SCIENCES ET TECHNIQUES EDUCATIVES
Résumés Volume 6 - 1999
Volume 6 no 1 - 1999
Numéro spécial
Simulation et formation professionnelle dans l'industrie
coordonateurs : Guy Gouardères, Michelle Joab
M. Crampes, G. Saussac
Facteurs qualité et composantes de scénario pour la conception de
simulateurs pédagogiques à vocation comportementale
RÉSUMÉ :
Les simulateurs pédagogiques à vocation comportementale comptent parmi
leurs objectifs la transmission de savoirs et de savoir-faire qui présentent
à la fois une dimension formelle et comportementale, c'est-à-dire "la
manière de se comporter" face à des situations complexes à forte composante
humaine. Le simulateur doit être un révélateur tant des dysfonctionnements
des comportements non efficaces, que de la valeur des comportements
recommandés face à une situation professionnelle simulée. A cette fin,
le choix du scénario de simulation et de l'organisation technique et
humaine est fondamental, en particulier en ce qui concerne certaines
qualités attendues telles que la crédibilité, l'implication ou l'opérationnalité.
Le présent article qui analyse ces différents facteurs qualité et leur
relation avec les composantes du scénario et de l'organisation peut
servir de guide lors de la conception de ce type de système.
ABSTRACT :
The objective of behavioural training simulators is the transfer of
knowledge and know-how which have at the same time a formal and a behavioural
dimension, i.e. the attitudes when facing complex situations with an
important human dimension. The simulator must reveal non-efficient misbehaviours
and the value of recommended behaviour in a simulated professional situation.
The choice of the scenario and the technical and human organisation
are fundamental to achieve this goal, particularly regarding some expected
qualities such as credibility, implication and operationality. This
paper analyses these different quality factors and their relation with
the components of the scenario and the organisation. It may be used
as a guide for the design of such systems.
MOTS-CLÉS :Simulateur, formation, intelligence artificielle, agents,
interface homme-machine.
KEY WORDS : Simulator, training, artificial intelligence, agents, computer-human
interface.
B. Riera, G. Martel et J.-C. Angué
La simulation : outil pédagogique pour l'enseignement de l'automatique
dans les formations professionnalisées
RÉSUMÉ.
Cet article présente différentes utilisations de la simulation en tant
qu'outil pédagogique pour l'apprentissage de l'automatique. Il est montré
que l'utilisation de la simulation peut se faire à tous les niveaux
(cours, travaux dirigés et travaux pratiques). Une application très
séduisante concerne le développement de maquettes virtuelles qui sont
une représentation simulée fidèle des fonctions, de la structure et
du comportement des maquettes utilisées habituellement en travaux pratiques.
A ce sujet, plusieurs maquettes virtuelles ont été développées et reposent
sur l'utilisation d'un simulateur auteur qui est présenté dans l'article.
Enfin, une expérience de préparation de travaux pratiques au moyen d'une
maquette virtuelle menée à l'Université de Valenciennes avec des étudiants
de deuxième cycle (formation initiale et formation continue) est détaillée.
Les résultats obtenus sont encourageants mais montrent la nécessité
d'une organisation des modules pédagogiques adaptée à l'introduction
de ces nouvelles technologies.
ABSTRACT :
This paper deals with different uses of simulation as a pedagogical
tool for training in automatic control. It is shown that simulation
can be used at every levels (lectures, written exercises, practical
courses). An interesting application concerns the design of virtual
experimental platforms which simulate functions, structures and behaviors
of real experimental platforms used usually in practical courses. We
have designed several virtual platforms based on an authorware simulator
(presented in this paper) developed at our laboratory. At least, an
experiment for the preparation of a practical course by the mean of
a virtual platform is presented. Results are encouraging but show the
necessity of an organization adapted to these new technologies.
MOTS-CLÉS : simulation, auto-formation, automatique, systèmes à événements
discrets (SED)
KEY WORDS: simulation, self training, feed-back control, discrete events
systems (DES)
M. Joab, O. Auzende et C. Moinard
La prise en compte de la dynamique dans la conception d'un système
de formation professionnelle fondé sur la simulation
RÉSUMÉ.
La complexité de la conduite de dispositifs industriels temps réel provient
en partie de la difficulté de l'opérateur à appréhender la dynamique
du dispositif. Il doit résoudre un problème dans un contexte qui évolue
sous l'effet de ses propres actions et de l'apparition d'anomalies et
des réactions des automatismes. Nous présentons ici DIAPASON, un système
d'entraînement à la conduite de réseaux électriques moyenne tension
fondé sur la simulation où le stagiaire résout un cas sans être interrompu
par le système. Il agit sur le réseau simulé sans justifier ses actions.
En cours de résolution, DIAPASON lui fournit des explications sur le
dispositif et des commentaires sur sa résolution. La dimension dynamique
est au cœur de DIAPASON car elle a été intégrée dans toutes les fonctions
du système : simulation, explication, évaluation. Elle se reflète dans
la conception générale du système et dans la conception détaillée de
chacun de ses modules.
ABSTRACT.
As an operator telecontrols real time industrial devices, his difficulties
consist partly in apprehending the dynamic of the device. He has to
solve problems in a context evolving not only under the influence of
his own actions but also by new faults and reactions of automatic devices.
In this paper we present DIAPASON, a simulation-based training system
for telecontrol operators responsible for the management of the French
medium voltage electrical power systems. During the training session,
the trainee solves a problem without being interrupted by the system.
He acts on a simulated power system without explaining his actions.
On request, during the trainee's solving process, DIAPASON explains
how the device runs and comments the trainee's solution. The design
of DIAPASON is focussed on dynamic as all the functionalities of the
system integrate it: simulation, explanation and assessment.
MOTS-CLEFS : système de formation professionnelle fondé sur la simulation,
explications, diagnostic du stagiaire.
KEYWORDS: simulation-based vocational training system, explanations,
trainee assessment.
V. Guéraud, J-P. Pernin, J-M. Cagnat, G. Cortés
Environnements d'apprentissage basés sur la simulation- Outils auteur
et expérimentations
RESUME.
Cet article présente les travaux de l'équipe ARCADE sur le thème des
simulations à but. Nous discutons les avantages des simulations dans
la formation et diverses approches d'intégration pédagogiques. Nous
analysons différentes solutions de production existantes. Nous montrons
comment des contacts industriels nous ont conduit à proposer un modèle
conceptuel, MARS, puis à développer deux environnements auteur généralistes,
Melisa et OASIS, et un environnement auteur spécialisé, GeneSimu. Nous
abordons ensuite une typologie des contrôles pédagogiques, puis nous
décrivons l'approche mise en œuvre pour une définition facile d'exercices.
Nous présentons finalement plusieurs expérimentations industrielles
et académiques de nos outils, et leurs conclusions.
ABSTRACT.
This paper describes the work of the ARCADE team on goal oriented simulations.
We discuss the advantages of simulations in training and various pedagogical
integration approache. We analyze various existing production methods.
We explain how industrial contacts led us to propose the conceptual
model MARS and to develop two general-purpose tools, Melisa and OASIS,
and a specialized tool GeneSimu. We next give a typology of pedagogical
controls and describe our approach to ease the exercise definition task.
We finally present several industrial and academic experiments with
our tools and their conclusions.
MOTS-CLES : Environnements interactifs d'apprentissage par ordinateur,
Simulation pédagogique, Environnements auteurs, Contrôle pédagogique
KEY WORDS: Interactive computer based learning environments, Instructional
Simulation, Authoring environment, Instructional control.
G. Gouardères, A. Minko, L. Richard
Simulation & Systèmes Multi-Agents pour l'apprentissage de la maintenance
d'avions
RÉSUMÉ :
Cet article décrit les premiers résultats du projet CMOS qui embarque
dans un simulateur de bureau un Système Tuteur Intelligent Multi-agents,
pour aider plus efficacement l'apprenant dans la détection et l'analyse
des pannes. Cet environnement apporte une réponse spécifique pour les
sessions d'apprentissage en mode "training" selon trois temps pédagogiques
comprendre, initier et convaincre et enfin "faire faire". Les principes
de simulation pédagogique retenus s'appuient sur le rôle prépondérant
de l'instructeur et sur la traçabilité en temps réel pour le suivi individualisé
de l'apprenant. Ces deux facettes sont articulées sur le concept de
simulation complète en temps réel du domaine étudié et un système tuteur
multi-agents à la fois réactifs et cognitifs, pour le suivi de l'apprenant.
Cette solution présente l'avantage d'aborder la problématique sous-jacente
de la cognition assistée par le biais de l'évaluation des écarts liés
au décalage entre le modèle cognitif construit par cette simulation
et les structures cognitives nécessaires à la pratique de savoir-faire
en situations. Les résultats attestent d'une meilleure qualification
des erreurs, d'une traçabilité sans lacunes de l'apprentissage et donc
d'une assurance de qualité accrue pour l'accréditation de ce type de
formation.
ABSTRACT:
This paper presents the earlier results of the CMOS project (Maintenance
Cockpit Operations Simulator) including an embedded multi-agents ITS
(Intelligent Tutoring Systems) to efficiently help the learner faced
with troubleshooting maintenance tasks. This environment carries on
dedicated responses for aeronautical training sessions according to
a three-step principle: first "introduce", next "convince" and at least
"get to do". We emphasize on two main characteristics: a real-time full
simulation of the technical domain, and it works with a tutoring multi-agents
system (supplied with reactive & cognitive agents) to track the learner
performance. First issues point out a significant improvement in classifying
learner's misconceptions and a strengthening of quality assessment that
promote this training way.
MOTS-CLÉS : Environnement Interactif d'Apprentissage avec Ordinateur,
Simulation Temps-Réel, Systèmes Tuteurs Intelligents Multi-agents, Diagnostic
du raisonnement de l'apprenant
KEY WORDS: Interactive Learning Environments, Real-time Simulation,
Intelligent Tutoring Systems, Multi-agents Help Systems, Cognitive Gaps.
B. Ferrero, I. Fernández-Castro, M. Urretavizcaya
Diagnostic et évaluation dans les systèmes de "training" industriel
RÉSUMÉ .
La formation et l'évaluation du personnel en environnement industriel
impliquent, dans beaucoup de cas, des risques humains et économiques,
car les systèmes réels en jeu sont d'un coût élevé. Dans ce type de
systèmes, il est indispensable pour l'instructeur (expert enseignant)
de suivre en continu le comportement de l'apprenant (élève ouvrier)
pour détecter les déviations ou les carences dans ses connaissances.
Les systèmes tuteurs intelligents, ou plus précisément, les systèmes
de diagnostic constituent une voie intéressante à explorer. Dans ce
domaine, le système DÉTECTive est un outil auteur pour le développement
de systèmes de diagnostic et d'évaluation du personnel dans des domaines
d'apprentissage des procédures. Cet article décrit DÉTECTive et son
adaptation au domaine de la machine-outil pour obtenir FROGALAN: un
système pour l'évaluation des capacités techniques des ouvriers utilisant
un tour.
ABSTRACT.
In many cases, training and assessment in industrial applications implies
human and economic risks when working in high cost real systems. With
this type of systems it is indispensable for the trainer (expert teacher)
to continuously supervise the task performed by the learner (worker)
to detect deviations or gaps in their knowledge. Intelligent tutoring
systems or, more specifically, diagnostic systems are an interesting
alternative to consider. In this environment, the DETECTive system is
an authoring tool to develop diagnostic and assessment systems for procedural
domains. This paper describes DETECTive and its adaptation to the machine
tool domain in order to obtain FROGALAN: a system to assess the workers'
technical skills with a lathe.
MOTS CLÉS: Environnements auteur, Diagnostic d'erreurs, Évaluation
de l'apprenant, Environnements de Training.
KEY WORDS: Authoring tools, Error Diagnosis, Assessment, Training Systems.
Volume 6 no 2- 1999
Michel CRAMPES, Laurent BAYART, Anne GELLY, Pierre
UNY
Spécification et proposition d'une DTD pour la qualification de matériaux
pédagogiques adaptatifs
Résumé.
La constitution de dispositifs de formation adaptatifs sur Internet
à partir d’un ensemble de briques de matériaux pédagogiques suppose
que ces derniers aient été qualifiés. Nous proposons une manière de
qualifier les matériaux grâce à une DTD au format XML, respectant en
cela les standards Internet en vigueur. Cette DTD, listée en annexe,
est une contribution à la définition d’un futur standard de DTD destiné
à des outils de navigation conceptuelle.
Abstract.
Building adaptive pedagogical courses on Internet requires a deep description
of pedagogical resources. We propose a means to realize this description
through the specification and the description of a DTD based on XML.
This DTD which is listed in the appendix is a contribution to the definition
of a forthcoming standard to be used by conceptual navigation engines.
Vanda LUENGO
Analyse et prise en compte des contraintes didactiques et informatiques
dans la conception et le développement du micromonde de preuve Cabri-Euclide
Résumé.
Nous présentons dans cet article les contraintes didactiques et informatiques
dans le développement d’un logiciel de preuve en géométrie : Cabri-Euclide.
La contrainte de départ est de produire un logiciel de construction
de la preuve sans avoir des solutions, à propos du problème préalablement
construites. Cabri-Euclide est conçu comme un micromonde, l’essentiel
est ainsi dans le fait que la tâche dévolue au système est de vérifier
une cohérence locale plutôt que d’affecter des déductions automatiques
globales.
Abstract.
This paper shows the didactical and computational constraints in the
design of software for mathematical proof in geometry: Cabri-Euclide.
The earliest constraint is to produce software for mathematical proof
without has the previous solutions concerning the problem. Cabri-Euclide
is a microworld, Thus, the essential is that the system have to verify
a local coherence, and not to designate a global automatic deduction.
Paul LOTIN, Laurent STECK, Michel CHAMBREUIL
Outils fonctionnels modulaires pour l'étude et le développement d'envirronements
tutoriels
Résumé.
Dans un environnement tutoriel à base de connaissances, un des problèmes
majeurs est celui de l'explicitation et de la théorisation des connaissances
expertes mises en jeu. Les outils présentés dans cet article ont été
développés pour pouvoir conduire des expérimentations permettant de
valider des hypothèses sur ces connaissances, mais aussi de recueillir
des informations susceptibles de contribuer à leur élaboration et leur
théorisation. Ces outils concernent la création de séquences d'activités
didactiques individualisées et le recueil des interactions entre le
système tutoriel et l'apprenant. En fait, ils apparaissent également
comme des outils qui pourraient être utilisables directement par un
enseignant pour construire des séquences de travail adaptées à un apprenant
particulier, le mettre en situation réelle d'apprentissage, et visualiser
des comptes rendus structurés de ces interactions dans les activités
proposées.
Abstract.
In a knowledge based environment, one main problem is to clarify and
theorize about expert knowledge. This paper presents teaching tools
designed for experimental use. These experiments enable us to validate
hypotheses on expert knowledge and gather useful information for theorization
purposes. Our tools allow individualized didactic activities to be created
and the system learner interactions to be recorded. They can also be
useful for a teacher to build sessions for a particular learner, put
him in a real learning situation and display structured reports on his
interactions.
Pascal WAGNER, Alain CLEMENCE
ORDINA DEO - Composantes structurelles de la représentation sociale
de l'ordinateur et prise de position de deux d'étudiants universitaires
Résumé.
La présente recherche porte sur la représentation sociale de l’ordinateur,
c’est-à-dire les théories exprimées dans les différents groupes sociaux
à propos de cet objet. Deux études ont été menées sur ce thème, la première
consistant en une association de mots au terme “ordinateur” par 40 sujets,
la seconde en un questionnaire adressé à 50 étudiants de second cycle
en sciences sociales et 33 étudiants de même degré en informatique,
afin de contraster le rapport à l’ordinateur. La représentation sociale
de l’ordinateur qui se dégage des résultats de cette recherche peut
être caractérisée par une figure de base, celle de l’ordinateur personnel,
qui renvoie à une signification partagée, celle d’un progrès technologique
facilitant la vie quotidienne. Sur ces repères communs se greffe un
enjeu social, celui de l’impact social de l’informatique et de la nature
de la machine. Les personnes prennent des positions divergentes selon
leur familiarité avec l’ordinateur et leur culture informatique.
Abstract.
The present research deals with the social representation of the computer.
Two studies were conducted in order to examine images and theories elaborated
in different social groups on an object which is all at all surrounded
by mystery. The aim of the first study was to characterise the content
of the representation by collecting spontaneous associations of words
related to computers (N = 40). The aim of the second one was to analyse
the structure of the representation. Two contrasted samples of students
(50 from social sciences and 33 from computer science) were asked to
give their opinions on differents aspects of the computer. Results show
that the social representation of the computer is characterised by the
basic figure of the personal computer. This figure is associated with
the shared idea of a positive impact of technological development on
everyday life. These common references include a social stake about
the meaning and the social effetcs of the computer, that depends on
the familiarity and the experience with computers.
Richard HOTTE
L'EPAO : un environnement propice à la construction dynamique des connaissances
Résumé.
En 1994, à la Télé-université du Québec, nous avons implanté un modèle
d’encadrement pédagogique assisté par ordinateur (EPAO), nommé EPAO/TEC1100.
À la suite de cette implantation, nous avons observé les premières manifestations
du rôle facilitant que les acteurs – étudiants, tuteurs et experts –
exerçaient ou tentaient d’exercer au sein de leur propre groupe d’apprentissage.
Certains de ces groupes arrivaient à former des collectifs intelligents
d’apprentissage (CIA) qui présentaient un fonctionnement en mode autogéré
reposant sur la présence de leaders de groupe. L’EPAO semble conjuguer
à la fois l’approche française en matière d’EIAO/EIAH et l’approche
américaine en matière de DLE (Distributed Learning Environment).
Abstract.
A model of Computer-Assisted Learning Services (CALS) system, entitled
CALS/TEC1100, was implemented in 1994, at Télé-université (Quebec).
As a result of the implementation, we witnessed the first indications
of the facilitating role the various actors (student, tutor and expert)
played or attempted to play within their own learning group. Some of
these groups were able to form intelligent learning collectives (ILC).
These ILCs adopt a self-managed group as a mode of operation based on
the group’s leaders. The CALS mixes both French EIAO/EIAH and American
DLE (Distributed Learning Environment) approaches.
Claude MOULIN
Un modèle multiagent pour l'adaptation dynamique d'un système tutoriel
Résumé.
L’adaptation dynamique d’un système tutoriel nécessite une interprétation
globale des actions de l’apprenant. Nous proposons un modèle rendant
possible cette adaptation. Nous définissons pour cela, des catégories
de démarches que le système associe à l’apprenant lors de son utilisation.
Nous proposons une architecture multiagent comme support à l’interprétation
globale des actions de l’apprenant. Nous avons développé un type d’agent
cognitif qui réifie le concept de point de vue sur une situation. Nous
donnons à titre d’exemple une application qui intègre les éléments du
modèle décrit.
Abstract.
The dynamic adaptation of a tutorial system requires a global interpretation
of the learner’s actions. We propose a model making possible this adaptation.
We define for that pur-pose, categories of steps which the system associates
with the learner during its use. We propose a multiagent architecture
as support to the global interpretation of the learner’s actions. We
developed a type of cognitive agent which reifies the concept of point
of view on a situation. We give as an example an application which integrates
the elements of the described model.