ENST Bretagne Institut de la Francophonie pour Département IASC l’Informatique Mémoire de fin d’études E-Learning et résolution de problème Etudiante : PHAM Thi Ngoc Diem Promotion 7 Encadré : Serge GARLATTI Brest 08/2003 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Remerciements Remerciements Je voudrais remercier ici. Tous ceux qui, par leur présence, leurs conseils ou leur soutien au cours de ces deux années de DEPA. Je remercie avant tout l’IFI (Institut de la Francophonie pour l'informatique), permanents, secrétaire et surtout les professeurs pour leur soutien pendant mes études à l’IFI. Je remercie tout particulièrement M.
Serge Garlatti, mon tuteur de stage, qui m’a accepté pour ce stage, pour ses conseils et son amitié. Il est toujours présent, disponible et m’a beaucoup aidé durant tout le stage. Enfin, comment pourrais-je ne pas remercier mes parents et surtout mon mari qui, depuis le début de mes études, a su me pousser, me soutenir, m’écouter ? E-learning et résolution de problème 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Table des matières Table des matières Résumé. L’apprentissage par résolution de problèmes .1 Définitions de la PBL .2 PBL et la théorie constructiviste.3 Caractéristiques de la PBL .4 La PBL versus la méthode éducative traditionnelle .5 Avantages et inconvénients de la PBL .1 Avantages de la PBL .2 Inconvénients de la PBL .6 Programme d’étude de la PBL .1 Le processus de PBL .2 Les problèmes appropriés .3 Planification d’un problème .7 PBL en ligne versus PBL en face à face.
Modélisation du processus de la PBL .1 Les différents modèles de la PBL en ligne .2 Modélisation de la PBL .1 La modélisation des ressources .2 La modélisation d’un problème .3 Modélisation pour l’apprentissage par résolution de problème .2 Description du modèle .3 Modèle de tâches .2 Le modèle de la PBL et le modèle de tâches.33 E-learning et résolution de problème 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Table des matières 2. Les documents virtuels personnalisables .2 Document Virtuel Personnalisable .3 Principes de conception de SCARCE .4 Moteur de composition adaptatif. Le processus d’apprentissage par résolution de problème comme un DVP. 50 Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) .1 Processus de la PBL (E0) .1 Présentation de problème (E1) .2 Définition de ce qui est connu (E2) .3 Définition des enjeux d’apprentissage (E3) .4 Enonciation du problème (E4) .5 Plan de travail (E5) .6 Recherche des ressources (E6) .7 Résolution du problème(E7) .2 Les actions de l’étape « présentation de problème» .3 Les actions de l’étape «définition des enjeux d’apprentissage» .4 Les actions de l’étape «plan de travail» .5 Les actions de l’étape «résolution de problème» .6 Les actions de l’étape «réflexion».
60 OntoBroker et la F-Logic .61 E-learning et résolution de problème 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Table des matières B.2 Utilisation du langage.3 La liste des prédicats prédéfinis dans le système. 64 E-learning et résolution de problème 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Résumé Résumé La méthode d’apprentissage par résolution de problèmes ou Problem-Based Learning – PBL – est utilisée depuis de nombreuses années. Notre modèle de la PBL en ligne proposé contient les étapes, chaque étape peut se composer les actions. En effet, il existe plusieurs modèles de PBL en ligne.
Celui que nous avons proposé repose sur un modèle traditionnel. Il contient des étapes (ou actions) et un ordre d’exécution sur ces étapes. L’apprenant doit suivre et passer chaque étape du modèle selon une expression de contrôle. Avec ce modèle, il sait où il commencera et où il finira son apprentissage par résolution de problème.
Cela aide étudiant ainsi que l’enseignant à surmonter des difficultés quand ils commencent la PBL première fois. Ce modèle est conceptuellement proche d’un modèle de tâche. Il est donc possible de réutiliser les travaux sur les modèles de tâches pour réaliser ce modèle de la PBL. D’autre part, le processus d’apprentissage par résolution de problème peut également être passé comme un Document Virtuel Personnalisable (DVP).
E-learning et résolution de problème 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Abstract Abstract Problem-Based Learning is used since many years. Our on line PBL model contains the steps, each step can compose sub-steps (steps or actions). Indeed, there are several on line PBL models. The model that we proposed bases on a traditional model.
It contains steps (or actions) and an order of execution on these steps. Learner must follow and pass each step of the model according to an expression of control. With this model, he knows where he will start and where he will finish his problem-based learning. This helps student as well as the teacher to overcome difficulties when they begin the PBL at first time.
Therefore, it is possible to reuse works on task model to realize this PBL model. Furthermore, the process of problem based learning can also be considered as a adadtive vitual document. E-learning et résolution de problème 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Introduction Introduction Les sciences et technologies de l’information et de la communication ont une contribution particulière à apporter aux dispositifs d'éducation et de formation et plus universellement à l'apprentissage humain : outils et infrastructures favorisant la diffusion et la mutualisation de connaissances, conception et réalisation d'environnements informatiques dont la finalité explicite est de susciter et accompagner l'apprentissage humain. C'est aux questions scientifiques et technologiques soulevées par la conception, l’évaluation et l’usage de ces environnements informatiques pour l’apprentissage humain (EIAH) [29].
Des EIAH et le développement de l’E-Learning permettent de mettre en œuvre différentes approches dans l'étude des phénomènes d'éducation et de formation (pédagogie, didactique, épistémologie, psychologie, sciences du langage, ergonomie, sociologie, etc. De nos jours, l’industrie et l’université sont confrontées à des problèmes de plus en plus complexes qui nécessitent de se former continuellement et d’apprendre à résoudre ce type de problèmes. Les connaissances et les compétences développées par l’enseignement traditionnel sont insuffisantes pour faire face à ce type de problèmes. En effet, les problèmes abordés par ces enseignements sont des problèmes bien structurés dont les solutions sont prévisibles et bien souvent uniques.
Tandis que les problèmes rencontrés dans la vie professionnelle et la vie sont complexes et mal structurés possédant souvent plusieurs solutions. La résolution de ces problèmes demande de chercher, d’organiser et de synthétiser les informations concernant le problème. Cela demande également des interactions entre individus et des activités collaboratives - en équipe. Ces compétences ne sont pas souvent enseignées par la méthode traditionnelle.
C’est pour cela que les enseignants utilisent des approches alternatives. La méthode d’apprentissage par résolution de problèmes ou Problem- Based Learning – PBL – est utilisée depuis de nombreuses années. Elle est de plus en plus populaire dans l’enseignement ces dernières années. En plus du développement incessant des technologies de l’information et la communication, l’utilisation des cours en ligne est devenue populaire dans le domaine éducatif.
Plusieurs universités ont proposé des programmes d’éducation à distance dont la plupart des cours sont en ligne. De nombreux systèmes en ligne fondés sur la PBL sont également développés. Internet offre un accès à un vaste ensemble d'informations. Aujourd'hui, de nombreux services sont disponibles sur Web : système d’information en ligne, e-learning, musée virtuel, etc.
L'objectif du Web de troisième génération est l'amélioration de la recherche d'informations: le partage et la réutilisation des connaissances et des documents par l'utilisation d'ontologies, de mécanismes d'inférence et l'association de méta-données sémantiques aux connaissances et documents. L’adaptation/personnalisation est également un des enjeux principaux pour des services web. Un Document Virtuel Personnalisable (DVP) est une bonne approche pour la personnalisation, l'automatisation et la réutilisation. En effet, un document virtuel personnalisable compose dynamiquement des documents à partir d'informations provenant de sources diverses.
Dans le cadre de travaux précédents (projet E-learning et résolution de problème 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Introduction Iccars1, Candle2 et une thèse [1]), la spécification déclarative et la composition sémantique d’un document virtuel personnalisable ont été étudiées et implantées. Elles permettent de concevoir plus simplement des applications Internet/Intranet avec une approche de type «Semantic Web». La spécification et la composition sont fondées sur une architecture structurant différentes ontologies et des propriétés sémantiques qui en assurent la généricité. Le sujet de ce stage obéit à deux motivations principales.
La première, c’est la nécessité de prendre en compte dans les environnements informatiques pour l’apprentissage humain la pédagogique et la didactique. Dans le cadre du projet européen Candle, l’organisation des cours est fondée sur la notion de structure narrative. Cette dernière utilise la théorie des structures rhétoriques pour formaliser à un niveau connaissance le savoir-faire d’un enseignant. Une proposition est en cours de rédaction pour lier une structure narrative à une approche pédagogique afin de guider les auteurs pour la réalisation de cours en ligne.
Mais il existe pour l’instant un « fossé » entre les outils informatiques développés et la prise en compte effective pédagogie et la didactique. Il s’agit de combler ce « fossé ». Pour cela, il est nécessaire de choisir une approche particulière pour des cours en ligne : la PBL et de l’appliquer dans un cadre précis avec le concours de spécialistes en didactique et en pédagogie. Ce stage n’est qu’une première étape vers cet objectif.
Il sera suivi d’un projet de recherche avec des partenaires experts en éducation et en psychologie cognitive. Dans le cadre de ce stage, il s’agit d’étudier les besoins pour une approche par résolution de problème dans l’environnement développé pour le projet européen CANDLE. La deuxième, c’est la recherche de nouvelles technologies tels que le développement des hypermédia, de l'apprentissage collaboratif assisté par ordinateur, des documents virtuels, de l’enseignement à distance et de l’apport des ontologies et du Web Sémantique pour celles-ci. Contexte du stage Les travaux du stage sont réalisés au Laboratoire d'Intelligence Artificielle et de Sciences Cognitives (LIASC3), laboratoire de recherche de l'Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST4) de Bretagne, situé à Brest, France.
L’ENST Bretagne est une grande école d’ingénieurs dont l’enseignement est dédié aux sciences et technologies de l’information et de la communication. Elle est également un centre de recherche de haut niveau dans ce domaine. Membre du Groupe des Ecoles des Télécommunications (GET), elle est présente dans tous les grands projets nationaux et européens liés aux technologies de l’information et de la communication. Ce stage réutilise des résultats (la spécification déclarative et la composition sémantique d’un document virtuel personnalisable) dans le projet ICCARS et CANDLE.
Le projet ICCARS (Integrated and Cooperative Computer-Assisted Reporting System) correspond à ce qui pourrait être appelé un poste de journalisme assisté par ordinateur. Il s'agit d'un prototype de système auteur pour la composition dynamique de dossiers thématiques personnalisables. Il ne s'agit en aucun cas de remplacer le journaliste, mais bien de l'aider à rédiger des dossiers personnalisables sous forme de documents électroniques. Ces dossiers sont personnalisés selon différents points, le contenu, l'organisation de l'information et sa présentation.
1 ICCARS: Integrated Cooperative Computer Assisted Reporting System, http://iccars.fr 2 CANDLE: Collaborative And Network Distributed Learning Environment (http ://www.org) 3 IASC, ENST de Bretagne, http://www-iasc.fr 4 ENST de Bretagne, http://www.fr E-learning et résolution de problème 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Introduction Le projet CANDLE (Collaborative and Network Distributed Learning Environment) est un projet européen IST (Information Society Technologies). Ce projet a pour objet l'utilisation d'Internet pour améliorer la qualité et réduire les coûts d'enseignement en Europe. Il s'agit d'utiliser le Web, la technologie multimédia et de permettre la coopération entre les universités et l'industrie dans la création, le partage et la réutilisation de matériaux pédagogiques. Il s'agit donc de composer des cours en ligne dans un domaine particulier : les télécommunications et les réseaux.
Organisation du rapport La première partie va présenter la PBL : ses définitions, les relations entre la PBL et une approche constructiviste de l’apprentissage, ses caractéristiques, les différences principales de la PBL et de la méthode traditionnelle, ses avantages et ses inconvénients qu’on rencontre, les différences principales entre la PBL en ligne et la PBL en face à face. La deuxième partie abordera la modélisation du processus de la PBL en ligne.