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Les systèmes hypermédias adaptatifs
dynamiques METADYNE et TANGOW
Nous présentons dans ce qui suit deux systèmes
hypermédias adaptatifs dynamiques caractérisant les concepts
présentés ci-dessus : METADYNE [Delestre 00], un
hypermédia dont le but est de fournir un cours en ligne adapté
aussi bien aux connaissances qu'aux préférences de l'utilisateur.
Le deuxième système est TANGOW,
4.1
Le système METADYNE, un hypermédia adaptatif
dynamique pour l'enseignement
D'après ce que l'on a vu précédemment,
l'architecture des hypermédias adaptatifs dynamiques doit reposer sur
quatre composantes principales : le modèle du domaine, le modèle
de l'utilisateur, une base de documents multimédias et un
générateur du cours. Cependant l'utilisation des
hypermédias adaptatifs dynamiques soulève quelques questions :
·
Quelles connaissances doit intégrer le système?
·
Comment construire dynamiquement les pages de
l'hypermédia?
·
Comment développer ce type de projet pour qu'il soit
accessible depuis un simple navigateur Web?
4.1.1
Objectifs de METADYNE
·
Distinguer le fond de la forme afin d'inciter les enseignants
à suivre une méthodologie de construction, le système ne
doit pas leur permettre d'agencer les items didactiques pour construire leurs
cours. Il doit tout d'abord leur permettre d'identifier les notions qui sont
introduites dans les cours, en les reliant par différents types de
relations.
·
Permettre aux enseignants de changer leurs points de vues.
·
Améliorer l'adaptabilité : cette distinction entre
le fond et la forme va permettre d'étendre l'adaptabilité du
système. En effet alors qu'auparavant, seule les volontés de
l'enseignant transparaissaient dans les cours, avec METADYNE les apprenants
vont pouvoir spécifier certaines caractéristiques qui seront
utilisés par le générateur du cours.
·
Vers un système adaptatif : si l'on insère dans
METADYNE le profil de l'apprenant, le générateur de cours pourra
en tenir compte, ce qui modifiera les cours produits. Dès lors tout
cours produit par le système, sera fonction des informations fournies
par l'enseignant, des caractéristiques fournies par l'apprenant et du
profil de l'apprenant.
·
Fournir des outils intuitifs : les possibilités actuelles
des navigateurs nous permettent de concevoir un système dont les outils
sont de véritables applications qui peuvent être activées
comme une page Web et s'exécuter au sein du navigateur.
4.1.2
Les connaissances nécessaires à la
génération d'un cours
Nous allons commencer par analyser les connaissances
liées aux enseignants, c'est à dire le modèle du domaine.
Puis nous nous intéressons au modèle de l'apprenant, nous
définirons par la suite les composants qui vont permettre de construire
les cours ; qui sont les briques élémentaires. Nous finirons en
indiquant comment le générateur de cours utilise ces
différentes connaissances.
4.1.2.1
Le modèle du domaine
Un modèle du domaine représente le savoir des
enseignants, il est modélisé par un réseau
sémantique. Les différentes connaissances sont organisées
de façon hiérarchique, il incombe aux enseignants de
définir cette hiérarchie ; un cours est induit des notions qui
peuvent elles-mêmes référencer d'autres notions, les
différents agencements doivent être représentés, il
en a la définition de quatre relations caractérisant les liens
entre les notions:
·
La relation de prérequis qui indique que l'apprentissage
d'une notion A est assujettie à la maîtrise de la notion B.
·
La relation d'analogie qui indique que la maîtrise d'une
notion A peut aider l'apprentissage d'une nouvelle notion B.
·
La relation de conjonction qui indique que l'apprentissage d'une
notion A s'effectue via l'apprentissage séquentiel d'une succession de
notions Aj
·
La relation de disjonction forte qui indique que l'apprentissage
d'une notion A peut s'effectuer via l'apprentissage de l'un des notions Aj.
Comme l'analogie entre deux notions peut être plus ou
moins importante ainsi que la relation de prérequis, ces deux relations
seront pondérées suivant l'importance que l'enseignant accorde
à chacune d'elles.
La Figure 1.6 présente un exemple de
représentation du modèle du domaine présentant le cours
« Oscillation électrique libre » par l'enseignant X.
4.1.2.2
Le modèle de l'apprenant 2.2 Le modèle de
l'apprenant
Le modèle de l'apprenant doit intégrer aussi
bien les connaissances de l'apprenant sur le modèle du domaine, ce qui
l'on nomme le modèle épistémique, que les
particularités non épistémiques, c'est-à-dire les
préférences de l'apprenant ou ses objectifs pédagogiques.
Ce deuxième sous modèle rarement utilisé, se nomme le
modèle comportemental. Le modèle de l'apprenant doit
intégrer aussi bien les connaissances de l'apprenant sur le
modèle du domaine, ce qui l'on nomme le modèle
épistémique, que les particularités non
épistémiques, c'est-à-dire les préférences
de l'apprenant ou ses objectifs pédagogiques. Ce deuxième sous
modèle rarement utilisé, se nomme le modèle
comportemental.
-
Le modèle épistémique : Le
modèle épistémique peut être considéré
comme un dérivé du modèle du domaine. Ainsi, chaque
concept du modèle du domaine est associé au modèle
épistémique de l'apprenant par une relation
pondérée. Afin d'améliorer ce modèle, le facteur
temps est introduit comme une variable d'une fonction d'oubli. Le modèle
épistémique n'existe donc que par les relations qui le relient au
modèle du domaine. La pondération de celles-ci indique la
connaissance qu'a le système sur la connaissance de l'utilisateur sur ce
un concept. Cette valeur peut être soit « j'ignore l'état de
connaissance de l'utilisateur » et dans ce cas on associe une valeur
réelle, proportionnelle au niveau de connaissance de l'utilisateur, et
remise à jour régulièrement en fonction de la date de la
dernière relecture de ce concept par l'apprenant. -
Le modèle épistémique : Le modèle
épistémique peut être considéré comme un
dérivé du modèle du domaine. Ainsi, chaque concept du
modèle du domaine est associé au modèle
épistémique de l'apprenant par une relation
pondérée. Afin d'améliorer ce modèle, le facteur
temps est introduit comme une variable d'une fonction d'oubli. Le modèle
épistémique n'existe donc que par les relations qui le relient au
modèle du domaine. La pondération de celles-ci indique la
connaissance qu'a le système sur la connaissance de l'utilisateur sur ce
un concept. Cette valeur peut être soit « j'ignore l'état de
connaissance de l'utilisateur » et dans ce cas on associe une valeur
réelle, proportionnelle au niveau de connaissance de l'utilisateur, et
remise à jour régulièrement en fonction de la date de la
dernière relecture de ce concept par l'apprenant.
-
Le modèle comportemental :
Alors que le modèle épistémique est
toujours présent dans les systèmes d'enseignement, le
modèle comportemental est le plus souvent très limité
voire absent. Or le système adaptatif se veut très proche de
l'apprenant, ce qui signifie qu'il doit prendre en compte aussi bien ses
préférences, ses objectifs, que ses capacités
naturelles:
1.
Les préférences de l'apprenant vont avoir un
impact sur l'organisation des pages qui lui seront présentées.
Lors de l'initialisation de son modèle, l'apprenant spécifiera
les caractéristiques de ce que l'on nomme un canevas. Ce canevas
servira de modèle pour la construction de toutes les pages qui lui
seront adressées.
2.
Les objectifs de l'apprenant auront une influence sur le
comportement du système. En effet, que l'utilisateur veuille
réviser pour un examen, ou qu'il veuille approfondir de façon
informelle ses connaissances.
3.
Enfin, les capacités de l'apprenant seront pris en
compte, non pas de façon globale, mais par type de matière.
4.1.2.3
Le générateur du cours
Cette dernière composante est chargée de la
création des pages qui vont être présentées à
l'apprenant. Ainsi, une fois que l'apprenant a précisé le cours
qu'il voulait suivre, il indique au système les objectifs de ce cours
(par exemple en vue d'un examen ou d'un simple apprentissage). Le
système peut alors récupérer le concept correspondant
ainsi que les notions en relation avec ce dernier.
Le générateur du cours va essayer pour chaque
élément du canevas de l'apprenant de trouver le meilleur
média. Pour cela, il va récupérer l'ensemble des briques
élémentaires, associées à la notion courante en se
restreignant au point de vue choisi par l'apprenant.
Pour choisir la meilleure brique élémentaire, le
générateur du cours applique trois filtres:
·
Le premier permet d'extraire un sous-ensemble de brique pour un
type cognitif donné.
·
Le second permet d'effectuer la même opération mais
pour un ensemble de niveau cognitif déterminé.
·
Le troisième effectue l'extraction pour un type physique
donné.
Comme le montre la Figure 1.7, l'utilisation successive de ces
trois filtres permet d'extraire « la meilleure brique
élémentaire ». Si l'utilisation des filtres induise un
ensemble vide en sortie, les règles suivantes sont appliquées:
·
Si nous n'obtenons aucune brique comme résultat du
troisième filtre, nous élargissons la recherche en prenant en
considération l'ordonnancement des types physiques définis.
·
Si à l'issue du deuxième filtre, nous n'obtenons
aucune brique dont le niveau cognitif est équivalent à la
connaissance de l'apprenant, nous réitérons l'opération en
recherchant des briques dont le niveau cognitif est inférieur au niveau
de l'apprenant.
·
Si à l'issue du deuxième filtre, nous n'obtenons
aucune brique dont le niveau cognitif est inférieur ou égal
à la connaissance de l'apprenant, nous réitérons
l'opération en cherchant des briques dont le niveau cognitif est
supérieur au niveau de l'apprenant.
·
Si à l'issue du premier filtre, nous n'obtenons aucune
brique, nous réitérons la recherche en prenant un point de vue
plus large, c'est-à-dire en ajoutant successivement le point de vue des
enseignants du même domaine, puis ceux des champs d'enseignement «
supérieur » dans la hiérarchie des domaines d'enseignement.
4.1.2.4
La sélection des liens hypertextuels
Une fois que le contenu d'une page est construit, il faut
déterminer les liens hypertextes permettant à l'utilisateur
d'accéder à des notions sous-jacentes, pour cela il suffit de
prendre en compte :
·
Les relations du modèle du domaine;
·
Le modèle épistémique;
·
Le type de cours désiré ; en vue d'un examen, en
vue d'un parcours plus libre
Enfin, il faut déterminer le type de page ou de lien
hypertexte pour chaque type de relation du modèle du domaine.
La Figure 1.8 résume l'architecture du système
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