EIAO Enseignement Intelligent Assisté par Ordinateur Environnements Interactifs d’Apprentissage avec Ordinateur
EIAO Enseignement Intelligent Assisté par Ordinateur Environnements Interactifs d’Apprentissage avec Ordinateur
Introduction
Techniques Informatiques d’EIAO
Production de Didacticiels
Diffusion de Didacticiels
Bilan économique de l’EIAO
Marché de l’EIAO
Développement de l’EIAO
Systèmes orientés modèles de l’enseignement
Systèmes orientés théorie de l’apprentissage “MEMOLAB”
Architecture du modélisateur du système ET
Les différents types d’apprentissage
Chronologie d’un projet EIAO
Exemples de systèmes d’EIAO
Conclusions et bibliographie
1.1 - Rôle de l’ordinateur dans l’EIAO
1.1 - Rôle de l’ordinateur dans l’EIAO
EIAO = Ordinateur utilisé dans une tâche pédagogique et/ou administrative dans l’enseignement.
EIAO = Ordinateur utilisé à des fins de didacticiels
EIAO = Ordinateur assiste l’élève pendant son autoformation.
EIAO utilise les disciplines suivantes : Intelligence Artificielle, Didactique, Psychologie Cognitive et Sciences de l’éducation.
C’est un Tuteur Intelligent
Lors du recyclage d’un groupe de techniciens, un formateur utilise un micro-ordinateur connecté à un canon à images pour présenter le nouveau fonctionnement d’un circuit hydraulique grâce à un programme informatique.
Lors du recyclage d’un groupe de techniciens, un formateur utilise un micro-ordinateur connecté à un canon à images pour présenter le nouveau fonctionnement d’un circuit hydraulique grâce à un programme informatique.
Dans tous les cas, l’ordinateur est un moyen interactif, intelligent parfois, mis à la disposition d’un formateur ou directement d’un élève, pour satisfaire à un objectif de formation.
Dans tous les cas, l’ordinateur est un moyen interactif, intelligent parfois, mis à la disposition d’un formateur ou directement d’un élève, pour satisfaire à un objectif de formation.
1.2 – Position de l’EIAO/aux autres moyens d’apprentissage
Se former avec un formateur permet une progression rapide (bonne mise en œuvre de l’information facilitant la compréhension, nécessite la disponibilité et la qualité du formateur).
Apporter un ensemble de connaissances à l’élève.
Apporter un ensemble de connaissances à l’élève.
Établir avec lui un dialogue pédagogique
par des moyens informatiques
Développer des programmes (didacticiels)
permettront
De présenter des informations à l’élève ou de fournir à celui_ci l’accès à de bases de connaissances ou de documentation.
De le solliciter et de le faire réagir.
De contrôler ses réactions.
De choisir le parcours le mieux adapté
Puissance de ces fonctions dépend
Des caractéristiques du poste de travail de l’élève.
Des logiciels choisis pour réaliser les didacticiels.
2.1 – Poste de travail de l’élève
Accès aux programmes de formation par terminaux ou micro-ordinateur
Terminaux : poste de travail relié à un ordinateur au travers d’un réseau
Ordinateur peut être :
Un grand site classique de gestion et de calcul
Un serveur Internet (client-serveur)
Un micro-ordinateur
Les programmes d’EIAO sont chargés sur cet ordinateur et partagés pour des différents utilisateurs.
Micro-ordinateur
L’élève travaille sur un poste de travail sur lequel est chargé un exemplaire de programme de formation.
Facilite l’utilisation du mode graphique.
Possibilité de connexion à des matériels audiovisuels ou à des matériels comme des similateurs analogiques, des robots, etc.
2.2 – Logiciels en EIAO
3 composantes logiciels forment la boîte à outils EIAO : L’éditeur, le gestionnaire d’interactions et le gestionnaire de stratégie.
Editeur :
Gère les informlations présentées à l’élève
Offre des possibilités diverses de présentation (polices de caractères, couleurs, graphisme, interfaces audiovisuels, accès au Base de Données).
Gestionnaire d’Interactions (analyseur de réponse)
Sollicite l’élève (poser des questions).
Contrôle ses réactions.
Analyser ses réponses (avec celles prêvues par le didacticiel).
Les commenter.
Un modèle de réponse est formé de :
Une liste des mots essentiels (mots clés) à la compréhension de la réponse.
Des règles qui régissent ces mots (présence ou absence dans la réponse, ordre d’apparition, synonymes possibles, etc.).
Gestionnaire de Stratégie : gère le cheminement de l’élève dans le cours (souvent séquentiel).
Gestionnaire de Stratégie : gère le cheminement de l’élève dans le cours (souvent séquentiel).
Les systèmes d’EIAO se distinguent entre eux par:
Type de machines sur lesquelles ils s’exécutent
Puissance de l’analyseur de réponses (type de dialogue)
Outils de création de didacticiels (informaticiens ou non).
Bâtir des scénarios (répondant aux objectifs de la formation).
Experts (peu disponibles, trop imprégnés de leur sujet, pas qualités pédagogiques)
Ingénieur de formation proche des ingénieurs de la connaissance en créant des bases de connaissances en Intelligence Artificielle pour appréhender la matière, rigueur dans le raisonnement, habilité à synthétiser les informations, le sens du contact et de la psychologie pour mener le dialogue.
Le savoir faire pédagogique
Des hommes de communication pour la reprise des scénarios, rédaction des textes, conception des graphiques, des images etc. (élaboration d’un produit attrayant et percutant)
Des spécialistes des techniques pour la réalisation : Informaticiens, réalisateurs de produits audiovisuels, graphistes, etc.
La mise en oeuvre d’un projet EIAO est donc affaire de professionnels.
Réussir la diffusion d’un didacticiel est aussi important que réussir sa production et tient au choix et à l’organisation des moyens.
Réussir la diffusion d’un didacticiel est aussi important que réussir sa production et tient au choix et à l’organisation des moyens.
4.1 – Choix des moyens de diffusion.
Grands serveurs centralisés avec leur réseau de terminaux
Micro-ordinateur avec une catégorie intermédiaire constituée par des réseaux construits autour d’un micro-ordinateur.
Distribution des didacticiels sur supports magnétiques (faible capacité, risque de déterioration des supports, piratage).
Diffuser des programmes jusqu’aux postes de travail des élèves
Ce qui est insuffisant, Il faut :
Faciliter l’accès des élèves à ces postes de travail (situation géographique, disponibilité, état de marche, convivialité, etc.).
Distribution des didacticiels sur supports magnétiques (faible capacité, risque de déterioration des supports, piratage).
Organiser ces postes pour que l’élève puisse se connecter : confort du poste, éclairage, absence de bruit, suivi des notes, d’édition des listes, des écrans, etc. meilleurs conditions et auto-étude des élèves.
Suivre des élèves en procédant à des tests ou examens classiques (programme EIAO des textes)0
Une production et une diffusion qui exigent de réunir de nombreuses compétences, d’utiliser des matériels coûteux, de mettre en place une organisation rigoureuses; à quelles conditions peut-il se rentabiliser?
Une production et une diffusion qui exigent de réunir de nombreuses compétences, d’utiliser des matériels coûteux, de mettre en place une organisation rigoureuses; à quelles conditions peut-il se rentabiliser?
5.1 – Coûts de production
Evaluer les coûts de main-d’oeuvre de ces deux phases de conception et de réalisation à partir d’un nombre d’heures de production par heure élève.
Evaluer les coûts des matériels et des logiciels informatiques mis en place.
5.2 – Eléments de rentabilité quantifiables
5.2 – Eléments de rentabilité quantifiables
Le temps de formation est moins long en EIAO qu’en formation classique.
Le temps passé par les animateurs est considérablement diminué.
Les élèves ne sont plus obligés de se déplacer.
La formation de populations importantes peut être mise en place rapidement.
5.3 – Eléments de rentabilité non quantifiables
Disponibilité permanente
Production du didacticiel par des experts et des ingénieurs de formation.
Capitalisation des connaissances.
Formation professionnelle
Education nationale, collectivités locales, grand public
Projet européen COMETT pour développer les formations initiales et continues aux technologies avancées, stimuler et renforcer la coopération entre les entreprises et les universités.
Projet européen COMETT pour développer les formations initiales et continues aux technologies avancées, stimuler et renforcer la coopération entre les entreprises et les universités.
Projet européebn DELTA pour étudier la mise en place des structures nécessaires pour introduire les nouvelles technologies dans la formation.
Equipement des écoles, universités etc. un peu partout
La conception de ces systèmes supposent 4 axes de recherches:
La conception de ces systèmes supposent 4 axes de recherches:
Contenus d’enseignement (modèle expert)
Difficultés de l’élève (modèle élève)
Méthodes d’enseignement (modèle pédagogique)
Interface utilisateur (composant non négligeable dans le processus d’apprentissage).
Modèle expert
Le concepteur doit avoir :
Compétence dans le domaine enseigné
Capacité à multiplier les points de vue
Expert a des démarches générales
Les procédures de conception d’un système expert
Analyse du domaine de référence à partir des protocoles d’expert et de novice.
Construction d’un modèle expert qui tiennent compte de toutes les nuances possibles de raisonnement
Construction du module de l’enseignement
Modèle élève
Modèle élève
Tiennent compte des capacités de l’élève en proposant plusieurs niveaux d’exercices et élabore des feed-back appropriés pour chaque type d’erreur.
Chaque élève a une démarche particulière (prise en compte des différences de chacun).
Les connaissances de l’apprentissage sont des sous connaissances de l’expert (comparaisons des performances de l’élève avec celles de l’expert dans les mêmes conditions (modèle de recouvrement ou Overlay Model) ex: Tutoriel WUSOR.
Prise en compte des erreurs (modèle de l’erreur ou BUGGY Model) dont l’ objectif est de comprendre l’origine de l’erreur et de proposer une stratégie de remédiation (SELF 88) qui a 6 Fonctions :
Correction de l’erreur
Aide à l’élaboration d’une action à entreprendre quand l’erreur est due à une procédure incomplète.
Mise en oeuvre d’une stratégie globale pour proposer un nouveau plan d’action
Construction d’un diagnostic
Prévision d’actions futures (fonction de prédiction)
Évaluation du travail fourni par l’élève.
Modèle pédagogique
Modèle pédagogique
Les EIAO classiques proposaient des méthodes pédagogiques qui minimisaient le risque d’erreur de la part de l’apprenant .
Les théories constructivistes (LOGO) privilégient l’activité de l’élève même s’il y a risque d’erreur puisque c’est par et avec l’erreur qu’il y a apprentissage L’apprenant explore lui-même ses solutions et lui fournit de l’aide que si cela s’avère nécessaire).
Ce modèle est un ensemble de spécifications sur la manière dont le système doit construire ses interventions.
Interactions avec l’élève par la sélection des problèmes qu’il doit résoudre par un guidage vers la solution en critiquant ses performances, en lui fournissant une aide appropriée lorsque l’élève le lui demande, en lui montrant des exemples.
Le modèle socratique: questionner l’élève sur ses erreurs pour les faire progresser (SOPHIE).
Le guidage : tels les environnements de type micro-monde (WEST).
Les logiciels actuels offrent une interface graphique sopistiquée, les manipulations directes (donc les interactions) y sont très importantes, ainsi l’écran associé à la souris participent activement à la construction du savoir de l’apprenant.
Les limites des systèmes “orientés modèles d’enseignement” sont :
Mauvaise anticipation du niveau de connaissance du sujet.
Élève n’a pas de moyens de diagnostiquer leurs erreurs
Stratégies tutoriels pour la gestion du comportement de l’apprenant ne sont pas clairement définies.
Interactivité “système – élève” est dominée par les interventions du système.
Tenir compte des possibilités d’acquisition de connaissances (apprentissage).
Tenir compte des possibilités d’acquisition de connaissances (apprentissage).
Tenir compte des possibilités de mémorisation de ces connaissances (cognition).
MEMOLAB
Simulation d’expérience sur la mémoire humaine.
Apprentissage de la démarche expérimentale
Système progressif (propose une évolution dans l’acquisition des connaissances par niveaux de complexité.
Apprentissage s’effectue en franchissant progressivement les différents niveaux de la pyramide (chaque niveau contient des séquences composés d’une classe de problèmes, d’un langage d’actions, d’un langage de représentations et d’exercices.
Les 4 niveaux
Les 4 niveaux
Niveau 0 : Utilisation de l’interface, construction d’un événement (les sujets, le matériel, la tâche et la mesure associée à cette tâche).
Niveau 1 : Identification des sources de variations, début de l’expérience, construction à partir des événements de séquences significatives (paradigmes).
Niveau 2 : Comparaison et modification en ne faisant varier qu’un seul paramètre à la fois (langage de description).
Niveau 3 : Le sujet maîtrise les comparaisons (création d’un plan d’expériences sur l’écran).
Le passage d’un niveau de la pyramide à un niveau supérieur est lié à la substitution d’un langage de commande par un langage de description.
Ce système prend en compte la richesse et la complexité des processus cognitifs impliqués dans l’enseignement (mécanisme de découverte, rôle de l’entraînement, raisonnement par analogie et guidage.
