La conception des EIAH
ย ย ย Un EIAH est, principalement, la rรฉunion dโune intention didactique ou pรฉdagogique et dโun environnement informatique. Concevoir un EIAH, cโest concevoir, organiser et gรฉrer un dispositif impliquant des acteurs humains (un ou plusieurs apprenants et enseignants) et un ou plusieurs artefacts informatiques. La conception dโun EIAH pose des questions qui relรจvent ร la fois de lโinformatique et des sciences cognitives lorsque le problรจme considรฉrรฉ est celui de la mise en ลuvre de situations dโapprentissage nรฉcessitant la conception dโun artefact informatique spรฉcifique, qui doit prรฉsenter des propriรฉtรฉs ou des caractรฉristiques explicitement liรฉes ร lโintention didactique ou au contexte pรฉdagogique.
Enseignement programmรฉ
ย ย ย De Montmollin(De Montmollin, 1971) dรฉfinit lโenseignement programmรฉ comme ยซ une mรฉthode pรฉdagogique qui permet de transmettre des connaissances sans lโintermรฉdiaire directe dโun professeur ou dโun moniteur, ceci tout en respectant les caractรฉristiques de chaque รฉlรจve pris individuellement ยป Lโenseignement programmรฉ obรฉit ร quatre rรจgles :
๏ทLe principe de structuration de la matiรจre : le regroupement les informations et leur prรฉsentation de maniรจre ร faciliter la comprรฉhension et la mรฉmorisation.
๏ทLe principe dโadaptation :lโenseignement doit รชtre adaptรฉ vis avis de ses connaissances antรฉrieures, ร son รขge, etc.
๏ทLe principe de stimulation : ยซ lโintรฉrรชt, le dรฉsir de travailler, lโattention de lโรฉlรจve doivent รชtre constamment stimulรฉs ยป (De Montmollin, 1971).
๏ทLe principe de contrรดle : lโapprentissage doit รชtre constamment contrรดlรฉ.
Lโenseignement programmรฉ est avant tout une mรฉthode de prรฉsentation de lโinformation. Ses fondements se retrouvent en partie dans lโenseignement de Socrate, de Platon, des Descartes.(Lefevre, 2017) En effet, Socrate utilise une sรฉrie de questions qui sโenchaรฎnent logiquement afin dโamener son interlocuteur ร dรฉcouvrir la vรฉritรฉ. Quant ร lโidรฉe dโenseignement programmรฉ mรฉcanisรฉ, elle naรฎt dรจs le dรฉbut du XXe siรจcle. En effet vers 1910, Thorndike imagine dรฉjร des machines ร enseigner : ยซ si, par le miracle de lโingรฉniositรฉ mรฉcanique, un livre pouvait รชtre agencรฉ dโune telle faรงon que seulement pour celui qui aurait fait ce qui est demandรฉ ร la premiรจre page, la page deux devient visible, et ainsi de suite, beaucoup de ce qui requiert actuellement de lโinstruction personnelle pourrait รชtre assurรฉ par le livre ยป(Bruillard., 2000). Mais le matรฉriel de lโรฉpoque ne permet pas de rรฉaliser ce rรชve. Le projet PLATO (ProgrammedLogic for AutomatedTeaching Operations) dirigรฉ par Bitzer en 1959 (Alpert et Bitzer, 1969 ;Bitzer, 1970) est un exemple de cette รฉpoque. PLATO fut la premiรจre mise en ลuvre dโune activitรฉ pรฉdagogique avec ordinateur au dรฉbut des annรฉes 1960 (le projet est maintenant un projet commercial de formation). Lโintรฉrรชt suivant รฉtait lโautomatisation de lโenseignement en remplaรงant lโenseignant humain par un enseignement auto programmรฉ grรขce aux systรจmes dโยซ Enseignement Assistรฉ par Ordinateur ยป (EAO)
Les Environnements informatique dโapprentissage humain (EIAH)
ย ย ย Avec lโรฉvolution et le dรฉveloppement des technologies et particuliรจrement de lโinternet, les systรจmes ont de plus en plus dรฉveloppรฉ des dimensions telles que la communication, le travail coopรฉratif ou collaboratif entre apprenants. ร ce moment, lโassistance de lโapprenant par la machine (face ร lui) nโest plus obligatoire, car il a la possibilitรฉ dโapprendre par son interaction avec un environnement complexe (machines, pairs, enseignants, etc.). Cโest pour cela que nous parlons aujourdโhui dโEIAH (Environnement Informatique dโApprentissage Humain) ou de TEL (Technology-Enhanced Learning, apprentissage amรฉliorรฉ par la technologie). Tandis que les recherches en EIAO mettent lโaccent sur la nรฉcessitรฉ de la prรฉsence dโun formateur avec les apprenants pour guider leur apprentissage, les recherches en EIAH se focalisent sur la conception de situations diffรฉrentes dans lesquelles peuvent coopรฉrer ร distance les diffรฉrents acteurs de lโapprentissage. Lโapprenant est ainsi plus autonome (Balacheff, Baron, Desmoulins, Grandbastien, & Vivet, 1997). Les EIAH dรฉsignent donc des environnements utilisant les nouvelles potentialitรฉs de communication quโaccordent les avancรฉes technologiques (e.g interactions synchrones/asynchrones entre diffรฉrents acteurs de lโapprentissage, mutualisation des donnรฉes ร distance). Il engage des agents humains (รฉlรจve, enseignant, tuteur) et artificiels (agents artificiels, qui peuvent eux aussi tenir des rรดles distincts) et leur offre des situations dโinterfรฉrence, localement ou ร travers les rรฉseaux informatiques. (Lefevre, 2017) Nombreuses plateformes dโEIAH ont รฉtรฉ dรฉveloppรฉes et plusieurs sont disponibles sur le web en libre accรจs. Ces plateformes sont des environnements qui offrent ร lโenseignant la possibilitรฉ de crรฉer et de gรฉrer trรจs aisรฉment un cours sur Internet, avec la libertรฉ de choisir la mรฉthode pรฉdagogique, et sans avoir ร acquรฉrir prรฉalablement des compรฉtences informatiques particuliรจres. รgalement elles mettent ร disposition des outils de communication (forums, chat), des instruments dโรฉvaluation (exercices, sondages, travaux), et la possibilitรฉ de dรฉposer des ressources pรฉdagogiques (fichiers PDF, sรฉquences vidรฉo, etc.) (El Bachari, El Hassan, et El Adnani, 2012).
Notion dโontologies
ย ย ย ย Ontologie est un terme grec composรฉ des mots ยซ Ontos=etre ยป et ยซ Logia=discours(langage+raison) ยป. Historiquement, le terme Ontologie a tout dโabord รฉtรฉ dรฉfini en Philosophie comme une branche de la Mรฉtaphysique qui sโintรฉresse ร lโexistence, ร lโรชtre en tant quโรชtre et aux catรฉgories fondamentales de lโexistant, cโest-ร -dire lโรฉtude des propriรฉtรฉs gรฉnรฉrales de ce qui existe. Par la suite, le concept dโontologie est apparu en pleine lumiรจre dans le domaine de lโintelligence artificielle, afin dโapporter une solution aux problรจmes de modรฉlisation des connaissances et plus prรฉcisรฉment, en ingรฉnierie des connaissances. John McCarthy avait abordรฉ la notion dโontologie pour la premiรจre fois en 1980 dans le domaine de lโintelligence artificielle (IA) en affirmant que les concepteurs des systรจmes intelligents fondรฉs sur la logique devraient dโabord รฉnumรฉrer tout ce qui existe. (Welty, 2003)
Lโapprentissage renversรฉ exige un changement dans la culture d’apprentissage
ย ย ย ย ย Le modรจle dโenseignement traditionnel est centrรฉ sur lโenseignant comme รฉtant la principale source dโinformation, l’enseignant est le ยซย sage sur scรจneย ยป (King, 1993), un expert du contenu qui fournit des informations ร lโapprenant sous forme de cours magistral en gรฉnรฉral. Dans le modรจle dโapprentissage inversรฉ, on bascule volontairement dโune approche centrรฉe sur lโenseignant ร une approche centrรฉe sur lโapprenant oรน le temps en classe est consacrรฉ ร lโexploration profonde des notions et ร fournir des perspectives dโapprentissage meilleures. Les apprenants participent davantage dans la formation de leurs connaissances. De ce fait, ils peuvent thรฉoriquement rythmer leur apprentissage, vu quโils ont la possibilitรฉ de consulter le contenu ร lโextรฉrieur de la classe. Les enseignants de classe inversรฉe offrent leurs aides aux apprenants et leur permettent dโexplorer en profondeur les notions cibles dans le processus dโapprentissage. Aussi, ils visent le niveau de prรฉparation ou la zone de dรฉveloppement proximal des apprenants, oรน ils sont mis ร l’รฉpreuve, mais pas au point d’รชtre dรฉmoralisรฉ(Vygotsky, 1978).
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Table des matiรจres
Introduction
Contexte gรฉnรฉral de recherche
Problรฉmatique
Mรฉthodologie de recherche
Objectifs ร atteindre
Organisation du manuscrit
Chapitre 1 : Environnement Informatique dโApprentissage Humain EIAH
1. Introductionย
2. Dรฉfinition
3. Lโรฉvolution historique de la formation ร distanceย
3.1. Enseignement par correspondance
3.2. Enseignement tรฉlรฉvisรฉ et modรจle industriel
3.3. Enseignement ร distance interactif
3.3.1. Enseignement programmรฉ
3.3.2. EAO โฆ IA โฆ EIAO โฆ Tuteur Intelligent
3.3.3. Hypertextes et hypermรฉdia
3.3.4. Les Environnements informatique dโapprentissage humain EIAH
4. Positionnement en ingรฉnierie des EIAH
4.1. Les EIAH entre la science et lโapplication
4.2. Les EIAH en tant quโenvironnements interactifs de connaissance
5. Les besoins des EIAH
5.1. Besoin dโune reprรฉsentation explicite et formelle
5.2. Besoin de partager la connaissance
5.3. Besoin dโune assistance pour le design pรฉdagogique
5.4. Besoin dโindexer des objets pรฉdagogiques
6. Les avantages majeursย
Conclusion
Chapitre 2 : Les ontologies dans le domaine des EIAH
1. Introduction
2. Notion dโontologies
2.1. Dรฉfinition
3. Constituants dโune ontologie
3.1. Concepts
3.2. Relations
3.3. Fonctions
3.4. Rรจgle
3.5. Instances
4. Pourquoi dรฉvelopper une ontologie ?
5. Typologie dโontologie
5.1. Typologie selon lโobjet de conceptualisation
5.2. Typologie selon le niveau de dรฉtail de lโontologie
5.3. Typologie selon le niveau de complรฉtude
5.4. Typologie selon le niveau du formalisme
6. Le cycle de vie des ontologies
7. Fondements de lโingรฉnierie ontologique
7.1. Principes
7.2. Mรฉthodologiesde construction dโontologies
8. Usages des ontologies
Conclusion
Chapitre 3 : La thรฉorie de la classe inversรฉe
1. Introduction
2. La Classe inversรฉe et lโenseignement inversรฉ
3. Dรฉfinitionย
4. Revue de la littรฉrature
4.1. Une salle de classe inversรฉe
4.2. La classe inversรฉe pour l’apprentissage de l’algorithme
4.3. Discussion
5. Naissance et รฉvolution de la classe inversรฉe
5.1. La diffรฉrence entre la taxonomie de Bloom et taxonomie rรฉvisรฉe de Bloom
5.2. Taxonomie rรฉvisรฉe de Bloom
6. La pรฉdagogie de classe inversรฉe
6.1. Quโest-ce que la pรฉdagogie de classe inversรฉe
6.2. Lโorganisation dโune sรฉance dโapprentissage en mode inversรฉ
6.3. Les besoins dโapprentissage en classe inversรฉe
6.3.1. Lโapprentissage inversรฉ exige des environnements flexibles
6.3.2. Lโapprentissage renversรฉ exige un changement dans la culture d’apprentissage
6.3.3. L’apprentissage inversรฉ exige un contenu intentionnel
6.3.4. Lโapprentissage inversรฉ exige des enseignants professionnels
6.4. Lโintรฉrรชt des outils utilisรฉs
6.4.1. Quels outils peuvent โ รชtre utilisรฉs ?
6.4.2. Quel intรฉrรชt donner aux divers outils ?
7. Rรฉponse ร quelques critiques rรฉcurrentes sur la classe inversรฉe
7.1. Les apprenants ne vont pas regarder les vidรฉos
7.2. La classe inversรฉe sโappuie sur/augmente les inรฉgalitรฉs
7.3. Le manque dโinteractivitรฉ
7.4. La classe inversรฉe accroรฎt le temps passรฉ devant un รฉcran pour les รฉlรจves
7.5. La classe inversรฉe accroรฎt le temps consacrรฉ aux devoirs
7.6. La classe inversรฉe ne remet pas vรฉritablement lโรฉlรจve au cลur de lโapprentissage
8. Les avantages des classes
8.1. Renforcement de la relation entre lโenseignant et les apprenants
8.2. Libรฉrer du temps en classe pour utiliser plusieurs techniques pรฉdagogiques
8.3. Dรฉveloppement de lโautonomie des apprenants
8.4. Un environnement dโapprentissage plus agrรฉable
8.5. Aider ร amรฉliorer la qualitรฉ dโapprentissage
9. Les inconvรฉnients des classes inversรฉs
9.1. Nรฉcessite du travail de mise en place
9.2. Nรฉcessite plus dโorganisation
9.3. On ne rattrape pas forcรฉment TOUS les รฉlรจves
10. Discussion
Conclusion
Chapitre 4 : Conception d’un EIAH ร base d’ontologie pour une classe inversรฉe
1. Introduction
2. Conception du systรจme
2.1. Objectif du systรจme
2.2. รtude des besoins fonctionnels
2.3. Les fonctions offertes par le systรจme
2.4. Rรดle du systรจme et les acteurs
2.4.1. Rรดle administrateur
2.4.2. Rรดle des enseignants
2.4.3. Rรดle de lโapprenant
3. Modรจle du domaineย
3.1. Approche de modรฉlisation du modรจle de domaine
3.3. Construction de lโontologie ยซ OntoAlgo ยป selon METHONTOLOGY
a. Spรฉcification des besoins
b. Conceptualisation
c. Formalisation
d. Codification
4. Modรจle de lโapprenant
3.2.1. Approche de modรฉlisation du modรจle apprenant
Conclusion
Chapitre 5 : Conception dโune classe inversรฉe dโalgorithmique
I. Conception dโune classe inversรฉe
1. Introduction
2. Modรจle de classe inversรฉe dโalgorithmique
3. Plate-forme d’apprentissage de classe algorithmique inversรฉe
3.1. Objectifs
3.2. Thรฉorie de la taxonomie rรฉvisรฉe de Bloom dans un cours algorithmique
4.2. Conception de la classe inversรฉe rรฉvisรฉe par la thรฉorie de Bloom
4.3. Conception dโune vidรฉo pรฉdagogique
Conclusion
Utilisation des ontologies dans un EIAH
II. Conception du prototype de classe inversรฉe dโalgorithmique AlgoToLearn
1. Introduction
2. Dรฉmarche et objectifs pรฉdagogiques dโAlgoToLearn
3. Architecture dโAlgoToLearn
Conclusion
Chapitre 6 : Implรฉmentation et รฉvaluation dโune classe inversรฉe dโalgorithmique
I. Implรฉmentation de la classe inversรฉe dโalgorithmique
1. Introduction
2. Conception de lโenvironnement AlgoToLearn
2.1. Interface enseignant
2.2. Interface apprenant
II. รvaluation de la classe inversรฉe dโalgorithmique
1. Introduction
2. Participants et procรฉdure
a. Expรฉrience d’apprentissage pour la classe inversรฉe
b. Expรฉrience d’apprentissage pour la classe traditionnelle
c. Post-test
3. Rรฉsultats
a. Prรฉtest
b. Post-test
4. Sondage auprรจs des apprenants et รฉvaluation
5. Discussion
a. Impact sur l’apprentissage algorithmique de l’apprenant
b. Perceptions des apprenants
Conclusion
Conclusion gรฉnรฉrale & travaux futurs
Bibliographie
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