4.2
Le système TANGOW, Task-based Adaptive learNer
Guidance On the WWW
Le système TANGOW (Task-based Adaptive learNer Guidance
On the WWW) [Carro et al 99] est un outil pour développer des cours sur
Internet. Ce système facilite la construction des environnements
adaptatifs d'apprentissage sur le Web et permet de guider les étudiants
pendant leur apprentissage, basé sur les profils des étudiants et
l'historique des actions précédentes. Les cours sont
structurés au moyen de tâches d'enseignement (Teaching Tasks) et
de règles, qui sont stockées dans une base de données.
Dans TANGOW un processus d'étudiant est lancé pour chaque
étudiant relié au système. Chaque processus
d'étudiant se compose de deux modules principaux : un directeur de
tâche (Task Manager) qui guide les étudiants dans leur
apprentissage, et un générateur de page qui produit des pages
HTML. Le processus d'étudiant maintient aussi des informations sur les
actions effectuées par l'étudiant. Cette information est
utilisée par TANGOW pour adapter le contenu de cours au progrès
de l'apprentissage de l'étudiant. TANGOW a également les
informations sur des profils d'étudiant, qui sont utilisées pour
choisir, au temps d'exécution, le contenu de chaque page HTML à
présenter.
4.2.1
Teaching Tasks (TT)
Un cours est décrit en termes de tâches
d'enseignement (TT : Teaching Tasks) et de règles. Un TT est
l'unité de base qui apparaît dans l'apprentissage, qui peut
être atomique ou composé. La connaissance est
représentée au moyen de TTs qui doivent être
réalisés. TTs peuvent être théoriques, pratiques ou
un ensemble d'exemples. En outre, un TT peut avoir une liste
d'éléments de médias (texte, images, vidéos,
applet, animations...) associés. Un langage de description qui indique
les positions relatives de ces éléments de médias est
utilisé dans la construction de pages HTML, qui seront
présentées aux étudiants. Les éléments
spécifiques inclus en ces pages dépendrent aux informations sur
le profil de l'étudiant et son processus d'apprentissage.
4.2.2
Rules (règle)
Les règles décrivent comment un TT est
divisé en sous tâches. Il peut y avoir plusieurs règles
pour le même TT, chacune d'eux représente une manière
spécifique de décomposer le TT en sous tâches. Il peut
être nécessaire d'exécuter toutes ces sous tâches
suivant un ordre fixe (AND sequencing), dans n'importe quel ordre (ANY
sequencing), ou seulement certains d'entre eux (OR/XOR sequencing). En outre,
les règles définissent les conditions à appliquer, qui
peuvent dépendre des informations sur les tâches
déjà réalisées, le profil de l'étudiant et
la stratégie d'apprentissage suivie.
4.2.3
Architecture de TANGOW
L'architecture de TANGOW est basée sur le paradigme
standard de Web, où le serveur reçoit des demandes des
étudiants par leurs navigateurs. Pour chaque étudiant
connecté au système, il y a un processus : Task Manager, qui
contrôle l'apprentissage de l'étudiant pendant la session. Si le
même étudiant suit plus d'un cours, il y aura un Task Manager pour
chacun d'eux. Tous ces processus sont contrôlés par un Process
Manager qui reçoit des informations sur les actions de l'étudiant
d'un programme CGI exécuté sur le serveur Web. Le Task Manager
stocke des informations sur les actions de l'étudiant et envoie
l'information appropriée au Page Generator qui produit des pages HTML
dynamiquement et les envoie de nouveau à l'étudiant par le
programme CGI. Tous ces modules utilisent l'information stockée dans les
bases de données suivantes :
Users DB, Il contient des données sur
les profils des étudiants et leurs actions pendant l'apprentissage. Un
profil d'étudiant inclut l'information personnelle telle que son
âge, langue choisie et préférences en ce qui concerne la
stratégie d'étude.
Course Content DB, Il contient tous les
éléments de médias (textes, images, vidéos,
animations, simulations, applet, etc.) qui apparaîtront dans les pages
HTML. Ils sont classifiés selon des attributs définissant le
profil d'étudiant (i.e. langue, âge...).
Teaching Tasks Repository, Il contient une
description générale de toutes les tâches d'enseignement
qui ont été définies par le concepteur de cours. Cette
description inclut des attributs généraux de tâche tels que
son nom, description, type de contenu (théorique, pratique ou exemple),
type de composition (atomique ou composé), conditions
d'achèvement (une fonction qui décide, au temps
d'exécution, si des tâches ont été accomplies), et
une liste facultative d'éléments de médias utilisés
pour la génération de page.
Tous les composants mentionnés ci-dessus du
système sont illustrés sur la , où les flèches
pointillées représentent l'écoulement de l'information et
les solides représentent la communication interprocessus. La
flèche blanche représente un appel de fonction.
4.2.3.1
Programme CGI
Le programme CGI vérifie les paramètres
reçus du navigateur de client et les envoie au Process Manager. Si la
demande correspond au commencement d'une session, des données
liées à l'endroit de client sont envoyées avec ces
derniers. Enfin, le programme CGI attend une réponse de page generator
et envoie les pages HTML produites à l'étudiant.
4.2.3.2
Process Manager
Process Manager travaille comme serveur, attendant des
demandes du programme CGI. Si les paramètres de demande correspondent au
commencement d'une session, le Process Manager lance un nouveau Task Manager et
lui attribue un identificateur. Si la demande identifie une session
déjà commencée, le Process Manager obtient
l'identificateur chez le Task Manager correspond. Enfin, le Process Manager
envoie les paramètres de demande au Task Manager.
4.2.3.3
Task Manager
Comme déjà mentionné, Task Manager guide
les étudiants dans leur apprentissage en décidant le prochain
ensemble de tâches réalisables offertes à
l'étudiant. Les éléments dans cet ensemble
dépendent de la stratégie d'étude active, les
données personnelles de l'étudiant et les actions
précédemment exécutées. Cette information est
transférée au Task Manager. De plus, les informations
stockées de Task Manager sur les actions exécutées par
l'étudiant et leurs résultats (le nombre de pages
visitées, le nombre d'exercices accomplis, le nombre d'exercices
résolus avec succès, etc.). Finalement, le Task Manager fournit
au Page Generator les paramètres nécessaires à la
génération dynamique de page.
4.2.3.4
Page Generator
Page Generator reçoit les paramètres utiles
associés à la tâche active pour produire des pages HTML
dynamiquement. Ces paramètres sont liés au profil de
l'étudiant et aux actions de l'étudiant. Basé sur cette
information Page Generator décide quel type d'éléments de
médias (i.e. textes, images, vidéos, animations, simulations,
applet, etc.) à utiliser dans le document de HTML et comment ils doivent
présenter. Des informations sur le profil de l'étudiant seront
utilisées pour choisir les éléments spécifiques de
médias selon des caractéristiques, tels que la difficulté
de contenu, langue dans lesquelles ils sont écrits, etc. Une fois la
page HTML générée, elle est envoyée de nouveau
à l'étudiant par le programme CGI.
4.2.4
Apprentissage adaptatif dans TANGOW
Quand un étudiant accède TANGOW pour la
première fois, le système lui demande ses données
personnelles telles que l'âge, la langue et la stratégie
d'étude préférées. Ces informations sont
stockées dans users DB.
Si l'étudiant a accédé le système
avant, Task Manager utilise les informations stockées sur des actions
précédentes de l'étudiant liées au cours choisi,
elles sont utilisées pour demander de Page Generator de fournir à
l'étudiant la page appropriée du cours. Sinon, la page initiale
du cours sera présentée.
A chaque étape de la session d'apprentissage, Task
Manager construit une liste des tâches réalisables qui peuvent
être présentées à l'étudiant par le choix des
sous tâches qui (1) appartiennent à l'ensemble de sous
tâches dans lesquelles la tâche courante est
décomposée dans l'arbre dynamique (dynamic tree : partie de
Dynamic Workspace de Figure 1.9), (2) n'ont pas été
étudiées encore, et (3) sont actionnable. Une tâche est
actionnable s'il existe au moins une règle qui la définit dont
ces conditions d'activation est satisfaites. Cette liste sera
présentée à l'étudiant comme page de menu. Si la
liste de tâches réalisables contient un élément
simple, ceci sera directement présenté.
Chaque fois qu'une tâche est finie, Task Manager
vérifie ses résultats d'exécution (i.e. le nombre des
exercices accomplis, le nombre d'exercices bien accomplis, le nombre de pages
visitées, etc.) comme stockés dans l'arbre dynamique et calcule
la valeur de succès de la tâche. Les résultats de
l'exécution de la tâche sont alors propagés vers le haut
dans l'arbre dynamique à utiliser à l'avenir pour le guidage
d'étudiant. Puis, Task Manager vérifie si les conditions
d'achèvement de la tâche d'ancêtre sont satisfaites. Si
c'est le cas, l'étudiant n'a pas besoin d'exécuter aucune autre
tâche secondaire et les extrémités de tâche
d'ancêtre automatiquement. Task Manager monte l'arbre dynamique
vérifiant les conditions d'achèvement de tâches
ancêtres jusqu'à qu'il trouve une tâche qui n'a pas
été accomplie encore. Enfin, il construit une liste avec des
tâches réalisables suivant le processus décrit ci-dessus.
En utilisant l'arbre dynamique seulement un sous-ensemble des tâches
d'enseignement existantes va être examiné afin de construire la
liste des tâches réalisables. Ceci rend le programme
d'études ordonnançant le processus très efficace.
En ce qui concerne l'adaptation, TANGOW utilise trois
mécanismes différents; le premier est une décomposition de
tâche, qui peut être différente selon le profil de
l'étudiant. Par exemple, une tâche peut être
décomposée de deux manières différentes : une
décomposition peut inclure des sous tâches liées à
la théorie et les exercices et l'autre peut contenir une sous
tâche additionnelle avec des exemples. Différents critères
seraient établis pour choisir. La deuxième manière
d'adaptation est d'inclure dans les règles des prés conditions
liées à d'autres tâches accomplies. De cette façon,
les cours sont adaptés aux étudiants selon ses actions
précédentes. L'adaptation est aussi présente lors de la
construction de pages HTML en utilisant différents
éléments multimédias selon le profil de l'étudiant;
les médias qui apparaissent dans les pages sont choisis selon la langue
et l'âge d'étudiant. Les textes et les sons seront
différents selon la langue de l'étudiant. De plus, le même
concept peut être expliqué dans différentes manières
selon l'âge de l'étudiant en utilisant des mots de
difficultés différentes. Le même critère s'applique
aux graphiques, aux animations et aux vidéos, qui peuvent changer selon
les caractéristiques de l'étudiant.
Ce sont les manières principales d'adapter les cours
à chaque étudiant, elles dépendent des décisions
prises par le concepteur de cours en décrivant le cours en termes de
tâches et règles, mais elles ne sont pas les seules. Les
stratégies d'enseignement ont également une influence sur l'ordre
dans lequel les sous tâches sont exécutées. En ce moment,
il y a deux stratégies prédéfinies : «
présentation de théorie d'abord » et « exercices
pratiques d'abord ». L'étudiant peut choisir sa stratégie
préférée au début d'une session.
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