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SPIRALE - Revue de Recherches en ducation - 2001 N 28
Stphane CROZAT & Philippe TRIGANO
UNE DEMARCHE DE CONCEPTION DESSUPPORTS HYPERMEDIAS ORIENTEE
VERS
LEUR EXPLOITATION PEDAGOGIQUE :MODELE ET EXPERIENCE.
Rsum : Lusage des supports hypermdia dans la formation est
aujourdhui enpleine expansion. Cette expansion invite les pdagogues
et les informaticiens rflchirsur la conception de tels supports.
Nous proposons, au travers de cet article une mthodede conception
fonde dune part sur les proprits originales du support et dautre
part surlexploitation de ce support dans un cadre de formation.
Notre approche est base sur unmodle de reprsentation de
linformation (les Units Logiques) et sur une logique deconception
permettant effectivement de reprsenter linformation sous une telle
forme.Nous prsentons galement une exprience qui nous a permis de
mettre en uvre et decommencer valuer nos travaux
M o t s c l s : Support numrique, multimdia, conception, modle,
structurationde linformation.
INTRODUCTIONLarrive en force des supports hypermdia (i.e.
numriques et multimdia)
dans notre socit, le Web en tte, pose le problme de leur usage
dans la formation,en introduisant de nouvelles formes dinscription
et de nouveaux modes de rappro-priation de linformation. Les
supports traditionnels (papier, expos oral,) dispo-sent dune large
exprience sur laquelle sappuyer et donc leur conception toutcomme
leur exploitation pdagogique sont prescrites par cette exprience.
En ce quiconcerne les supports numriques, ni la conception ni
lexploitation pdagogique nepeuvent reposer sur une telle exprience.
Or il nest pas possible de reproduire lesschmas adapts dautres
formes de supports (Stiegler 1999). Lobjet de notre tra-vail est
donc la recherche dune approche originale, qui, partir dune
rflexion surles spcificits du support, permet de proposer une
dmarche adapte lexploitationde supports numriques dans la pratique
pdagogique. En tant quinformaticiens,notre propos nest donc pas de
prsenter une innovation de nature pdagogique, maisbien des concepts
technologiques permettant des pdagogues dappliquer leur exper-tise
dans le cadre de la conception de supports numriques. Nanmoins, la
conceptiondu support prdterminant lusage qui en sera fait, la
rflexion sur la conception nepeut donc tre dissocie de la rflexion
sur lexploitation pdagogique. Nous propo-sons au travers de cet
article dintroduire une dmarche de conception permettant en
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mme temps de concevoir le support numrique et de prescrire les
usages pdagogi-ques qui vont en tre fait.
Nous aurons pour cela recours a la notion dUnit Logique, modle
de struc-turation permettant de prendre en compte les spcificits du
support (calcul, mul-timdia,) ainsi que les spcificits de son
exploitation pdagogiques (associationdu contenu des activits
pdagogiques). Nous prsenterons ensuite une mthodepermettant de
concevoir des supports en respectant lhypothse de structuration
pro-pre aux Units Logiques. Enfin nous prsenterons une application
de cette mthode,mise en uvre pour la conception dun support
hypermdia pour lenseignement desbases de lalgorithmique (XF01),
ayant t test pendant deux semestres en situationrelle auprs
dtudiants de premire anne aprs le BAC lUTC (Universit deTechnologie
de Compigne, France).
LUNITE LOGIQUE : UNE UNITE DE STRUCTURATIONDOCUMENTAIRE ET
PEDAGOGIQUE
Un nouveau support pdagogiqueAlors que la raison dtre des
documents papiers est la reprsentation spatiale
dinformations (Goody 1979), la raison dtre des documents
numriques est le calculque lordinateur effectue sur ces documents
(Bachimont 1998) : Non seulement lesinformations numriques sont
calculables, mais elles ne sont que calculables . Eneffet
lordinateur ne traite que des squences binaires qui, par le calcul,
deviennent dessignes sur un support tel que lcran. Le support
papier a permis de reprsenterlinformation dans lespace, de rendre
linformation permanente dans le temps,Grce ces possibilits
nouvelles, de nouvelles connaissances ont pu merger, lies lmergence
de reprsentations qui ne peuvent tre formules oralement (par
exem-ple la prsentation de donnes dans un tableau permet de mettre
en relief des relationsqui ne pourraient merger par la description
orale du tableau).
Le numrique est donc intressant du point de vue de lenseignement
en tantque support proposant de nouvelles possibilits dinscription
et de manipulation delinformation, bases sur le calcul. Ces
nouvelles possibilits induisent la constitu-tion de modes de
reprsentation nouveaux. Lenjeu est donc de comprendre
commentmanipuler ces nouvelles reprsentations afin de faire merger
des formulations pda-gogiques nouvelles et denrichir le panel
actuellement disponible.
Une unit de structuration du supportLe support numrique tant un
support accs alatoire, linformation sto-
cke dans un ordinateur est donc dlinarise. On propose de
reprsenter linformationcontenue dans un hypermdia sous la forme dun
graphe (i.e. un ensemble de nudsdinformation et darcs permettant de
relier conceptuellement ces nuds). Lunit delecture est donc le nud
du graphe. Or tant donn la non-linarit de ce graphe, ilest
difficile, voire impossible, de faire des hypothses valides sur les
antcdents etles successions de la lecture en cours. Sur un support
linaire, par exemple un livre,
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DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
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il est facile de faire de telles hypothses, ainsi on pose
rcursivement que lors de lalecture de la page N, la page N-1 a dj t
lue et que la page N + 1 sera lue ensuite.Bien entendu, cette
hypothse nest que partiellement exacte dans la mesure ou lelecteur
peut recomposer partiellement son parcours (en sautant des
passages, revenanten arrire, accdant des index, etc.) mais reste
nanmoins la rgle dominante. Lorsde la lecture dun nud du graphe,
cette rgle ne sapplique plus car on ne peutprsupposer des nuds lus
prcdemment et des nuds qui seront lus ensuite. Onpropose donc une
solution adapte, le recours une unit dinformation corres-pondant
lunit de calcul. On entend par unit dinformation un nud du
graphe,dont la lecture est ncessaire et suffisante pour la
comprhension dun concept. Lancessit implique la rdaction dunits
inscables, cest dire par exemple quaucunecommande de navigation
(hyperlien) ne doit intervenir avant la fin de la lecture decette
unit. La suffisance implique quaucune hypothse ne doit tre faite,
lors de lardaction, sur les liens entre les units. Ce concept nous
fournit une base pour grerle problme de dlinarisation de
linformation.
De nouvelles pratiques pdagogiquesLe support tient une place
fondamentale dans le processus pdagogique. Il est
la mdiation de la connaissance entre un enseignant et un
apprenant. Or le supportnest pas neutre vis vis de linformation
quil vhicule, il prescrit la faon dontcette information est
inscrite et la faon dont elle est ensuite rapproprie. Le
faitdintroduire un nouveau support est donc un changement profond
qui conduit lmergence de nouvelles pratiques. Nous pouvons
notamment noncer deux probl-mes cls :
Quels processus pdagogiques associer au support numrique ?Le
nouveau support introduit une nouvelle temporalit dans le
processus
dapprentissage. On entend ici processus dapprentissage au sens
de droulementtemporel de la formation (vitesse, retours en arrire,
bifurcations,). En effet, lanature du support est lie une pratique
pdagogique propre : Lors dune expositionorale lenseignant gre le
droulement temporel en fonction dun temps de parole,dun ensemble
dinformations communiquer, des retours que lui donnelassistance,
Lors de la lecture dun livre, un apprenant autogre son temps
enfonction de sa comprhension, de ses impratifs, La question pour
lenseignant estdonc dune part de dfinir quelles formes peuvent
revtir les scnarii associs lamanipulation des contenus sur le
support numrique, et dautre part de pouvoir ins-crire ces scnarii
au sein du support afin de rendre possible le droulement du
proces-sus pdagogique conu.
Quelles activits pdagogiques doit mener un apprenantpour
manipuler le support numrique ?Tandis quun apprenant sait
implicitement quelles activits mener avec un li-
vre (annoter, synthtiser, rsumer,) ou un discours oral (prendre
des notes, poserdes questions,), la pratique habituelle ne lui
dicte pas ce quil doit faire dun sup-port numrique. Il ne sait pas
ce qui est possible (annoter ? poser des question ?
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synthtiser ? dans quel cadre ? au sein du support ? via un autre
support ? de quellefaon ? etc.) et il ne sait pas ce qui est
souhaitable. Un travail dexplicitation doitdonc tre men par
lenseignant afin de guider la manipulation du support par
lap-prenant et ce travail doit tre fait ds la conception.
Une unit de structuration du processus pdagogiquePour rpondre
ces deux questions, nous nous inspirons des travaux de
Franck Ghitalla (2000), qui propose un modle de discrtisation du
processus pda-gogique en actes pdagogiques. Nous proposons donc de
reprsenter le processuspdagogique comme un graphe dtapes (i.e. un
ensemble de nuds reprsentant destapes pdagogiques et darcs
reprsentant le passage dune tape une autre).
Suivant cette hypothse de reprsentation, on peut dfinir un
processus pda-gogique comme :
- un ensemble partiellement ordonn dtapes autonomes, chaque
tapecorrespondant un ensemble de contenus quil est ncessaire et
suffisant dtudierensemble
- un ensemble ncessaire et suffisant dactions pdagogiques
explicites rali-ser afin de construire les connaissances associes
ltape et ainsi permettre le pas-sage aux tapes suivantes.
La ncessit implique que toutes les actions prescrites doivent
tre ralisestandis que la suffisance implique quaucune autre action
nest ncessaire la com-prhension. Notons enfin que lexcution des
actions pdagogique peut se faire via lesupport (annoter directement
le contenu) ou non (poser une question loral).
Ce modle est, par dfinition, rducteur par rapport la ralit, son
objectifnest pas de dcrire parfaitement le processus pdagogique,
mais den proposer unereprsentation formalisable, que nous
exploitons dans la partie suivante.
LUL : une unit de structuration commune
DfinitionNous concluons de nos rflexions pralables quun des
moyens de prendre en
compte la nature du support numrique ainsi que la nature des
pratiques quilaccompagnent est de concevoir le support tel que
linformation soit reprsentesous un schma non linaire et tel que
linformation soit associe ses modes derappropriation.
On dfinit une unit logique (UL) comme une unit minimale de
structura-tion documentaire et pdagogique, telle quelle est
ncessaire et suffisante pour lalecture dans un contexte pdagogique.
Elle permet de reprsenter des contenus nonlinaires sur un support
numrique et de penser leur relinarisation (i.e. le parcoursdu
graphe dinformation) selon un scnario pdagogique, travers
lacquittement duncertain nombre dactions pdagogiques.
CaractristiquesUne unit logique est caractrise par un type, une
structure interne, une
structure externe et un ensemble dactions associes.
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DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
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TypeUne UL est associe un type, ou modle, qui dfinit sa forme
pdagogique
(exemple : cours, exercice, QCM, travaux pratique,). Chaque type
est dfini apriori (voir partie suivante) et permet de contrler que
les UL ayant mme la formepdagogique ont un comportement similaire.
Ainsi toutes les UL dun mme typeauront la mme structure interne et
les mmes actions associes.
Structure interneLinformation reprsente au sein dune UL est
structure, cest dire quelle
rpond une structure prdfinie par son type. Par exemple lon dira
quun exerciceest compos dun nonc, de plusieurs questions et de
consignes de rsolution. Cettestructure dfinit toute UL de type
exercice.
Structure externeNous dfinissons la scnarisation ou structure
externe comme la programma-
tion des liens entre les UL composant lhypermdia, cest dire la
dfinition darcspertinents du graphe pour un contexte dapprentissage
donn. La structure externedune unit dinformation reflte donc son
interaction conceptuelle avec les autresunits dinformation
composant lhypermdia. Par exemple on dira que lUL de dfinition du
thorme de Thals est associe aux UL exercice de base sur lethorme de
Thals et exercice avanc sur le thorme de Thals .
Actions associesComme nous lavons dj exprim linformation est
associe ses modes de
rappropriation, nous associons donc chaque UL un ensemble
dactions pdagogi-ques qui prescrivent ce qui doit tre fait pour
assimiler cette UL. Par exemple ondfinira quune unit de cours est
associe aux actions lecture, annotation, synthseet quune UL
dexercice est associe aux actions lecture, rsolution.
Illustration
1
2
3
4 5
Cours
Cours
Evaluat
ionExe
rcice
Exercic
e
Annoter
Syntht
iser Annote
r
Rsoud
re
Rsoud
re
Rpond
re
Figure 1: Illustration dun modle bas sur les UL
La Figure 1 prsente un exemple dhypermdia pdagogique modlis
sousforme dunits logiques. Le scnario pdagogique nous dit que nous
devons commen-cer par lUL de cours 1, puis faire soit lUL dexercice
2 soit la 3, puis lUL de cours
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S. CROZAT & P. TRIGANO
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4 et enfin lUL dvaluation 5. A chaque UL sont associes les
actions pdagogiques accomplir.
DEMARCHE DE CONCEPTION
Larticulation de quatre expertisesNous venons de prsenter lunit
logique, un outil conceptuel permettant de
reprsenter contenu et processus pdagogique ensemble. Nous
proposons prsentune approche de conception permettant de raliser
une formation partir de ce prin-cipe de structuration. Cette
approche repose sur quatre fonctions essentielles qui secompltent
pour raliser un hypermdia pdagogique :
- La fonction dexpertise pdagogique est premire dans la mesure o
cetteexpertise est la base indispensable la ralisation du type de
systme dinformationque nous avons dcrit. Son rle est dexpliciter la
relation pdagogique dans laquelleintervient lhypermdia.
- La fonction de modlisation propose, partir des donnes
explicites aucours de lexpertise pdagogique, une structure
dinformation logique utilisable parles auteurs et les diteurs.
- La fonction de rdaction a en charge le renseignement du
systmedinformation structur.
- La fonction ddition a en charge la programmation des actions
de rappro-priation (et en particulier celle prpondrante daffichage
lcran).
Figure2 : Une approche de conception reposant sur quatre
tapes
Spcifications
Informations
Formatsdinformations
Activits pdagogiquesassocies
2. MODELISATIONSUPPORT/USAGES
Dfinition
3. REDACTIONDE CONTENUS
Contraintes
Production
4. REALISATIONDU SUPPORT
Spcifications
1. EXPERTISEPEDAGOGIQUE
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DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
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Nous pouvons rsumer le processus de conception selon ces quatre
tapes surle schma ci-dessous (Figure 2). Nous illustrons brivement
ces quatre tapes dansles paragraphes ci-aprs.
Notons que cette approche de conception est plus proche dune
chane dito-riale (analyse de contenus, modle documentaire,
rdaction, dition) que dune appro-che de gnie logiciel classique
(modles en V ou Spirale par exemple, bass sursquences itratives de
spcification, ralisation et validation). Elle permet de claire-ment
sparer les mtiers impliqus, en conservant les pdagogues lorigine de
laconception, en permettant aux experts du contenu de matriser la
rdaction sanscomptences informatiques, aux diteurs de raliser des
IHM sans matriser le conte-nu,
Remarquons enfin que les mcanismes de rtroaction napparaissent
pas sur leschma mais existent ncessairement (par exemple les
remarques des modlisateurspeuvent amener prciser lexpertise
pdagogique, les remarques des rdacteurs peu-vent amener modifier le
modle,)
IllustrationAfin dexpliciter le processus pdagogique, nous
dcrivons la relation pdago-
gique partir des actes discrets qui la composent.- Lenseignant
dfinit un concept- Les tudiants annotent le cours- Lenseignant
donne des exemples- Lenseignant donne un exercice
Puis nous pouvons dfinir les formats dUL permettant de modliser
linter-action pdagogique dcrite au cours de la phase prcdente
(structure interne, externeet actions).Type :
UL_ExpositionStructure interne : est compose dune Dfinition, et
dune listedExemples.Structure externe : est lie une liste
dUL_Exercices, et uneliste dUL_Expositions.Actions associes : Lire,
Annoter.
Ensuite nous pouvons produire les contenus dans le cadre des
formats posspar la phase de modlisation (le formalisme utilis ici
est le formalisme XML [Mi-chard 99]).Exposition1.xml<
UL_Exposition > Un algorithme est Le calcul du PGCD La fonction
factorielle Exposition2.xml Exercice1.xml Annoter
Enfin il est possible de raliser une interface homme-machine
afin de donneraccs aux contenus et aux actions associes (travail de
programmation informatique).
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Dfinition : Un algorithme ...Exemple : Le calcul du PGCD
...Exemple : La fonction factorielle ...
Exercice 1Exposition 2
Annoter
Figure 2 : IHM rsultant de la phase ddition
EXEMPLE DE REALISATION
Contexte de conceptionDans cette partie nous dcrivons pas pas la
conception dun hypermdia
pdagogique pour lenseignement des bases de lalgorithmique. Cette
conception at mene selon le processus prcdemment dcrit et a conduit
un produit utilis ensituation relle depuis deux semestres (voir
partie 0).
Expertise pdagogiqueNous prsentons ci-dessous le rsultat de
lexpertise pdagogique. Le tableau
(Figure 3) est organis autour de la liste des activits
pdagogiques pratiques oudsires dans le nouveau processus pdagogique
associ lhypermdia. Ces activitssont regroupes en mta-activits (qui
correspondront un type dUL) et associes un acteur (professeur ou
tudiant). Chaque activit est ensuite annote, de faon dterminer si
oui ou non elle fera intervenir lhypermdia. Notons que ce choix
estdict par le contexte, et lon peut notamment dcider de ne pas
associer certainesactivits lhypermdia, afin de les traiter laide
dun autre support, alors quil esttechniquement possible de la faire
(par exemple on peut dcider de laisser les ques-tions se drouler
loral bien que le courrier lectronique permette de poser des
ques-tions). Chaque fois que lon dfinit quune activit fait
intervenir lhypermdia onajoute une information supplmentaire
dterminant si celle-ci aura une influence surla structure externe,
la structure interne et/ou les actions pdagogiques de lUL qui
laprendra en charge.
Mta-activits Activits Acteur
Intervention delhypermdia
Struc-ture
Externe
Struc-ture
interneActions
Introduire une nouvelle sanceProfesseurRsumer une sance
prcdenteProfesseur
Planifier les sances ProfesseurRegrouper tous les types de
contenus par tape Professeur X X
Enoncer les objectifs dunetape Professeur X X
Enoncer un rsum Professeur X X
Organisationdes sancesen tapes
Conclure une partie ProfesseurLire le cours Etudiant X X
Annoter le cours Etudiant X XExpositiondes concepts
Mettre en valeur un conceptEtudiant X X
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DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
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Mta-activits Activits Acteur
Intervention delhypermdia
Struc-ture
Externe
Struc-ture
interneActions
Expliquer un concept ProfesseurCopier Etudiant
Dfinir un concept Professeur X XDonner une approche mthodo-
logique Professeur X X
Donner un exemple Professeur X XRfrencer un concept
Professeur
Approfondir, complter unconcept Professeur X X
Reformuler un concept Professeur X XRpondre une question sur
ce
concept Professeur X
Simplifier un concept ProfesseurSituer un concept par
rapport
au plan Professeur X X
Situer un concept par rapport une valuation Professeur
Situer un concept par rapport une culture gnrale Professeur
Renvoyer une autre partie ducours Professeur X X
Suivre le parcours dun tu-diant Professeur
Renvoyer un exercicedapplication Professeur X X
Donner un nonc dexerciceProfesseur X XRsoudre un problme
Etudiant X X
Situer lexercice par rapport un niveau de difficult
Etudiant etprofesseur X X
Situer lexercice par rapport une valuation Professeur
Situer lexercice par rapport un temps de rsolution Professeur X
X
Renvoyer au cours traitant duproblme Professeur X X
Accompagner trouver lasolution (fournir des indices)Professeur X
X X
Donner une solution Professeur X X XAuto-valuer sa capacit
rsoudre les exercices Etudiant X X
Evaluer et commenter unesolution (correcte ou non)Professeur
Pratique desconcepts
Crer (crire un programme)EtudiantExprimenter, simuler (voire
des
excutions de programme)Etudiant
Ecrire un compte rendudexprience Etudiant
Exprimenta-tion desconcepts
Aider la manipulation ProfesseurPoser une question Etudiant X
X
Rpondre une questionProfesseur X XDeviner une question
Professeur
Reformuler une question Etudiant
Grer la communicationEtudiantset Profes-
seur
Conserver une mmoire desquestions et rponses
Etudiantset Profes-
seurX X
Discussiondes concepts
(Ques-tions/Rpons
es)
Poser des questions Professeur X XRpondre aux questions
Etudiants X XProposer des rponses Professeur X X
Evaluationdes connais-
sancesCorriger des rponses Professeur X X
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S. CROZAT & P. TRIGANO
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Mta-activits Activits Acteur
Intervention delhypermdia
Struc-ture
Externe
Struc-ture
interneActions
Donner les bonnes rponsesProfesseur X XEvaluer des
connaissancesantrieures (pr-valuation)Professeur
Vrifier la comprhension de cequi vient dtre expos (valua-
tion immdiate)Donner une valuation la findune tape (valuation
conti-
nue)Professeur X X
Donner un examen (valuationsommative)
Apprcier une valuation ProfesseurPositionner une valuation
parrapport une certification ou
un niveau acadmiqueProfesseur
Enoncer les critresdvaluation Professeur
Figure 3: Description annote du processus pdagogique
ModlisationLenjeu de cette seconde phase est donc dutiliser
lexpertise pdagogique
comme une spcification afin de dfinir les modles dUL. La premire
tape dedfinit les diffrents modles dUL : on dcide de crer un modle
dUL pour chaquemta-activit recense. Ainsi dans notre cas on dfinit
les modles Etape, Exposi-tion, Pratique, Question et Evaluation,
correspondant respectivement aux cinq mta-activit faisant
intervenir le support. Puis pour chaque modle dUL, on dfinit
lesmodles de structure externe, de structure interne et les actions
associes.
Le tableau ci-dessous propose la liste des modles dfinis dans le
systme partir de lexpertise pdagogique.
Structure externe Structure interne Actions
pdagogiquesassociesEtape Contient des Expositions
Contient des PratiquesContient des QuestionsContient des
Evaluations
RsumObjectifs Aucunes
ExpositionEst suivi dExpositionsRequiert des PratiquesEst lie
des Questions
DfinitionExempleApprofondissementMthodologieReformulation
LireAnnoterMettre en valeurDonner le sommaire
Pratique
Est trait par des Expositions
EnoncIndicesSolutionTempsDifficult
RsoudreRegarder un indiceRegarder une solutionSauto valuer
Question Aucune QuestionRponseRegarder les questions etrponses
dj poses
EvaluationAucune
QuestionsPropositions de rponsesRponses correctes
RpondreCorriger ses rponsesEtre valu
Figure 4 : Structure interne et actions associes
Le modle de structure externe est dduit a partir des activits
influenant lastructure externe, par exemple pour le modle
Exposition, on dduit des trois acti-vits ( rpondre une question sur
ce concept , renvoyer une autre partie du
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cours et renvoyer un exercice dapplication ) que les UL de type
Expositionpeuvent tre lies aux UL Question, Exposition et
Application.
Le modle de structure interne est dduit de la mme faon, en
utilisant les ac-tivits associes la structure interne. Par exemple
pour le modle Evaluation, lesactivits ( Poser des questions ,
Proposer des rponses , donner les bonnesrponses ) nous permettent
de dfinir que les UL de type Question sont composesdes informations
Question , Proposition de rponse et Rponses correc-tes .
Enfin, on recherche les actions associes, ainsi par exemple pour
le modlePratique, les activits ( Rsoudre un problme , Fournir des
indices , Don-ner une solution , Auto-valuer sa capacit rsoudre les
exercices ) permettentde dfinir les actions Rsoudre , Regarder un
indice , Regarder une solu-tion , Sauto valuer .
Rdaction
Etape 1 Titre : Algorithmes et langages Objectifs : Comprendre
ceque st un algorithme ; Apprendre manipuler
Expositi on 1 Titre : D fi nition du ne variable Dfinition : Une
variable est unsymbole Exemple : L inconnue dans une quation
Mthodologie : Il faut df inir lanature
Expositi on 2 Titre : D fi nitiond une constante
Expositi on 3
Titre : Rappel
Pratique 1 Titre : Valeur absolue Enonc : Ecrire un algorithme
quiaffiche Indice : Les donn es d entr e sont Solution : Lire X,
Difficult : Moyen Temps : 5 minutes
Pratique 2 Titre : Minimum de deuxentiers
Question 1 Question : A quoi sert un algorithme ? Rponse : Un
algorithme sert
contient est suivi de
est suivi de
requiert requiert
est li
est suivi de
ActionsLire, annoter,
mettre envaleur
ActionsAutres questions
Actions
Rs oudre, indices,solution
ActionsLire, annoter,
mettre envaleur
ActionsLire, annoter,
mettre envaleur
Actions
Rs oudre, indices,solution
Figure 5: Exemple dinstances dUL
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S. CROZAT & P. TRIGANO
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A partir du modle, les contenus ont pu tre rdigs en suivant les
contraintesde structure interne et relis entre eux (i.e. scnariss)
en suivant les contraintes destructures externes. Nous proposons
travers la Figure 5 dillustrer un exempledUL instancies et
scnarise.
Le modle a t respect puisque les informations correspondent aux
contrain-tes de structure interne et les liens aux contraintes de
structure externe. Si londroule le scnario exprim par les liens, on
observe quil faut passer par lULEtape1 pour ensuite aller lUL
Exposition1. Dans cette UL il est possible dex-cuter les actions
associes (lire, annoter,), et de consulter les UL Question1,
Prati-que1, Pratique2. Une fois lUL traite, lutilisateur peut
passer soit lUL Exposi-tion3 (de rappel) soit aller directement lUL
Exposition2, et ainsi de suite.
EditionUn prototype a ensuite t ralis afin de permettre la
visualisation effective
des contenus et lexcution des actions. Nous proposons ci-dessous
dillustrer cetteralisation travers quelques crans cls du logiciel
correspondants aux UL Etape1,Exposition1 et Pratique1 de la Figure
5).
Lcran dtape permet de choisir ltape traiter (bandeau suprieur)
et par-tir de cette tape de naviguer vers : le cours, les
exercices, lvaluation ou les ques-tions-rponses associes (limage de
fond est ractive).
Figure 6 : Ecran dtapeLcran dexposition permet la consultation
du contenu et lexcution des ac-
tions associes travers une fentre mobile (visible sur la copie
dcran droite).On note galement que le contenu est multimdia et peut
renvoyer vers des fichiersexcutables externes, telles que des
simulation interactives (ici en cliquant sur
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DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
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licne Formes algorithmiques en bas droite). Enfin, on peut
naviguer depuislunit logique en cours vers les units logiques
associes par la structure externe(barre de navigation en bas de
lcran).
Figure 7: Ecran dexpositionLcran de pratique (page suivante)
permet dafficher les noncs, tandis
quune fentre mobile (en bas droite) supplmentaire permet de
saisir la rsolution,de visualiser des indices et la solution une
fois lexercice rsolu.
RESULTATS DUTILISATION
Contexte initialLhypermdia dcrit en partie 0, ralis selon la
mthode expose en partie 0,
a t utilis en situation relle. Le support a t utilis pour
lenseignement desbases de lalgorithmique et de la programmation,
lUniversit de Technologie deCompigne, en Tronc Commun (cycle de
prparation au cycle ingnieur, quivalentau DEUG).
Traditionnellement ce cours concerne 150 250 tudiants. Le
dispositifdenseignement est classiquement compos :
- dune heure et demi de cours magistral en amphithtre- de deux
heures de travaux dirigs en groupes rduits (24 tudiants)- dune
heure de travaux pratiques sur machines en demi-groupe (12
tudiants.
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S. CROZAT & P. TRIGANO
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Figure 8 : Ecran de pratique
Face aux problmes, galement classiques, rencontrs au cours de
cet ensei-gnement (tels que la fidlisation des tudiants au cours,
la sparation entre thorie etpratique, lautonomie des tudiants,),
certains amnagements ont t recherchs.Ainsi le cours magistral a
tent de laisser plus de place linteraction avec les tu-diants, sans
beaucoup de succs, leffectif trop important tant peu adapt ce
mod-le. Cest dans ce contexte que lexprience a t mene, afin
dobserver ce quundispositif pdagogique innovant, centr autour dun
hypermdia, pouvait apporter.
Lexprience XF01Cette exprience a t mene durant deux semestres
denseignement,
lautomne 1999 et au printemps 2000. 230 tudiants suivaient le
cours lors du pre-mier semestre et 130 lors du second. Dans les
deux cas 20 tudiants ont t isols(au hasard) pour suivre lexprience
(intitule XF01), tandis que les autres conti-nuaient de suivre le
cours selon le schma classique.
Le dispositif pdagogique de XF01 est le suivant : 3 heures par
semaine desances tutores autour de lhypermdia (en remplacement des
cours et TD), 1 heurede travaux pratique (identique au schma
classique).
La sance tutore regroupait cours et exercices selon le
droulement suivant :- Les tudiants prparent chez eux le cours et
les exercices partir dun sup-
port papier.- Au dbut de chaque sance les tudiants posent des
questions au tuteur afin
de prciser les points mal compris.
-
DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
97
- Les tudiants travaillent en binme de faon autonome avec
lhypermdia :lecture/annotation du cours, rsolution des exercices
(avec accs des indices et auxsolutions).
- Le tuteur rpond des questions des tudiants, reprend lattention
delensemble de la classe pour exposer un point ardu, interroge des
tudiants pour lesguider.
- Les tudiants participent un ensemble de travaux de restitution
(synthsedes questions et rponses poses, rsolution dexercices au
tableau, rponse desQCM).
Dans le schma classique un enseignant expose linformation aux
tudiantsqui lapprennent. Le modle appliqu en XF01 change assez
profondment la relationpdagogique, dans la mesure o lexposition de
linformation est assure parlhypermdia, ce qui modifie le rle de
lenseignant (renomm tuteur). Ainsi lestudiants travaillent de faon
plus autonome, grce aux possibilits offertes parlhypermdia, et le
tuteur les accompagne.
Quatre modes dvaluations ont t mens aux cours de ces deux
exprien-ces : une valuation par questionnaire de lapprciation des
tudiants, une valuationde lapprciation des tuteurs, une valuation
par comparaison de rsultats aux exa-mens avec les tudiants suivant
lapproche classique.
Nous traiterons galement succinctement des cots supplmentaires
engendrspar le recours une telle approche pdagogique.
Evaluation de lapprciation des tudiantsA la fin de chacune des
deux expriences, les tudiants ont t soumis un
questionnaire individuel, portant sur leur apprciation de
lenseignement exprimen-tal. Nous proposons den rsumer ici les
rsultats les plus significatifs dans le ta-bleau qui suit.
Question Rponses Positives(1re exprience)
Rponses positives(2e exprience)
Avez-vous trouv lapproche plus agrable quun cours normal ?100 %
85 %Avez-vous eu la sensation que lenseignant sest plus occup
devous que dans un schma classique ?
100 % 100 %
Cette approche vous a-t-elle sembl plus apte
adapterlenseignement au cas de chacun ?
100 % 100 %
Le fait dutiliser un logiciel comme support de cours vous
a-t-ilattir ?
95 % 85 %
Pensez-vous que vous avez mieux appris au sein de cette
exp-rience que vous ne lauriez fait dans un cadre classique ?
85 % 85 %
Pensez-vous que vous allez russir lexamen, alors que vouspensez
que vous auriez chou sans cette approche ?
25 % 15 %
Souhaiteriez-vous tendre cette faon dapprendre aux autrescours
?
85 % 100 %
Avez-vous eu limpression de manquer de cours (du fait de ne
pasavoir de cours oral construit) ?
10 % 0 %
Pensez-vous avoir plus travaill que dans une approche classique
?75 % 100 %Cette approche vous a-t-elle permis de gagner en
autonomie ?85 % 80 %Auriez-vous souhait tre plus dirig dans votre
apprentissage ?40 % 0 %Auriez-vous travaill seul plutt quen binme ?
0 % 15 %Etes-vous venus plus souvent que vous ne lauriez fait pour
uncours ou un TD classique ?
70 % 65 %
Figure 9 : Rponses de tudiants au questionnaire dvaluation de
lexprience
-
S. CROZAT & P. TRIGANO
98
La conclusion principale que nous pouvons tirer de cette
valuation est queles tudiants sont massivement satisfaits de cette
approche. Ils sont plus motivs,plus en confiance, et trouvent
lapproche plus agrable. Ils sont peu drouts ( partles 40 %
dtudiants qui auraient souhait tre plus dirigs lors de la premire
exp-rience) et apprcient de travailler en binme, avec un logiciel,
et de faon autonome.
Il reste difficile de dterminer si cest le logiciel qui est en
cause, ou bien sicest lapproche en elle mme : le fait dtre en
groupe rduit pendant 3 heures aulieu de 2, le fait de ne pas avoir
de cours magistral, le fait que la relation aveclenseignant soit
privilgie,
Evaluation de lapprciation des tuteursNotons que lors de la
premire exprience le tuteur tait aussi le ralisateur du
support, tandis que lors de la seconde exprience, il sagissait
dun autre enseignant.On peut rsumer les apprciations concordantes
des deux tuteurs :
Apports- Dplacement de lexposition vers laccompagnement :
lhypermdia permet
de ne pas faire le travail (plus mcanique) dexposition du
contenu mais plutt untravail daccompagnement (explications,
guidage,).
- Soutien aux tudiants en difficult : Il est plus facile de
passer plus detemps avec les tudiants en difficult, les autres
pouvant avancer de faon autonome.De plus le dispositif permet aux
tudiants en difficult de travailler en apart avec letuteur, cest
dire sans le poids constant du regard du reste de la classe.
- Gestion des diffrences de niveau (personnalisation) : Il est
possibledajuster lenseignement chacun, approfondissant certain
points avec certains, sur-volant dautres aspects avec dautres.
- Motivation : Il est plus facile de passer du temps pour
motiver les tu-diants, en expliquant les tenants et aboutissants du
cours,
- Autre relation pdagogique : le support hypermdia permet
(paradoxale-ment ?) ltablissement dune relation humaine et plus
riche entre le tuteur et lestudiants.
Contraintes- Lors de la seconde exprience (le tuteur ntait pas
lauteur de lhypermdia),
le tuteur a ressenti des difficults pour se rapproprier le
support et ladapter sapropre approche denseignement. En effet
lenseignant perd une certaine libertdapproche pdagogique,
globalement impose par le support hypermdia.
- Une telle approche requiert plus dinvestissement lors des
sances de coursque pour un enseignement classique. Il est en effet
ncessaire de rester constamment lcoute de chacun des tudiants. Pour
schmatiser, il sagit de travailler vingt foisavec chaque tudiant
plutt quune fois pour vingt tudiants.
- Lapproche est plus difficile que dans un enseignement
classique, en effet ledroulement pdagogique est moins contrlable
(et plusieurs droulements coexistentsimultanment) et il est
ncessaire de matriser lensemble du contenu sans probl-mes.
-
DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
99
Comparaison de rsultats aux examensTandis que 20 tudiants
suivaient chaque semestre lexprience XF01, le reste
des tudiants (210 lors de la premire exprience et 108 lors de la
seconde) suivaientle mode classique denseignement de ce cours.
Nanmoins les deux groupes (XF01 etclassique) ont t soumis aux mmes
examens. Les rsultats que nous exposons (
Figure 10) nont pas valeur de gnralisation, ils restent
statistiquement peusignificatifs. Ils permettent nanmoins dajouter
un indicateur supplmentaire auxautres formes dvaluation. Notons que
lors des deux semestres, deux modesdvaluation diffrents ont t mis
en uvre. Un unique examen final (sous uneforme de questionnaire
choix multiples autorisant les notes ngatives) au premiersemestre
et deux examens, mdian et final (sous une forme classique) au
secondsemestre.
Minimum Moyenne MaximumXF01 Classique XF01 Classique XF01
Classique
1re exprience 3 -5 8,77 8,75 18 192e exprience (mdian) 8 4 12,11
11,09 17 182e exprience (final) 6,5 4 12,11 11,64 17,5 19
Figure 10 : Comparaison des rsultats en moyenne
Les trois courbes de tendance ci-dessous (polynomiale dordre
cinq) donne uneimage de la rpartition des notes en fonction des
deux populations (XF01, classique).Notons quen tant que courbes de
tendance, ces dernires peuvent infidlement tra-duire la ralit
locale des chiffres bruts, mais en change fournissent une
visiongnrale de la rpartition.
0 10 20
Figure 11 : Notes lexamen final(1re exprience)
XF01 Classique
Lgende
-
S. CROZAT & P. TRIGANO
100
0 10 20
Figure 12 : Notes lexamen mdian(2e exprience)
0 10 20
Figure 13 : Notes lexamen final(2e exprience)
On observe les rsultats suivants :- La premire exprience donne
des rsultats assez difficilement interprtables
(lexamen atypique lvaluant ajoutant un ala lvaluation). Les
moyennes sontidentiques pour les deux groupes, mais la rpartition
est chaotique. Les notes sontplus centres autour de la moyenne
(8,8) ou bien trs bonnes pour XF01 et pluscentres au-dessus de la
moyenne ou alors trs mauvaise pour le groupe classique.
- Par contre, les notes sont visiblement meilleures dans le
groupe XF01 pourla seconde exprience. On observe que les
rpartitions sont identiques (les courbesont mme allure dans les
deux cas), mais dcales droite pour XF01.
- Il y a moins de notes trs basses dans le groupe XF01 pour les
deux exp-riences, ce qui peut-tre rapproch dune plus grande
motivation (pas dabandon).
On observe que les rsultats aux examens sont globalement
meilleurs dansles groupes XF01, surtout concernant la seconde
exprience. Rappelons enfin que lesrsultats ne sont pas
statistiquement significatifs, mais uniquement indicatifs.
Etude des cotsBien que lobjet de notre travail soit
exclusivement pdagogique, et donc non
li des recherche de rentabilit financire, nous souhaitions dans
cette dernire partiedonner un aperu du cot quaurait lextension de
notre exprience. Lintrt tantden mesurer la faisabilit dans le
contexte de notre systme denseignement.Contrairement ce que lon
pourrait penser, lintroduction dun hypermdia en classene rduit pas
a priori les cots. Dans notre cas, le dispositif XF01 tait plus
coteuxque le dispositif classique. Nous ne traitons ici que des
cots relatifs lenseignement, sans parler des cots associs la
production et la maintenance dusupport. Les tableaux ci-dessous
(Figure 14, Figure 15, Figure 16) expriment lescots par semaine en
fonction de diffrents dispositifs possibles, pour une popula-tion
de 100 tudiants. Notons que dans la dernire colonne des tableaux
nous prsen-tons les cots quivalents en heures de Travaux Pratiques
(1 heure de cours vaut2,25 heures de travaux pratiques et 1 heure
de travaux dirigs vaut 1,5 heures detravaux pratiques). On tudie
trois dispositifs :
- le dispositif classique (avec cours magistral),
-
DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
101
- le dispositif du type de celui mis en uvre pour XF01 (sances
avec un tu-teur tel que le temps de cours en sances tutores est
suprieur au temps de TD dansle dispositif classique, mais infrieur
au temps de TD + cours magistral)
- un dispositif de formation distance tel qugalement expriment
lUTC[Crozat, Trigano, 99] renvoyant distance une partie de la
formation (consultationlibre de lhypermdia et questions via email)
et prvoyant des regroupements occa-sionnels (ici deux heures par
mois).
Heure par semaineet par tudiant
Nombre degroupes
Heures totales parsemaine
Equivalenttravaux pratiques
Cours magistral 2 1 2 4,5Travaux dirigs 2 4 8 12
Travaux pratiques 1 8 8 8total 24,5
Figure 14: Dispositif classique
Heure par semaineet par tudiant
Nombre degroupes
Heures totales parsemaine Equivalenttravaux pratiques
Sances tutores 3 4 12 18Travaux pratiques 1 8 8 8
total 26 (+6%)
Figure 15: Dispositif sances tutores
Heure par semaineet par tudiant
Nombre degroupes
Heures totales parsemaine
Equivalenttravaux pratiques
Sances tutores 0,5 4 2 2Tutorat distance 0,1 100 8 10Travaux
pratiques 1 8 8 8
total 20 (-18 %)
Figure 16: Dispositif distance
Si lon projette ces cots pour des populations suprieures et en
supposantque le cours magistral concerne 200 tudiants au maximum,
on obtient la courbe dela Figure 17.
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Classique XF01 Distance
Figure 17: Cot en heures quivalent TP en fonction du nombre
dtudiants
-
S. CROZAT & P. TRIGANO
102
On peut donc comparer ces dispositifs de formations en terme de
cot et serendre compte que la solution que nous prsentons dans cet
article est la pluscoteuse dans les configurations dcrites (en
effet puisque plusieurs sances tutoressimultanes sont plus coteuses
quun seul cours magistral). Notons galement quele travail personnel
des tudiants nest pas pris en compte dans cette valuation.
Ilsemble, mme si cela na pas fait lobjet dune tude rigoureuse, que
le travail per-sonnel fournir est dautant plus important que les
heures dencadrement sont rdui-tes (donc la formation distance
demande plus de travail personnel que la formationtype XF01, qui
demande plus de travail que la formation classique).
BilanLensemble des rsultats de ces valuations montre que
lexprience est bien
perue par les acteurs (enseignants et apprenants) et que
lexprience donne des rsul-tats plutt positifs en terme de russite.
Il reste difficile de mesurer lapport du sup-port en tant que tel
et lapport de lapproche pdagogique (groupes restreints,
impli-cation des tuteurs, motivation lie au caractre innovant,). De
mme nous navonspas montr linfluence de la matire enseigne, quen
serait-il avec des sciences hu-maines ? Reste nanmoins que cela
prouve selon nous la faisabilit dune telle in-novation pdagogique
moyennant les hypothses suivantes (les deux premires hy-pothses
paraissant plus fortes que les deux secondes) :
- tuteurs qualifis et motivs,- ralisation dun hypermdia structur
selon lapproche dcrite ci-avant,- investissement horaire suprieur,-
enseignement dune matire technologique.
CONCLUSIONLa dmarche de conception que nous avons labore et
exprimente est
fonde sur une hypothse documentaire : Il est possible de
structurer le contenu enunits logiques ncessaires et suffisantes ;
et sur une hypothse pdagogique : Il est possible dexploiter un
contenu ainsi structur dans un cadredapprentissage . Ce sont ces
hypothses, issues de ltude de la nature du support,que nous avons
explicites dans une premire partie, puis mises en uvre dans lecadre
de lexprience XF01.
Il est important de noter quaucun autre postulat nest fait quant
la nature ducontenu et quant aux stratgies pdagogiques mises en
uvre. Lobjet de notre travailest de pouvoir tre exploit par des
pdagogues et des experts du contenu afin quilspuissent mettre en
uvre leur expertise dans le cadre de lutilisation dun
supporthypermdia. En dautres termes nous napportons aucune
expertise pdagogique,mais uniquement une approche pour mettre en
uvre une telle expertise pdagogiquedestine exploiter le numrique.
Ainsi la stratgie pdagogique mise en uvre dansle cadre de XF01 ne
constitue quun exemple, et non un modle, de ce qui peut treralis
dans le cadre du modle fond sur les Units Logiques.
-
DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA
103
Afin de continuer de dvelopper notre modle nous envisageons
dtendre sonapplication dautres domaines, la fois acadmiques (autres
matires enseignes luniversit) et professionnels (une exprience est
en cours pour lapplication dumodle des contenus destins la
formation professionnelle pour le mtier desassurances). Ces
expriences nous permettrons dtendre la validit de notre modle des
approches pdagogiques diverses, prouvant par la mme son indpendance
vis vis de celles-ci. De mme seule la ritration dexpriences de plus
en plus largespermettra de valider rellement les apports et les
conditions de lintroduction dusupport hypermdia dans le systme
pdagogique. Nous tudions notamment lafacilit de mise en uvre de
lapproche de conception. En effet notre approche estbase sur une
formalisation de linformation. Une dualit apparat alors entre
uneformalisation pousse trs contraignante mais permettant de
matriser la conception,et une formalisation plus souple, moins
puissante, mais laissant plus despacedexpression aux auteurs. Les
nouvelles expriences en cours tendent nous montrerque les acteurs
parviennent adapter le modle leur contexte (public
utilisateur,dispositif pdagogique, domaine, volumes, etc.) afin de
trouver un juste milieucorrespondant leurs exigences.
Stphane CROZAT, Philippe TRIGANO1
HEUDIASYCUniversit de Technologie de Compigne
Abs t rac t : Instructional software is more en more used in
education. Thisdrives pedagogy and computer science toward research
on its own design. We submit inthis paper a design method which is
on the one hand based on the original properties ofnumeric
information, and on the other hand on the pedagogical management of
this in-formation. Our method is founded on a model of informations
representation (the LogicalUnits) along with a design approach that
actually allows the representation of the infor-mation according to
the model. We finally describe an experiment we completed, in
orderto apply and evaluate our works.
Keywords : Numeric information, multimedia, design, model,
informationstructuring.
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