Brevet FR2702062A1 — publié le 19940902

Système de soutien scolaire assisté par ordinateur, unité de soutien scolaire et serveur de soutien scolaire La présente invention concerne tout d'abord un système de soutien scolaire assisté par ordinateur. Dans le cadre d'un soutien scolaire par téléenseignement, un élève peut raccorder à un serveur, à travers le réseau téléphonique commuté, un terminal local, comme un terminal vidéotex de la marque MINITEL. Le serveur propose un menu de cours et d'exercices associés et l'élève fait un choix, reçoit les données correspondantes, répond aux questions des exercices au moyen du clavier du MINITEL et est informé en retour sur l'exactitude de ses réponses. Un tel serveur n'offre cependant pas un soutien personnalisé à l'élève. En effet, les cours et exercices qu'il propose sont plus une répétition d'un enseignement classique déjà reçu à l'école, et plus ou moins bien assimilé, qu'un enseignement prenant en compte les problèmes de compréhension de l'élève. En d'autres termes, il faudrait déceler les problèmes de compréhension d'un cours ou d'un exercice et effectuer un retour en arrière pour "consolider" la compréhension d'enseignements antérieurs servant à un enseignement présent. La présente invention vise à résoudre ce problème. A cet effet, elle concerne un système de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - au moins un manuel scolaire comportant une pluralité d'énoncés d'exercices relatifs à un programme, - une première base de données mémorisant des commentaires relatifs à chacune d'une pluralité de notions figurant audit programme - une seconde base de données associant à chacun desdits exercices au moins une des notions de la première base - au moins un terminal de consultation de bases de données ; et - des moyens pour, en réponse à une interrogation sur un exercice formulée par un utilisateur à partir dudit terminal, afficher sur ledit terminal les commentaires relatifs aux notions associées audit exercice. Ainsi, chaque exercice étant associé, dans la seconde base de données, à la ou aux notions nécessaires à sa compréhension, les commentaires relatifs à ces notions peuvent être envoyés à l'élève, par adressage de la première base de données par la seconde. Avantageusement, lesdits moyens comprennent - un ordinateur relié auxdites bases de données et agencé pour extraire, de la première base de données, les commentaires relatifs aux notions associées à un exercice déterminé ; et - une ligne de communication entre ledit ordinateur et ledit terminal pour transmettre, du terminal à l'ordinateur, les références de l'exercice sélectionné par l'utilisateur, et, de l'ordinateur au terminal, les commentaires relatifs aux notions associées à 1 'exercice sélectionné. Ainsi, on peut accéder au système à partir d'un terminal distant relié à un réseau commun de transmission de données. L'invention concerne aussi une unité de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisée par le fait qu'elle comprend - au moins un manuel scolaire comportant une pluralité d'énoncés d'exercices - des moyens d'émission, sur une ligne de communication, des références d'un exercice sélectionné dans ledit manuel ; et - des moyens de réception et des moyens d'affichage de commentaires provenant de ladite ligne de communication, relatifs à des notions associées audit exercice sélectionné. Un élève dispose ainsi de tous les moyens nécessaires pour transmettre, à un serveur de soutien scolaire, la référence d'un exercice et pour recevoir en retour des informations fournissant des explications sur les notions concernées. Avantageusement lesdits moyens de réception comprennent un microprocesseur agencé pour mémoriser les informations reçues et pour les transmettre ultérieurement aux moyens d'affichage. L'élève peut ainsi prendre connaissance des explications reçues à l'instant le plus approprié et en prenant le temps nécessaire. L'invention concerne enfin un serveur de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - une première base de données mémorisant des commentaires relatifs à chacune d'une pluralité de notions figurant au programme d'un niveau scolaire déterminé - une seconde base de données associant au moins une notion de la première base aux références d'une pluralité d'exercices dont les énoncés sont contenus dans un manuel scolaire dudit niveau ; et - un ordinateur relié auxdites bases de données et agencé pour extraire, de la première base de données, les commentaires relatifs aux notions associées à un exercice déterminé. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du système de soutien scolaire de l'invention, intégrant l'unité de soutien scolaire et le serveur de l'invention, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une réprésentation par blocs du système de l'invention et - la figure 2 est un organigramme illustrant le séquencement des informations présentées à un élève. Le système de soutien scolaire assisté par ordinateur comporte - au moins un manuel scolaire 1 comportant une pluralité d'énoncés d'exercices relatifs à un programme d'éducation scolaire 31, - une première base de données 21 d'un serveur 20, mémorisant des commentaires relatifs à chacune d'une pluralité de notions figurant au programme d'éducation scolaire 31, - une seconde base de données 22 associant à chacun des exercices au moins une des notions de la première base 21, - un terminal 2 de consultation de bases de données et - une unité de gestion pour, en réponse à une interrogation sur un exercice formulée par un élève à partir du terminal 2, afficher sur ce dernier les commentaires relatifs aux notions associées à l'exercice considéré. Les lignes en pointillé 32, 33 reliant le programme 31 aux pages de gauche du manuel 1 et à la première base 21 figurent la relation entre les données relatives à l'enseignement théorique contenues dans le manuel 1 et la première base 21, tandis que la ligne en pointillés, 34, reliant les pages de droite du manuel 1 à la seconde base 22, figure la correspondance de données relatives aux exercices pour la compréhension de l'enseignement ci-dessus. L'unité de gestion comporte - un ordinateur 23 du serveur 20, relié aux bases de données 21 et 22 et agencé pour extraire de la première base de données 21 les commentaires relatifs aux notions associées à un exercice déterminé et - une ligne de communication, appartenant ici au réseau téléphonique commuté 30, reliant l'ordinateur 23 au terminal 2, pour transmettre, du terminal 2 à l'ordinateur 23, les références de l'exercice sélectionné par l'élève et, de l'ordinateur 23 vers le terminal 2, les commentaires relatifs aux notions associées à l'exercice sélectionné. L'unité de soutien scolaire assisté par ordinateur comprend le manuel 1, et éventuellement d'autres manuels du même type, et le terminal 2, comportant un écran 3 un clavier 4 et une logique 5 de gestion. La logique 5 de gestion est reliée à une ligne du réseau téléphonique commuté 30. Elle comporte un coupleur d'entrée 6, relié au clavier 4 pour en recevoir des informations, et un coupleur 7 de gestion d'écran, relié à l'écran 3. Une interface de ligne 8 de la logique 5 de gestion est reliée à la ligne du réseau 30, pour gérer les échanges de données entre le terminal 2 et le serveur 20. Un microprocesseur 9 de la logique 5 de gestion gère les coupleurs 6 et 7 et l'interface 8. Le microprocesseur 9 est associé à une mémoire 10 contenant un programme de relation homme-machine. Ce programme comporte des "menus", c'est-à-dire des informations pouvant être affichées page par page sur l'écran 3, afin que l'élève puisse, au moyen du clavier 4, fournir au terminal 2 les informations utiles, telles que son identité, le niveau du programme scolaire qu'il suit, la matière enseignée, le nom du manuel scolaire et l'exercice choisi. Ces informations sont mémorisées temporairement dans une mémoire 11 de données de la logique 5 puis, sur commande de l'élève, envoyées au serveur 20. Les informations reçues par l'interface 8 en provenance du serveur 20 sont mémorisées temporairement dans la mémoire 11 de données et affichées ensuite sur l'écran 3. Le serveur 20 comporte une interface 24 de ligne téléphonique, reliant le réseau 30 à l'ordinateur 23. Le fonctionnement du système de soutien scolaire va maintenant être expliqué. L'élève appelle, au moyen du clavier 4, le programme de relation homme-machine contenu dans la mémoire 10 et géré par le microprocesseur 9. Une première page d'écran lui est présentée sur l'écran 3, lui demandant son prénom et un code d'identification de l'élève. Après réponse, fournie au moyen du clavier 4 et mémorisée dans la mémoire de données 11, l'élève répond à d'autres menus lui demandant le niveau de son programme scolaire, c'est-à-dire sa classe à l'école et la référence de ses manuels scolaires dans les matières éventuelles à traiter, telles les mathématiques et la grammaire. Après présentation d'une page d'écran regroupant, pour validation, les informations, ou données de sélection, fournies par l'élève, il lui est ensuite demandé la matière à traiter puis le type de service demandé - révision d'un cours du manuel scolaire 1 ou bien - aide pour traiter des exercices du manuel scolaire 1. Dans le cas de la révision, l'élève obtiendra, du serveur 20, des explications et effectuera des tests sur une partie du cours à réviser. Dans le cas de l'aide, l'élève recevra des explications et sera amené à traiter des exercices didactiques, ou tests, proposés par le serveur 20 et propres à ce dernier, pour pouvoir ensuite mieux comprendre son exercice du manuel scolaire 1. L'élève ayant choisi de réviser une partie du cours fournit le choix correspondant, par exemple "somme de fractions", et commande, par le clavier 4, l'envoi des données de sélection, de la mémoire de données 11 à l'ordinateur 23, à travers l'interface 8, le réseau 30 et l'interface 24. En réponse, l'ordinateur 23 transmet, à la mémoire de données 11, des explications sur la partie du cours indiquée, ainsi que des exercices didactiques pour vérifier la compréhension des explications ci-dessus. Pour le choix des explications, l'ordinateur 23 adresse la seconde base de données 22 au moyen des informations indiquant la partie du cours choisie et reçoit en réponse des données d'explication générale, ou commentaires, sur cette partie du cours et sur les exercices et notions associées, commentaires situés dans des mémoires de la seconde base de données 22 prévues à cet effet, et reçoit aussi la liste (les adresses) des "notions" dont la compréhension est nécessaire pour le sujet choisi. Une "notion" est la plus petite entité à enseigner et est associée à une définition et à des tests. Un "exercice" regroupe en général plusieurs notions et un commentaire sur l'exercice. Une "partie du cours regroupe, en plus de la "partie théorique", plusieurs exercices. Au moyen des adresses des "notions" fournies par la seconde base 22, l'ordinateur 23 adresse la première base 21 et en obtient des données relatives à ces notions. Pour chaque notion, les données ci-dessus comportent une explication ainsi que des tests permettant de vérifier que l'élève a compris la notion. En cas de non-compréhension, il est prévu d'autres explications dont certaines peuvent faire appel aux données associées à d'autres notions. L'ordinateur 23 envoie les données pertinentes issues de la première base 21 à la mémoire de données 11 du terminal 2, ainsi, si besoin est, qu'un logiciel pour gérer ces données, puis rompt la communication. C'est ensuite le microprocesseur 9 qui présente successivement les données reçues, sur l'écran 4, avec un séquencement adapté en fonction de la plus ou moins bonne compréhension de l'élève. Dans le cas du choix d'un exercice, illustré sur la figure 2, l'élève envoie au serveur 20, en partant d'une page d'écran de sommaire général 40, un signal 41 indiquant le numéro de page et d'exercice de son manuel scolaire. Le fonctionnement du serveur 20 est alors semblable à celui décrit ci-dessus, si ce n'est que la "partie du cours" est remplacée par un "exercice" dont les "notions" sont fournies par la seconde base 22 pour adresser la première base 21. Il est indiqué à l'élève, sur une page d'écran 42, les notions, ici N1 et N2, qu'il doit connaître pour résoudre l'exercice et il lui est fourni des commentaires, sur une page 44 suivante (43) d'explications spécifiques, attirant son attention sur les difficultés spécifiques à l'exercice. De la page 42, l'élève peut revenir (47) à la page 40 ou passer (51) à une ou des pages d'explication 52 de la première notion N1, suivies (53) de pages 54 de test de la notion ou suivies d'un passage 58 à la page d'explications spécifiques 44, d'où l'on peut revenir (49) à la page 40 de sommaire ou (45) à la page 42. La page de test 54 permet aussi le retour direct (59) à la page 42, ou le passage (55) à la page 44, ou le retour (56) à la page 52 qui, elle-même, permet le retour (57) à la page 42. La deuxième notion N2 est associée à des pages et liaisons repérées comme celles de la notion N1, mais avec la dizaine 6, à la place de la dizaine 5. Il est aussi prévu ici que l'élève puisse consulter directement la première base 21. Pour ce faire, il transmet à l'ordinateur 23 la référence d'un sujet d'exercice, par exemple "proportionnalité", et, après adressage de la seconde base 22, l'ordinateur 23 transmet à l'écran 3 la liste des notions concernées. L'élève choisit alors, par le clavier 4, l'une des notions et la sélection correspondante est transmise jusqu'à la première base 21, qui lui fournit en retour la définition correspondante et les tests associés. On comprendra que, pour les relations homme-machine, il peut être prévu d'autres moyens d'entrée/sortie que le clavier 4 et l'écran 3. En particulier, le terminal 2 peut comporter une "souris" qui, si le serveur est implanté localement à proximité du terminal 2, peut être reliée à ce serveur par une liaison monodirectionnelle directe, par exemple infra-rouge. La liaison du serveur vers le terminal 2 est alors physiquement séparée de la liaison monodirectionnelle indiquée ci-dessus, l'ensemble des deux ayant la fonction de la ligne du réseau 30. De même, pour la restitution d'informations vers l'élève, il peut être prévu un appareil de restitution sonore, par exemple un combiné téléphonique ou simplement un haut-parleur si le serveur est local et comporte, par exemple, un synthétiseur vocal et qu'il est possible d'établir une liaison directe serveurterminal ne passant pas par le réseau téléphonique. Les bases de données 21 et 22 peuvent en particulier comporter des mémoires amovibles de forte capacité, comme des disquettes ou des mémoires CD ROM, pouvant aussi comporter des programmes pour le fonctionnement de l'ordinateur 23. En disposant de ces mémoires, on peut alors, en utilisant par exemple un microordinateur personnel (PC), créer un serveur local, pouvant être relié à un ou plusieurs terminaux, à travers, par exemple, un réseau local. En particulier, on peut aussi intégrer le terminal 2 et le serveur 20 en une seule entité physique, qui est le PC. La mise à jour périodique des bases de données, pour suivre l'évolution du programme scolaire et des manuels, peut s'effectuer par échange de mémoires CD-ROM, si tel est le cas, ou échange ou téléchargement de disquettes. REVENDICATIONS 1. Système de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - au moins un manuel scolaire (1) comportant une pluralité d'énoncés d'exercices relatifs à un programme (31), - une première base de données (21) mémorisant des commentaires relatifs à chacune d'une pluralité de notions figurant audit programme (31) - une seconde base de données (22) associant à chacun desdits exercices au moins une des notions de la première base (21) - au moins un terminal (2) de consultation de bases de données ; et - des moyens (23, 24, 30) pour, en réponse à une interrogation sur un exercice formulée par un utilisateur à partir dudit terminal (2), restituer par ledit terminal (2) les commentaires relatifs aux notions associées audit exercice. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens comprennent - un ordinateur (23) relié auxdites bases de données (21, 22), et agencé pour extraire, de la première base de données (21), les commentaires relatifs aux notions associées à un exercice déterminé ; et - une ligne de communication (30) entre ledit ordinateur (23) et ledit terminal (2) pour transmettre, du terminal (2) à l'ordinateur (23), les références de l'exercice sélectionné par l'utilisateur, et, de l'ordinateur (23) au terminal (2), les commentaires relatifs aux notions associées à l'exercice sélectionné. 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la seconde base de données (22) comporte des moyens de mémorisation de commentaires relatifs à ladite au moins une notion. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les bases de données (21, 22) et le terminal (2) sont intégrés dans un ordinateur personnel. 5. Unité de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisée par le fait qu'elle comprend - au moins un manuel scolaire (1) comportant une pluralité d'énoncés d'exercices - des moyens d'émission (4, 6, 8, 9, 11), sur une ligne de communication (30), des références d'un exercice sélectionné dans ledit manuel (1) ; et - des moyens de réception (8, 9, 11) et des moyens (3, 7) de restitution de commentaires provenant de ladite ligne de communication (30), relatifs à des notions associées audit exercice sélectionné. 6. Unité selon la revendication 5, dans laquelle les moyens de restitution comportent des moyens d'affichage vidéo (3); 7. Unité selon l'une des revendications 5 et 6, dans laquelle lesdits moyens de réception comprennent un microprocesseur (9, 11) agencé pour mémoriser les informations reçues et pour les transmettre ultérieurement aux moyens de restitution (3). 8. Serveur (20) de soutien scolaire assisté par ordinateur, caractérisé par le fait qu'il comprend - une première base de données (21) mémorisant des commentaires relatifs à chacune d'une pluralité de notions figurant au programme (31) d'un niveau scolaire déterminé - une seconde base de données (22) associant au moins une notion de la première base (21) aux références d'une pluralité d'exercices dont les énoncés sont contenus dans un manuel scolaire (1) dudit niveau et - un ordinateur (23) relié auxdits bases de données (21, 22) et agencé pour extraire, de la première base de données (21), les commentaires relatifs aux notions associées à un exercice déterminé. 9. Serveur (20) selon la revendication 8, dans lequel la seconde base de données (22) comporte des moyens de mémorisation de commentaires relatifs à ladite au moins une notion. 10. Serveur (20) selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel la seconde base de données (22) comporte des moyens de mémorisation de commentaires sur les exercices.