Outil d’aide à l’apprentissage à l’informatique et à la programmation, ce package multimédia contient les minima à connaître sur le sujet. C’est une combinaison de différents outils utilisables soit en formation initiale, soit en complément personnel chez soi. Ce package pédagogique bénéficie des fonctionnalités classiques d'un livre au format HTML consultable numériquement soit sur un site éloigné (site Web sur Internet), ou sur un intranet. Lorsqu’il est installé sur une machine locale ou personnelle, il fonctionne grâce à son propre navigateur dédié internet-like associé dans ce cas à un ensemble d’assistants de cours, d’exercices ou de simulateurs.

Mots clefs : initiation informatique, EIAO, multimédia, auto-formation.

It is a help tool for programming learning. This multimedia package includes minimal knowledge to be learned about the subject. It is an association of different tools to be used during school learning or continuous training at home. This package works as a HTML book when used on the Internet Web or used on an intranet. When it is installed on a PC-computer (at home, or at school) it works by means of its HTML-like internal navigator which is able to pilot a set of assistants.

Keywords : Computer science learning, EIAO, multimedia, self training.

Spécifications du Package
 

• Hiérarchie d’Abstractions Pédagogiques
• Coopération et Intégration

Composition du Package
 

• Architecture du Package
• Un Arbre de Scénarios

Exemples d'Agents pédagogiques

• Le navigateur noyau
• Une page de livre interactive
• Un panneau de cours thématique
• Des exercices interactifs

Conclusion

Bibliographie

Les objectifs de conception et d’utilisation du package sont doubles et uniquement d’ordre pédagogique :

• usage en salle de cours ou en salle de travaux dirigés avec l’enseignant,
• usage personnel de l’étudiant soit sur des machines en accès libre (dans une salle multimédia dédiée) soit sur machine personnelle de l’étudiant chez lui.

Afin d’assister un enseignement par un outil informatique, il a paru nécessaire de cibler un objectif spécifique pour ce genre d’outil. En tout premier lieu, il a été défini une hiérarchie d’abstractions pédagogiques informatiques en vue de classifier les niveaux d’approches du pédagogue et les niveaux d’interventions possibles des outils informatiques d’assistance.
 

Hiérarchie d’Abstractions Pédagogiques

La hiérarchie ainsi définie est fondée sur un ordre de complexité technique informatique croissante. La notion de technicité informatique introduite ici est classique dès qu’il s’agit de logiciel. Il s’agit d’un équivalent à la granularité informationnelle par ordre d’abstractions descendant. Les niveaux pédagogiques retenus sont donc une application de cette granularité informationnelle au domaine pédagogique. Pour un pédagogue souhaitant assister son cours avec des outils informatiques, nous classons le niveau de technicité informatique auquel il doit se situer selon l’outil d’assistance à utiliser : le niveau 0 (technicité informatique requise = 0) correspond à ignorer tout de l’informatique, les niveaux 7 et 8 nécessitent une technicité informatique de type professionnel si l’on souhaite obtenir un produit fini.
 

• niveau-0 : L’enseignant avec son savoir et sa connaissance.
• niveau-1 : Les documents manuscrits (polycopiés et transparents).
• niveau-2 : Les moyens audiovisuels classiques.
• niveau-3 : Didacticiels dédiés.
• niveau-4 : Systèmes auteurs.
• niveau-5 : Systèmes de présentation multimédia.
• niveau-6 : Plate-formes de développement visuel des produits.
• niveau-7 : Les langages de programmation de 3^ème génération modernisés par extension objet.
• niveau-8 : Les langages classiques procéduraux de 3^ème génération.

Nous considérons les produits de niveau 6 comme étant des outils de confection sur mesure adaptés à chaque problème spécifique. En revanche les outils des catégories 3, 4 et 5 représenteraient le prêt à porter servant d’aide pédagogique dans de très nombreux cas. Les niveaux 7 et 8 permettent de construire les mêmes produits que ceux du niveau 6, mais au prix d’une plus grande technicité (et pas nécessairement d’une plus grande efficacité), d’un temps de développement plus long et donc d’un investissement plus coûteux pour obtenir le même résultat.

Pour une discipline donnée, y compris l’informatique, la construction d’un produit pédagogique très vaste recouvrant une large part du programme n’est semble-t-il pas réaliste (cf. les problèmes des informaticiens avec l’EAO). Il était donc nécessaire d’ajuster nos prétentions à la faisabilité.

Ensuite, dans un but de souplesse pour les modifications ou les adjonctions ultérieures, le produit a été construit sur la base d’une coopération de modules distincts intégrés dans un même environnement.
 

Coopération et Intégration

Il a donc été décidé d’élaborer une famille de produits de taille réduite adaptés pour chacun d’entre eux à une séance de cours, ou portant sur une partie restreinte du cours (assistants pédagogiques). Ces assistants doivent coopérer entre eux et concourir à une amélioration sensible de l’enseignement (cours-TD-TP-Autoformation). La composition de cette famille d’outils d’assistance est semblable à une fédération de logiciels développés à partir d’un ensemble de composants pédagogiques s’exécutant sur une plate-forme commune acceptant les logiciels des niveaux 3 à 5 : le tout est dénommé package pédagogique.

Cette approche a donc nécessité :
 

• La spécification d’un composant pédagogique de développement : normalisation des accès au produit, normalisation de l’utilisation du produit, normalisation de la structuration externe du produit, manuel papier et en ligne normalisé pour chaque produit, indépendance de chaque produit par rapport aux autres.
• La spécification d’une plate-forme ou noyau d’exécution mono-poste permettant d’intégrer des produits déjà construits.

Intérêts potentiels espérés de cette approche :
 

• Temps de développement estimé moins long que pour un produit général.
• Documentation pédagogique associée moins lourde.
• Apprentissage plus rapide du produit.
• Enrichissement permanent dû à l’innovation des enseignants.
• Evolutivité du produit (certains assistants peuvent être remaniés dans certaines limites ou bien être éliminés sans déstabiliser l’ensemble).

Elaboration d’un outil de niveau d’abstraction pédagogique niveau-3 dénommé package pédagogique.  Ce package contient :
 

• un cours écrit sous forme d’un livre avec des chapitres et des sous-chapitres de plus de 700 pages au format HTML.
• Des assistants autonomes qui sont associés à un paragraphe du cours, à un chapitre du livre, ou à des travaux dirigés.
• Un navigateur dédié gérant l’ensemble.

Un assistant contient pédagogiquement deux types de zones visualisables par l'étudiant : les zones de cours et les zones de TD.

Une zone de cours est répartie selon trois niveaux d'apprentissage :
 

• Niveau enregistrement : l'étudiant étudiera et recopiera éventuellement l'information présentée assortie de suppléments oraux venant de l'enseignant comme des plans, des définitions avec schémas etc....
• Niveau observation active : l'étudiant observe une série d'actions logiques correspondant à un mécanisme que l'on veut lui faire comprendre. Il pourra répéter la séquence, la ralentir si l’action dépend du temps, ou l'interrompre sans toutefois pouvoir la modifier.
• Niveau action : modifier dans des limites précises certains paramètres d'une séquence d'actions. Le paramétrage doit pouvoir fournir à partir de choix possibles plusieurs exemples différents.

Une zone de TD correspond essentiellement à une extension du niveau action d'une zone de cours, avec l'adjonction d'une plus grande liberté de construction :
 

• L'enseignant ou l'étudiant pourront construire eux-mêmes leur exemple (selon un modèle général sous-jacent),

• On pourra fournir un outil de construction d'exemples pour l'enseignant afin qu'il puisse les intégrer dans son assistant,

• Selon la catégorie des problèmes il est envisagé d’inclure des outils d'aide à la recherche de la solution, avec évaluation de la pertinence de la stratégie.

Architecture du Package
 
 

        Figure - 1

• Un navigateur HTML-like noyau .
• Une bibliothèque d’exécutables d’énoncés et de solutions.

• Une famille de 20 API (Assistants Pédagogiques Informatiques) de trois sortes :
• Des panneaux d’assistance normalisés ( 7 )
• Des assistants d’exercices ( 5 )
• Des outils de simulations ( 7 )

• Un dossier de 32 projets de développement standardisés capables eux aussi d’accéder à la bibliothèque d’exécutables.

Tous les assistants à ce jour (7 panneaux de cours et 13 outils actifs), sont conçus selon une architecture modulaire qui permet de les insérer ou non comme dans un lego, au navigateur. Ces outils sont par ailleurs autonomes et ne nécessitent pas le navigateur ou tout autre produit pour être utilisés seuls.
 

Liens fonctionnels du package :

Un API fonctionne d’une manière autonome, il est exécutable sur une machine avec son dossier comme une application ordinaire,

Lorsqu’un API est appelé par le noyau de navigation (ou toute autre application sachant communiquer avec lui), il dispose de deux parties de code internes lui permettant de répondre à la sollicitation du navigateur central :
 

• Un dispositif de filtrage des paramètres lors de son lancement (par exemple indiquer la page, l’onglet ou l’état initial de certains éléments de l’API)

• Un dispositif de traitement des messages utilisateurs envoyés à l’API pendant que le processus associé à l’API est actif (pour l’instant un ordre de fermeture provenant du noyau central)

La figure ci-dessous illustre la communication entre le navigateur noyau et les API.
 
 
 

                       Figure-2

Un Arbre de Scénarios

En fait, il a fallu ajouter une nouvelle compétence de scénariste à la panoplie pédagogique : après avoir découpé le cours en séquences identifiées comme dans un enseignement classique, il est apparu nécessaire de décrire une sorte de script manuscrit des différentes actions sur le package liées à chacune de ces séquences (comme dans un scénario théâtral, afin que le cours présente une certaine fluidité). Pour que le package puisse intégrer cette démarche, il s’est enrichi dans sa dernière version, d’un outil arborescent de construction et de stockage de plans de parcours et de lancement d’API. Cet arbre de " scénarios " correspond à l’écriture des scripts manuscrits qui peuvent être rangés sur disques et réutilisés ultérieurement.
 
 

Exemples d'Agents pédagogiques

Le navigateur noyau :

Une page de livre interactive :

 

Un panneau de cours thématique :

 

Des exercices interactifs :

 
 

Ce package ne prétend pas à l’originalité, mais plutôt à participer à l’enrichissement d’un grand fond commun de formation destiné à un large public débutant en informatique. Il est évolutif par maintenance sur site et par adjonction et intégration de nouveaux outils.

Cet outil dont la conception remonte à 1996, est expérimenté par l’auteur, depuis la rentrée universitaire 1999-2000, en première année de premier cycle et en Dess CCI en effectuant un enseignement intégré (cours-TD-TP) en salle équipée d’un réseau local, d’une machine maître, de 12 à 20 postes étudiants ainsi qu’un système de vidéo projection. Le package a été développé avec le RAD Delphi de Borland. L’impact de l’utilisation d’un tel outil est important sur l’attitude du pédagogue, et ne fait pas " gagner " de temps de préparation. Le surcoût de préparation est estimé à 20%. L’utilisation d’un tel produit n’est donc pas neutre sur la démarche pédagogique. Manifestement les étudiants ont apprécié de pouvoir disposer chez eux de l’outil qu’ils avaient déjà utilisé en cours, leurs réponses sont encourageantes. Le package a été mis en ligne sur le site de l’université de tours et a été entre autre, répertorié et documenté par le CNDP dans la base de données de ressources électronique du MEN " Educasource " et dans le réseau des ressources de formation à distance de l’agence intergouvernementale de la francophonie " Thot.Cursus ". Il semble d’après les informations recueillies à ce jour, qu’il y ait une attente forte de ce genre de produit de la part d’étudiants travaillant hors-ligne.
 
 

G-L.Baron, " des technologies nouvelles en éducation ", revue INRP recherche et formation n°26, juillet 1998.
M-F.Barthet, " logiciels interactifs et ergonomie ", Dunod,1988.
JC.Bourdais, " outils, instruments et contenus d’enseignement ", Université d’été ENS cachan, 1998.
M.Caillot, " de l’EAO au multimédia en passant par l’EIAO ", in Techniques de base pour le multimédia, Masson, 1997.
P.di Scala,  " Un assistant de construction et d’analyse de schémas booléens en Delphi ", Rapport de projet de fin d’études DESS-CCI, mai 1999, 42 pages.
RM.di Scala , " Les outils informatiques pour l'assistance de cours et TD en 1er cycle ", Rapport interne LIFA Tours, 12 Février 1999, 27 pages.
RM.di Scala & al, " Projet de navigateur dédié à un CD-ROM pédagogique ", Rapport de projet de fin d’études DESS-CCI, mai 1998, 37 pages.
INRP, Rapport de synthèse n°40117, " aide, conseil et explication dans les logiciels éducatifs ", juin 1998.
M.Kahn, JC.Lambert, " évolution des compétences des enseignants utilisant les TIC ", Université d’été ENS cachan, 1998.
G.Weidenfeld, " les nouvelles technologies de formation ", in Techniques de base pour le multimédia, Masson, 1997.

La dernière version complète du package est consultable et téléchargeable à l’URL suivante :

http://www.univ-tours.fr/discala/index.html