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Section 1. Approche notionnelle: définitions des termes clés
A propos des sigles: EAO, EIAO, Didacticiels, Micromondes
Enseignement Assisté par Ordinateur (EAO), Enseignement Intelligement Assisté par Ordinateur (EIAO), Tutoriels, Didacticiels, Environnements Interactifs d'Apprentissage sont quelques-uns des termes que l'on rencontre communément dans la littérature pour désigner les produits issus de l'application des NTI à l'éducation. Ces termes font référence à des catégories de systèmes marquées par leur époque d'apparition sur le marché et les présupposés théoriques qui leur ont été attribués par les scientifiques. Sans vouloir a priori imposer un mode de classification qui s'ajouterait à ceux existants, il nous a semblé utile de proposer quelques pistes de réflexions pour comprendre l'évolution de cette terminologie. Les applications utilisées dans l'enseignement appartiennent plus ou moins aux différentes familles d'applications suivantes: les progiciels, les langages de commandes des micromondes ou des simulations, les didacticiels spécialisés, les tutoriels et les logiciels apparentés aux systèmes d'aide " on line ". La principale évolution des applications distribuées actuellement est qu'aucune ne se présente maintenant sous une forme " pure ". Elles présentent toutes à des degrés divers des fonctionnalités associées à l'une ou l'autre de ces composantes. Ces applications d'un nouveau genre forment ce qu'il est habituel de désigner maintenant sous l'appellation " environnement d'apprentissage ".
Les progiciels.
La classe des progiciels est formée par l'ensemble des logiciels professionnels standard: traitements de texte, tableurs, gestionnaires de bases de données, logiciels de dessin. Ces logiciels sont considérés comme "ouverts" du point de vue informatique puisqu'ils sont construits sur le modèle des langages de commandes. Mais à la différence des langages de programmation, ce sont des applications spécialisées. Dans la pratique ils sont destinés principalement à soutenir une activité bien définie: rédiger un texte, faire un schéma, résoudre un problème numérique, classer des objets, etc. à partir d'un format de base caractéristique d'un mode de représentation: page texte, tableau double-entrée, données structurées en champ, etc. Leur " ouverture " est liée essentiellement au fait qu'il n'existe pas de contrainte dans ces environnements du point de vue de ce qu'il est possible de rédiger, de classer ou de dessiner. De plus, il existe maintenant la possibilité de les configurer pour des sous-ensembles de tâches plus précises grâce à leur langage de macrocommandes construit sur le modèle des langages de programmation classique. Cette dernière caractéristique les rend assimilables à de véritables langages auteurs et un utilisateur averti peut toujours utiliser ces applications pour des tâches non prévues par les concepteurs: aide à la rédaction d'un résumé avec Word, apprentissage de l'algèbre avec un tableur, etc. Leur conception repose sur une analogie fonctionnelle avec les langages fondamentaux (lire, écrire, calculer, raisonner) et l'apprentissage de ces logiciels se fait souvent par "imitation" et transfert analogique de compétence: taper à la machine, classer des fiches, utiliser des outils de peinture ... Ce fait n'est d'ailleurs pas sans poser quelques problèmes d'apprentissage.
Les micromondes et les simulations
Les " micromondes" sont, comme les progiciels, des systèmes informatiques ouverts. L'élève (ou l'utilisateur) peut explorer un domaine ou un dispositif avec un minimum de contraintes de la part du système en combinant des opérations élémentaires généralement analogiques à des schémas familiers (déplacement, construction, sélection, ...). L'exemple le plus connu de " micromonde " est, sans aucun doute, la géométrie-tortue de LOGO dans lequel l'utilisateur peut " apprendre " à un robot virtuel à réaliser toute sorte de tâches en le programmant. L'objectif pédagogique assigné à ces environnements est souvent ambitieux. L'élève est censé apprendre à apprendre; il se sert de l'environnement pour " réfléchir " ses connaissances et construire de nouveaux objets de savoir. Le modèle d'apprentissage soutenu par ces systèmes est l'exploration qui simule un processus analogue aux processus de développement en contribuant à la mise en place d'aptitudes de haut niveau, transférables à de nombreuses situations: apprentissage de stratégies, raisonnement par analogie, généralisation, ... Du point de vue informatique, la conception de ces systèmes est similaire à celle d'un langage de programmation de haut niveau. L'apprentissage de tels langages est de type "constructiviste" car il s'agit en effet pour l'apprenant de construire des objets de plus en plus complexes à partir de "schèmes élémentaires" appelés " primitives " et d'une grammaire permettant de créer ces assemblages.
Les didacticiels.
Ce sont les classiques logiciels d'enseignement assisté par ordinateur qui mettent en situation, plus ou moins interactive, un élève et un problème à résoudre. Ces logiciels sont spécialisés et traitent d'un contenu spécifique (l'accord du participe passé, la géographie de l'Amérique centrale, etc.). La gamme des activités possibles et des thèmes que l'on peut traiter avec un tel modèle est assez vaste mais chaque séquence est fermée par un choix de réponses restreint à celles qui sont interprétables par le programme. Ces logiciels sont donc traditionnellement considérés comme des environnements favorisant peu l'initiative de l'élève car ils sont très spécialisés dans leurs objectifs pédagogiques. La conception de ces applications repose sur le dialogue interactif et l'apprentissage consiste généralement pour le sujet à mémoriser et à entraîner des séquences de procédures associées à certains concepts. Ils sont distribués maintenant assez fréquemment par " paquets " pour couvrir un domaine du programme scolaire et sont associés à un environnement de travail qui comprend aussi des outils spécialisés (traitement de texte, base de données, etc.).
Les tutoriels et les systèmes d'aide.
La spécificité des tutoriels (par rapport aux didacticiels) est de disposer d'une représentation explicite des connaissances à enseigner. Dans les didacticiels, ces connaissances sont implicitement stockées dans les scénarios de questions et de réponses. Ici le système est capable de résoudre les problèmes soumis à l'apprenant, d'interagir sur les étapes intermédiaires de la solution, de guider le travail de l'élève et d'intervenir si nécessaire (systèmes à initiative mixte). Dans les environnements les plus avancés, le tutoriel peut raisonner sur les erreurs des élèves pour inférer ce qu'il n'a pas compris et éventuellement proposer une remédiation adéquate. Ces tutoriels reposent sur des techniques importées de l'IA qui permettent de modéliser le domaine de connaissance. Ces techniques permettent aussi de concevoir des interactions que nous savons être indispensables pour l'acquisition de connaissances complexes (explications, diagnostic et corrections des erreurs). La conception de ces systèmes est parfois proche de celle des aides "on-line", disponibles sur les logiciels professionnels et grâce auxquelles l'apprentissage d'un dispositif complexe peut être optimisé par un guidage efficace.
Les environnements d'apprentissage
A partir de cette présentation schématique - qui n'a qu'une valeur "didactique" et non formelle - il est maintenant plus facile de situer ce que nous entendons par "Environnement d'apprentissage". La terminologie pour désigner de tels environnements est déjà abondante. Elle comporte des dénominations telles que "intelligent micro-worlds" (Feurzeig, 1986) ou encore "articulated micro-worlds" (Frederiksen & White, 1988).
Le concept d'environnement d'apprentissage permet de dépasser l'opposition simpliste et manichéenne entre les défenseurs de l'apprentissage par induction (résultant des seules activités exploratoires du sujet) et les partisans des tutoriels inspirés (de près ou de loin) par l'enseignement programmé (caricature de l'apprentissage par enseignement). Ces systèmes doivent être capables de favoriser l'acquisition de concepts et de procédures associés à un domaine de connaissance. Il s'agit ni plus ni moins de construire ce que l'on pourrait appeler "une station de travail thématique" que chaque élève (ou chaque maître) pourrait adapter à son goût et à ses besoins. En résumé:
- · Un environnement d'apprentissage est un système qui réalise la synthèse entre, d'une part, les avantages de l'exploration libre et de la construction progressive des objets de connaissance (comme dans les micromondes classiques) et, d'autre part, l'intérêt du guidage propre aux systèmes tutoriels. L'idée centrale est de permettre à l'apprenant de transformer rapidement et efficacement ses expériences en connaissances organisées.
- · Un environnement d'apprentissage est aussi un système qui privilégie l'idée que la meilleure façon d'apprendre c'est de se retrouver dans une situation (quasi) réelle de conception et de travail. Plutôt que de construire des logiciels orientés sur l'explicitation formelle de connaissances scolaires, nous pensons qu'il est maintenant possible de concevoir des outils et des environnements qui assisteraient l'élève efficacement dans les problèmes auxquels il doit faire face dans sa carrière d'apprenant (Brown, 1989). Il apparaît que l'apprentissage incident de l'ensemble des connaissances nécessaires à la résolution d'une tâche pose moins de problème de motivation ou d'attention, si l'intérêt pour la tâche est assuré à un niveau élevé.
- · Un environnement d'apprentissage est enfin un logiciel qui permet d'entraîner un certain nombre de procédures de "calcul" pour acquérir les automatismes nécessaires à la résolution de problèmes récurrents (orthographe, opérations arithmétiques, décisions statistiques, etc). Il doit aussi prendre en compte les champs conceptuels du domaine et les définitions de termes pour donner à l'apprenant la possibilité de communiquer efficacement avec les spécialistes d'un champ de compétence.
- Les progiciels.
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- Les micromondes et les simulations
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- Les didacticiels.
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- Les tutoriels et les systèmes d'aide.
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- Les environnements d'apprentissage
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La recherche en Suisse sur les NTI appliquees a la formation - 14 DEC 1995
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