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SCIENCES ET TECHNIQUES EDUCATIVES

Résumés - Volume 3 - 1996


Volume 3, n°1 - 1996 

Guy GOUARDERES
Editorial 

Nathalie MASSEUX, Florence MICHAU 
Découverte guidée sur simulateur pour l'apprentissage de l'automatique par des élèves-ingénieurs. 
Guided discovery with a simulation based-environment for Control engineer students 

Résumé 
L'évolution des disciplines des sciences de l'ingénieur fortement marquée par l'utilisation d'outils logiciels de CAO motive le développement d'environnements d'apprentissage axés sur ces outils, notamment sur leur fonctionnalité de simulation. Les limites des réalisations pédagogiques récentes dédiées aux sciences de l'ingénieur montrent la nécessité de ne pas se contenter d'exploiter des principes pédagogiques traditionnels habillés de supports pédagogiques modernes pour améliorer la formation des ingénieurs de demain. Cet article a pour but de présenter un modèle d'architecture logicielle d'un environnement de "découverte guidée" justifié par des fondements didactiques et donnant une illustration concrète d'une des théories d'apprentissage les plus récentes : le constructivisme. L'occasion est donnée à l'élève-ingénieur d'avoir un rôle actif dans le processus de construction de ses connaissances et de s'initier à l'expérimentation scientifique lors d'activité de simulation. 

François PACHET, Jean-Yves DJAMEN, Claude FRASSON, Marc KALTENBACH 
Un mécanisme de production de conseils exploitant les relations de composition et de précédence dans un arbre de tâches. 
An advice production mechanism exploiting part-whole and precedence relations in a task tree 

Résumé. 
Cet article décrit un mécanisme permettant d'exploiter de manière systématique un arbre des tâches, pour la production de conseils pertinents donnés à des utilisateurs d'appareils dans un contexte de formation. Ce mécanisme exploite deux liens privilégiés entre tâches : le lien de composition, liant une tâche à ses sous-tâches, et le lien de précédence, représentant les contraintes de précédence temporelle entre sous-tâches. Nous illustrons notre mécanisme sur des exemples extraits d'un système d'apprentissage d'une pompe à infusion utilisée dans les unités de soins intensifs. 

Gilbert PAQUETTE 
La modélisation par objets typés - une méthode de représentation pour les systèmes d'apprentissage et d'aide à la tâche. 
Modelling using object types - a knowledge representation technique for learning environments and task support systems 

Résumé. 
Nous présentons une méthode de représentation des connaissances appelée "Modélisation par objets typés" (MOT) adaptée aux besoins de concepteurs pédagogiques qui désirent définir un système d'apprentissage ou un système d'aide à la tâche. Un formalisme graphique a été développé en visant un certain nombre d'objectifs : simplicité d'utilisation par des usagers non familiers avec la modélisation des connaissances, expressivité des représentations dans une variété de situations et de domaines de connaissances, transparence de la syntaxe par rapport aux relations entre les connaissances et à la sémantique d'un domaine. L'originalité de ce système de représentation réside dans le traitement intégré de quatre types de connaissances, les faits, les concepts, les procédures et les principes, et de six types de liens soumis à certaines contraintes d'intégrité ; elle tient également à sa capacité à représenter des catégories de modèles complexes tels que les systèmes conceptuels, les théories, les processus et les méthodes. Sur cette base, nous présentons également un éditeur graphique qui a fait l'objet d'un certain nombre d'expérimentations de terrain pour la conception pédagogique et la définition de systèmes éducatifs. Nous évaluons les résultats et identifions les perspectives pour des recherches ultérieures. 

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Volume 3, n°2 - 1996

Martial VIVET 
Editorial 

Cyrille DESMOULINS 
Le diagnostic de la correction d'une figure géométrique : le système TALC. 

Résumé.
Nous présentons un système pour l'enseignement de la géométrie, TALC, dont l'objectif est de donner à un apprenant un diagnostic sur la correction de la figure qu'il a construite par rapport à son énoncé défini par un enseignant. Ce système est essentiellement défini par le contrat d'enseignement qui lie enseignant et apprenant à travers lui. Ce contrat est défini d'un part par les langages donnés à chacun des contractants et d'autre part par une relation logique reliant objectif, contexte et solution. A partir de cette définition, nous présentons les principales questions liées à sa mise en oeuvre et les résultats obtenus. Nous présentons finalement les recherches que nous avons engagées dans la génération d'explication sur les erreurs de l'apprenant. 

ABSTRACT. We report on a computer system for teaching geometry, TALC. It provides a diagnosis to a learner about the correctness of the figure he constructed as regards to the teacher text. TALC's definition is essentially given by the contract established between the teacher and the learner through itself. This contract is defined both by the Language provided to these two users and by a logical relation required on the text, the context and the solution of an exercise. With this definition, we discuss about the main implementation issues and present the experimentation results. Finally, we present our first results about generating explanations to the learner about his geometrical misconceptions. 

MOTS-CLES : EIAO, enseignement, géométrie, démonstration automatique, spécification logique, contrat d'enseignement, diagnostic, explication. 

KEY WORDS : ILE, ITS, geometry, automated deduction, logical specification, teaching contract, diagnosis, explanation. 

Philippe BERNAT 
Modélisation des connaissances et de l'interaction dans un logiciel de résolution de problèmes en géométrie : CHYPRE 

Résumé.
CHYPRE est un logiciel qui veut aider l'élève de classe de quatrième à résoudre des problèmes de géométrie plane élémentaire sans lui imposer ni une démarche prédéfinie ni un formalisme contraignant. Nous présentons dans cet article les analyses didactiques qui nous ont mené à la conception de ce logiciel qui ne veut ni imiter la résolution telle que la pratique un expert, ni imiter une démarche pédagogique existante. La définition des connaissances et de l'interaction se veulent suffisamment souples pour tenir compte de situations didactiques particulières. 

ABSTRACT. In this paper, we present CHYPRE, which is an open learning environment for geometric problem solving. The aim of CHYPRE is not to imitate an expert method nor to implement an existing pedagogical approach but CHYPRE allows much freedom to explore a problem and to test any plan of resolution. We analyze the process of problem solving and present a didactic point of view. Knowledge and interaction models are flexible enough to allow adaptation of the system with particular didactic situations. 

MOTS-CLES : EIAO, géométrie, résolution de problèmes 

KEYWORDS : Interactive Learning Environments, geometry, problem solving 

Dominique PY 
Aide à la démonstration en géométrie : le projet Mentoniezh 

Résumé.
Le projet Mentoniezh (géométrie, en breton) vise à développer un tuteur intelligent pour la démonstration en gféométrie euclidienne plane, destiné aux classes de collège. Le système est constitué d'un résolveur pédagogique qui détient l'expertise géométrique et d'un tuteur qui guide et corrige l'élèe tout au long de la résolution du problème. Il utilise plusieurs types de connaissances : des connaissances sur la géométrie, des connaissances sur l'élève et des connaissances pédagogiques. Cet article présente un exemple d'interaction élève/tuteur, décrit la modélisation des connaissances adoptées et présente les expérimentations du système réalisées au collège. 

ABSTRACT. The goal of Mentoniezh (geometry, in Breton language) project is to develop an Intelligent Tutor System for proving in elimentary plane geometry. The system is made of a pedagogical solver, which has the geometric expertise, and a tutor, which guides and corrects the pupil all along the resolution process. The system uses several knowledge types : geometrical knowledge, knowledge on pupils and pedagogical knowledge. This paper presents a sample interaction pupil/tutor, describes the chosen knowledge modelling, and reports on experiments in schools. 

MOTS-CLES : Tuteurs intelligents, demonstrations, géométrie 

KEYWORDS : Intelligent Tutoring Systems, proof writing, geometry 

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Volume 3, n°3 - 1996

Martial Vivet 
Editorial 

Delphine Renié, Thierry Chanier 
ÉLÉONORE : quelle place pour la collaboration dans un environnement d'apprentissage du français langue seconde? 
ÉLÉONORE : what scope for collaboration in a French as a second language learning environment? 

Résumé.
Ces dernières années, la communauté de chercheurs s'intéressant à l'apprentissage assisté par ordinateur a commencé à prendre en compte un type d'apprentissage différent comme alternative aux modes traditionnels : l'apprentissage collaboratif. Nous cherchons à savoir si la collaboration pourrait être bénéfique pour un environnement d'apprentissage d'une langue seconde. Pour cela, nous faisons référence à plusieurs domaines de recherche tels que la Linguistique Appliquée, la Psychologie de l'Education, l'Intelligence Artificielle et Education. A partir de là nous proposons une application de l'apprentissage collaboratif à un domaine particulier de la langue seconde : les interrogatives du français dans leur dimension pragmatique. 

ABSTRACT In the last few years, the community working on Computer Assisted Learning has started considering a different type of learning as an alternative to traditional ones : collaborative learning. We are addressing the question of defining how collaboration could be beneficial to a computer environment for seconde language learning. In order to answer that question, we refer to various research fields, such as Applied linguistics, Psychology of Education, Artificial Intelligence and Education. From thereon we propose an application of collaborative learning to one particular domain of the second language : interrogative sentences in French in their pragmatic dimension. 

MOTS-CLÉS. collaboration, interaction, acquisition de la pragmatique, acquisition d'une langue seconde, apprentissage des langues assisté par ordinateur. 
KEY-WORDS. collaboration, interaction, learning of pragmatics, second language acquisition, computer-assisted language learning. 

Anne Lapujade, Christian Ernst 
Un panorama des systèmes d'aide à la conception de logiciels éducatifs. 
An overview of courseware computer assisted design tools 

Résumé.
Cette article présente les différents types de systèmes d'aide à la conception de logiciels éducatifs qui font actuellement l'objet de travaux de recherche. Pour présenter ces systèmes, nous proposons une typologie issue du génie logiciel qui s'articule autour de la notion de processus de développement de logiciels. Cette typologie distingue trois catégories de systèmes par rapport à leur couverture des phases du processus de développement de logiciels éducatifs : des outils qui permettent d'effectuer une tâche particulière au sein d'une phase, des ateliers qui intègrent, pour une même application, plusieurs outils permettant de réaliser entièrement une phase et des environnements qui permettent d'intégrer plusieurs phases du processus de développement. Pour chaque catégorie, nous présentons plusieurs systèmes. 

ABSTRACT.This article presents different kinds of courseware computer assited designed tools that is possible to meet at a research level. In this presentation, we propose a typology drawn from software engineering articulated around the concept of design process. This typology makes a distinction between three kinds of systems ; tools making a particular task in one step of the design process, workbenches integrating tools to perform a step of the design process and environments integrating several design process steps. We present several systems associated with each kind of system. 

MOTS-CLÉS : système d'aide à la conception, système de formation, processus de développement. 
KEYWORDS : computer aided design system, training system, design process 

Gabriel Michel, Jean-Claude Sperandio 
L'analogie dans l'apprentissage de la programmation. 
Analogy in learning how to program 

Résumé.
L'apprentissage de la programmation aboutit parfois à des échecs, particulièrement dans des filières universitaires dites non-scientifiques. Après une analyse du recours aux analogies en apprentissage, nous présentons une expérience d'utilisation d'analogies multiples dans le cadre de l'introduction de la programmation. Celles-ci ont été conçues dans le but de donner aux étudiants une bonne représentation du dispositif informatique. Les résultats de cette démarche sont analysés. 

ABSTRACT. Learning to program does not always end successfully, in particular for the non-scientific faculties of universities. After having taken an analysis of the use of analogies in teaching, we present here a practical experiment of multiple analogies in a programming course for novices. This analogies were conceived in order to give the students a representation of the device. The results of this process are analyzed on the following pages. 

MOTS-CLÉS : analogie, analogies multiples, apprentissage de la programmation. 
KEYWORDS : analogy, multiple analogies, learning to program. 

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Volume 3, n°4 - 1996

Guy Gouardères, Martial Vivet 
Editorial 

Yves Cartonnet, Alain Durey 
Une assistance multimédia interactive pour les séances de travaux pratiques? Evaluation. 
An interactive multimedia assistance for pratical work teaching? Evaluation. 

Résumé.
Ce travail part du constat que la structure d'enseignement par les travaux pratiques (T.P.) est généralisé à toutes les formations de sciences et technologies industrielles (STI). Une difficulté est que le professeur ne peut pas s'occuper de sept ou neuf binôme en même temps en début de séance. Cette recherche veut donc mesurer l'efficacité de trois protocoles d'enseignements différents: démonstration du professeur, polycopié, ou Assistance Multimédia Interactive (AMNI) du point de vue des apprentissages opératoires. Les résultats sont les suivants. Premièrement, nous avons élaboré une méthode d'analyse des structures temporelles des séances de T.P. par vidéos et actigrammes. Deuxièmement, les protocoles s'ordonnent ainsi : celui avec démonstration permet aux étudiants de réaliser 19 mesures en deux heures, celui avec l'AMNI 15 et celui avec polycopié 8,5. Ces différences sont significatives statistiquement. Troisièmement, nous avons défini les spécifications des AMNI, deux prototypes ont été réalisés et sont actuellement utilisés en Licence de Technologie-Mécanique. 

Xavier Dubourg 
Outils de conception en EIAO, un exemple de mise en œuvre : la conception de Repères. 
Conception tools for interactive learning environment. 

Résumé.
Cet article traite de la conception au sein d'une équipe pluridisciplinaire d'Environnement Interactifs d'Apprentissage avec Ordinateurs (EIAO). Nous avons centré notre travail dans le cadre d'une problématique d'usage sur la modélisation et la gestion de l'interaction élève-machine dans les EIAO. Après avoir explicité cette problématique, et montré la nécessité de nouveaux outils pluridisciplinaires de conception, nous présentons l'outil conceptuel de la "situation d'interaction" ainsi qu'un exemple de situation issu du projet Repères. 

Stephane Leman, Pierre Marcenac, Sylvain Giroux 
Un modèle multi-agents de l'apprenant. 
A student model with a multi-agent approach.

Résumé.
Notre objectif est de construire un modèle de l'apprenant avec ue approche multi-agents. Les connaissances de l'apprenant sont représentées par plusieurs niveaux de granularité. A chaque type de connaissance correspond un type d'agent. La description interne, l'organisation dans des graphes de raisonnement, ainsi que la modification dynamique de ces agents au cours de la résolution des problèmes par l'apprenant sont décrits dans la première partie de cette article. Par ailleurs, lorsque l'apprenant effectue un raisonnement plus complexe, mettant en jeu plusieurs agents, ce raisonnement est reconnu comme un sous-ensemble d'un raisonnement expert et est modélisé dans le système par un agent complexe. L'algoritme d'expertisation permettant cette reconnaissance et cette modélisation des raisonnements est détaillé dans la seconde partie de cette article.