Scénario didactique La planification didactique permet d organiser l évolution dans le temps du statut des connaissances relatives à la notion à enseigner en une suite d actes pédagogiques (instructions, évènements ou actions) exécutés séquentiellement sur les médias utilisés (lire un texte, rédiger une synthèse, suivant la situation d apprentissage, le niveau et la population ciblés, la difficulté de la matière, l approche pédagogique, les moyens disponibles, le type de guidage et d interaction. Par conséquent, en se basant sur les modèles EML (Ecological Metadata Language)et SCORM (Sharable Content Object Reference Model), nous pouvons définir un acte pédagogique comme une activité élémentaire correspondant à la granularité la plus fine de situation d apprentissage durant laquelle l apprenant agisse ou interagisse au sein d un environnement défini et pour une durée déterminée, en générale courte et contiguë. De ce fait, il peut comporter tout type d objet médiatique sur lequel s exerce une instruction, ou peut être un évènement ou une action attendue de l apprenant. Figure 3. Séquence d'apprentissage
Chaque séquence (voir figure3) représente un processus d enseignement et possède un état initial de départ, et un état final à atteindre. L ordre des instructions (actes) permettant la transition entre ces deux états peut être exprimé par l attribution à chaque instruction : un ordre, des préconditions et des post-conditions. D. L outil de planification didactique A ce niveau, l auteur détermine les séquences possibles de chaque notion. Pour chaque séquence, l enseignant précise les règles de séquencement qui seront traitées par le module de planification didactique. Ce module relie les séquences aux notions et leur associe les règles d adaptation. E. L outil de médiatisation Il s agit à ce niveau de mettre en œuvre le contenu pédagogique et sa représentation par l association des ressources médiatiques aux actes pédagogiques du scénario dans le fichier XML 1 du contenu, et la détermination de leur représentation par l expression des règles d affichage dans une feuille de style XSL 2. Ou bien l importation de style définis préalablement effectué et choisi par le concepteur luimême. F. Géneration du package de contenu Lorsque l enseignant désire visualiser son contenu ainsi que lors de l étape de raffinage pour le test et la validation sur une plate-forme de l environnement d apprentissage, pour cela, le système devra générer la version d exécution désirée, comme expliqué ci-dessous (figure 4): Figure 4. Le package de contenus pédagogiques multilingues La génération du contenu dans le système se présente dans un format intermédiaire dans un premier temps, ce format est converti dans un format de sortie standard, celui de SCORM afin d assurer la réutilisation et la compatibilité. Interpréter les fonctions de retours de façon qu elles soient conformes aux fonctions de l API SCORM [5] et à ses règles de séquencement et de navigation. Néanmoins, même si on puisse décrire le scénario par ses pré et post- l implémentation du parcours reste difficile à gérer vu les limitations de SCORM. Une solution est d insérer les traitements à l intérieur même des activités à l aide des fonctions de retours pour l interprétation des règles de parcours. Pour cela, le fichier d interprétation de ces fonctions sera associé aux autres fichiers XML pour générer le package du contenu. V. EXPERIMENTATION DU SYSTEME AVEC LA PLATEFORME AL-MANHAL L EIAH AL-Manhal multilingue existe en une version Servlet JAVA. Cette version est adaptée pour des besoins bien spécifiés des utilisateurs. On peut découper en deux parties le développement de l environnement de l exécution SCORM : Une première partie écrite en JAVA dans laquelle nous avons développé la servlet qui établit la communication entre un cours SCORM et la plateforme. Ainsi qu un adaptateur qui permet de faire communiquer les scripts qui existent dans les SCOs 3 [5] et la servlet. Le développement des éléments d affichage du cours et la gestion de la communication entre Servlet et la base des données du système d un côté et entre le cours SCORM, et la servlet de l autre côté. La figure 5 donne une vue globale sur l environnement d exécution d un cours SCORM implémenté sur le système de gestion AL-Manhal. Nous décrivons ce schéma suivant ses deux grandes parties : Partie serveur et partie client. Module de gestion de séquence GestionSéquence.xml Communicatio n entre SCORM et plateforme Plateformeséq uence Liens entre SCRIPTs et Servlet Menu du cours (Parcours) Navigation dans les pages Figure 5. Expérimentation avec l environnemnt AL-Manhal A. Partie client Menu BD du système Modèle de données API (imsclient.jar) SCO LMS MAIN Adaptateur.js << >> Contenu Javascript Asset Serveur LMS Gestion Menus Côté Client Frame d execution du cours Affichage du contenu Dans la partie client du schéma on visualise les éléments qui permettent la présentation et le déroulement d un cours SCORM sur le système. C est au niveau du frame «LMSFrame» que nous gérons les éléments de cette partie. Les trois éléments qui constituent cette frame sont : La partie «LMSMain» : Elle permet le lancement et l initialisation du cours SCORM via la servlet «imsclient.jar». Elle permet aussi la communication XML 1 : Extensible Markup Language XSL é : extensible Stylesheet Language SCO 3 : Shareable Content Object
entre le cours et le serveur du système via l adaptateur «Adaptaeur.js». La partie «Menu» permet de gérer l affichage du menu du cours et la navigation entre ses éléments. C est à partir du menu que l apprenant lance les SCOs et les Assets21 [5] de son module SCORM. La partie «Contenu» permet d afficher le contenu du cours. Elle permet aussi d établir la communication entre les scripts existants dans les SCOs et la servlet via l adaptateur. B. Côté serveur Dans la partie serveur, on visualise les composants suivants: La base des données du système dans laquelle sont stockées les données du système. Le modèle de données qui permet l enregistrement et le transfert des données entre la base des données et la servlet. En effet, l environnement d exécution SCORM utilise le modèle de données LOM avec les différentes versions LOMFR pour la langue française et LOMAR pour la langue arabe. Le module de gestion de séquencement du cours : Il permet de gérer le menu et la navigation entre les éléments du cours (SCO et Asset). Le module de gestion des menus : Permet de gérer l affichage des éléments du frame de présentation du cours. VI. CONCLUSION L étude des environnements de création de contenus pédagogiques nous a permis de mettre en avant l importance des travaux réalisés entre Informatique et Éducation depuis près d un demi-siècle. Ainsi, dans l objectif d apporter une contribution théorique et méthodologique à l élaboration d un environnement de création de contenus notamment les contenus de la langue arabe, cette étude vise la réalisation des outils logiciels pédagogiques, simples et en ligne proposant à des enseignants novices en informatique de créer des contenus pédagogiques répondant aux besoins des apprenants en terme d adaptabilité, de portabilité et de suivi. IL existe des études synthétiques sur les différents domaines, modèles et systèmes en relation, pour apporter une solution répondant aux besoins de l enseignant et centré sur la pédagogie. La proposition d un environnement de production de contenus suffisamment générique et interopérable a relevé notre intérêt aux questions de normalisation et de l amélioration des standards selon les domaines de connaissances multilingue utilisés dans les systèmes éducatifs. [2] M. Loiseau, Élaboration d'un modèle pour une base de textes indexée pédagogiquement pour l'enseignement des langues, Thèses Université Stendhal - Grenoble III, 2009 [3] N. Delestre, METADYNE, un hypermédia adaptatif dynamique pour l enseignement, thèse de doctorat, Université de Rouen, Janvier 2000. [4] D. Deuff, Structuration et représentation de contenus multimédias pour une application dans le domaine de l éducatio, thèse de doctorat, Université derennes, 10 juillet 2003 [5] Advanced Distributed Learning (ADL), Sharable Content Object Reference Model (SCORM) - 2004 Overview, http://www.adlnet.org/ [6] S. Crozat, Eléments pour la conception industrialisée des supports pédagogiques numériques, Thèse de doctorat, Université de Technologie de Compiègne, Laboratoire Heudiasyc, 2002. [7] T. Vantroys, Du langage métier au langage technique, une plateforme flexible d exécution de scénarios pédagogiques, thèse de doctorat, Université des Sciences et Technologies de Lille, France, 16 décembre 2003 [8] IMS Question & Test Interoperability : An Overview. Final Specification Version 1.2, IMS Global Learning Consortium, 11 février 2002. http://www.imsproject.org/question/qtiv1p2/infomodel.html [9] B. De La Passardière, M. Grandbastien, Présentation de LOM v1.0, standard IEEE, Revue Sciences et Techniques Educatives, Hors série 2003 [10] J-P. Pernin Quels modèles et quels outils pour la scénarisation d activités dans les nouveaux dispositifs d apprentissage?, Institut national de recherche pédagogique, ERTé e-praxis, Laboratoire CLIPS-IMAG Grenoble. novembre 2003. [11] J-P. Pernin, Objets pédagogiques : unités d apprentissage, activités ou ressources?, Laboratoire CLIPS-IMAG à Grenoble, Séminaire LICEF, 31 Janvier 2003 [12] B.FYAMA, Développement d'une méthodologie d'échange des métadonnées des objets numériques d'apprentissage, pour une interopérabilité entre plates-formes d e-learning hétérogènes : Cas de l Université de Lubumbashi (R.D Congo) et de ses partenaires belges. Thèse Doctorat en Ingénierie Informatique.2012 REFERENCES [1] S. George, Apprentissage collectif à distance.splach : un environnement informatique support d une pédagogie de projet, Thèse de doctorat de l Université du Maine.2001