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Section 3. Approche thématique: l'état des recherches en Suisse
Thème 4: Les recherches sur la conception et le développement de produits EAO
Ce thème recouvre ce que nous avons dénommé dans notre première section, la " recherche-développement ". Ces travaux sont menés généralement dans des laboratoires d'informatique et peuvent avoir plusieurs finalités: la mise en oeuvre de techniques informatiques originales, l'aide à la conception d'environnements, l'adaptation de produits conçus pour la recherche, etc. Ces finalités dépendent essentiellement des contraintes de départ imposées aux équipes de développement. Parmi les groupes les plus représentatifs en Suisse nous citerons: Le LEAO de l'EPFL, l'INFORGE dirigé par S. Munari, l'équipe du Pr. Pasquier-Boltuck à Fribourg, le laboratoire du Pr Stucki à Zürich, le groupe du Pr Levrat et de B. Ibrahim à Genève, l'équipe du Pr. Nicoud à Lausanne, l'équipe du Pr. Lusti à B,le. Nous avons conscience que cet inventaire n'est probablement pas exhaustif. De nombreuses équipes ne se sont en effet lancées que très récemment dans ce secteur du développement (en particulier dans le multimédia), mais nous avons pensé que l'échantillon présenté serait suffisant à ce stade du débat pour en comprendre les enjeux.
- La finalité de ces recherches-développement peut avoir un point de départ pratique et utilitaire comme au LEAO de l'EPFL. Dans cette équipe, le développement de logiciels est le plus souvent une réponse à une demande exprimée par des enseignants. Le LEAO propose des solutions qui intègrent à des degrés divers des innovations technologiques transposables à d'autres situations que celles ayant fait l'objet de la requête initiale. Par exemple, l'équipe d'E. Forte développe des environnements à finalité pédagogique autour de la notion d'" hypertexte d'aide conceptuelle " pour la présentation de documents. Pour ce type de développement, il n'y a a priori pas de problématique fondamentale. Cependant, on doit noter que la référence aux modèles de la psychologie cognitive ou à ceux de l'enseignement n'est pas absente. Les chercheurs du LEAO, par exemple, s'appuient sur une analyse assez fine des processus de compréhension des textes. Ils affirment aussi tenir compte des travaux les plus récents dans le domaine de la motivation et de l'attention.
* Forte, E., Herzog, J.-M. & Wentland, M. (1993) - Identification de concepts et parcours orienté dans un hypertexte pédagogique. Comptes-rendus Journées sur les Environnements Interactifs d'Apprentissage par Ordinateur (EIAO) de Cachan, février 1993, Eyrolles, Paris, pp.169-180.
- L'institut INFORGE (Informatique de Gestion) de l'Ecole des Hautes Etudes Commerciales de l'Université de Lausanne, est dirigé par le Prof. Silvio Munari. L'institut a collaboré avec le LEAO et l'école des HEC pour mettre au point un prototype en comptabilité, développé avec le langage G2, et destiné à effectuer des exercices comptables. Le projet HIPOCAMPE[3] qui a suivi est le résultat de la collaboration du LEAO (Laboratoire d'Enseignement Assisté par Ordinateur, Prof. de Coulon), du LITH (Laboratoire d'Informatique Théorique, Prof. Coray), de l'INFORGE (M. Wentland) et de l'Université de Fribourg (R. Ingold). Il s'agit d'un environnement intégré de simulation et d'un hypertexte pédagogique contenant un module expert qui génère, automatiquement et sur demande, un parcours dans l'hypertexte pédagogique. Les concepts développés dans HIPOCAMPE, la combinaison d'un apprentissage par exploration et d'une aide théorique sous forme d'hypertexte ont été réutilisés dans ARIANE. Ce dernier est un environnement pédagogique intégré et partagé, utilisant Lotus Notes pour gérer les communications, dont le but est d'intégrer l'ordinateur dans le cursus pour un enseignement adapté et à distance. Les didacticiels produits avec Authorware par le Prof. Apothéloz de l'Ecole de HEC seront intégrés dans ARIANE. Une des principales caractéristiques des recherches de l'institut réside dans son approche " cognitiviste " de la conception des environnements, en particulier pour les travaux du Pr. Bonzon et de son équipe (A. Zucchinetti et Lianjin Huang).
* Wentland, M.K., Forte, E.N. (1993) - Intelligent Hyperhelp in a Scientific Simulation: Overview of the HIPOCAMPE Research Project. Proceedings of CAEE'93, Int. Conf. on Computer Aided Engineering Education, Politechnica University Bucharest, September 1993, pp. 33-40.
* Wentland M.K., Probst, A.R. , de Coulon, F. & Forte, E.N. (1995) - ARIANE: concept d'un environnement pédagogique partagé pour les Hautes Ecoles lausannoises. Comptes-rendus de la conférence internationale "Accès à la formation à distance, clés pour un développement durable", Genève, Octobre 1994. (to appear in 1995)
- Les recherches-développement peuvent aussi avoir comme point de départ une préoccupation exclusivement technologique comme à l'Institut d'Informatique de Fribourg (Equipe du Pr J. Pasquier-Boltuck). Jacques Pasquier-Boltuck a débuté ses recherches dans le domaine du génie logiciel en développant un programme d'analyse de fiabilité. Sa préocupation principale était de réaliser un produit simple et agréable à utiliser. Avec J. Savoy, qui travaillait à l'époque sur des bases de données textuelles pour les bibliothèques, ils ont eu l'idée de réaliser un livre " calculable " qui s'est avéré un des premiers prototypes d'hypertextes (4 ans avant l'apparition d'Hypercard). Après un séjour aux Etats-Unis, il revient en Suisse et développe WEB's, un support de cours électronique pour l'enseignement des mathématiques appliquées. Convaincu de la pertinence didactique de son approche, il souhaiterait maintenant pouvoir collaborer avec une équipe de psychologues ou de pédagogues pour évaluer l'efficacité et les performances de son système.
* Pasquier, J. & Monnard, J. (1995) - Livres Electroniques, de l'utopie à la réalisation. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.
- L'équipe du Pr Stucki de l'Institut für Informatik de Zürich s'est spécialisée dans les techniques avancées du traitement d'images et dans le développement de CD ROM Multimédia à faible coût. Les chercheurs de cette équipe ont mis au point des techniques originales pour la compression d'images, la reconnaissance d'écriture et la reconnaissance de visage. Pour le Pr Stucki, l'éducation est un domaine d'application tout à fait pertinent et prometteur pour les technologies qu'ils développent mais ils ne font pas particulièrement de recherches dans ce domaine.
- Bertrand Ibrahim à Genève a réalisé un environnement de production de didacticiels assisté par des aides " on-line " (projet IDEAL). Cet environnement a la particularité de proposer une méthodologie pour la mise à jour de logiciels existants. Il développe maintenant depuis deux ans des applications pédagogiques dans l'environnement World Wide Webb (WWW). Sur cet environnement, il propose un cours interactif de programmation accessible par Internet dans le monde entier. L'équipe a aussi développé de nombreux outils pour cet environnement (voir étude de cas).
* Ibrahim, B. (1995) - Advanced Educational Uses of the World-Wide Web. Special issue of Computer Networks and ISDN Systems, Vol. 27, No. 6, pp. 871-877.
- SMACKY est un micro-ordinateur suisse créé en 1978 par la société EPSITEC-system SA et développé en collaboration avec le Laboratoire de Micro-informatique (LAMI) de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) par l'équipe du Pr J.D. Nicoud. La lignée d'ordinateurs individuels ìSmakyî a été développée depuis 1974, en collaboration avec " Digital Equipment ", puis avec des entreprises suisses. Il existe un grand nombre de logiciels éducatifs spécialement développés pour SMACKY. On y trouve des logiciels de " drill " (en particulier pour les livrets), des logiciels de simulation (simulation du comportement " proie-prédateur "), des langages auteurs, des éditeurs et un logiciel de communication.
- L'équipe du Pr. Lusti à B,le travaille quant à elle sur l'application de techniques de l'intelligence artificielle (tutoriels intelligents, systèmes experts). L'équipe développe plus des prototypes que des environnements commercialisables. Un de leurs projets est de développer des modules rendant possible la communication entre des applications de grande diffusion (comme celles diffusées par Windows par exemple) et des modules d'IA capables de générer des explications. L'équipe n'a pas les moyens de conduire de véritables évaluations de ces produits mais souhaite sur ce point collaborer avec des psychologues ou des pédagogues. Le Pr. Lusti nous a avoué que sa position dans une faculté des SES lui impose des contraintes de publication assez strictes et que les travaux relevant des Sciences Cognitives ne sont pas considérés par ses pairs comme des sujets de recherche sérieux.
* Lusti, M. (1992) - Intelligente tutorielle Systeme. Eine Einführung in wissenbasierte Lernsysteme. Handbuch der Informatik, 15(4), München: Oldenbourg-Verlag.
- A partir du projet MEMOLAB (TECFA, Université de Genève), P. Dillenbourg et D. Schneider ont développé (sous Common-LISP) une " boîte à outils " dénommée ETOILE. Cet ensemble d'outils permet de générer de nouvelles applications sur le même modèle que MEMOLAB en réutilisant les fonctionnalités qui sont indépendantes du domaine enseigné (tuteurs a-didactiques, moteur d'inférence orienté-objet, générateur d'hypertexte, etc.). Vu sa complexité et l'absence d'un véritable environnement auteur (qui aurait été trop coûteux à développer) ETOILE reste bien sûr réservé aux équipes de programmeurs avancés.
* Schneider, D., Borcic, B., Dillenbourg, P., Hilaro, M. & Mendelsohn, P. (1993) - An experimental toolbox for advanced interactive learning environments. In Remo Bless (Ed), NRP23 - Symposium on Artificial Intelligence and Robotics, October 23, Technopark Zürich.
- Le Pr. Rolf Pfeiffer (Université de Zürich) a coordonné le projet " Portable-AI-Lab " soutenu par le PNR 23 " Intelligence Artificielle et Robotique " (ont aussi participé à ce projet l'IDSIA à Lugano et B. Faltings à Lausanne). Cet environnement développé sur plusieurs plateformes (Mac, Windows et Unix) permet d'enseigner les principaux paradigmes de l'intelligence artificielle en proposant des outils de simulation puissants et des modèles commentés.
* Rosner, M., Baj, F. & Cattaneo, P. (1993) - Communication Between Modules In The Portable AI Lab. In Remo Bless (Ed), NRP23 - Symposium on Artificial Intelligence and Robotics, October 23, Technopark Zürich.
* Rosner, M. & Cattaneo, P. (1994) - Reflections On The Portable AI Lab. In Remo Bless (Ed), 2nd NRP23 - Symposium on Artificial Intelligence and Robotics. (September 29, 1994, EPFL - Ecublens).
Sans conteste, c'est sur ce thème de recherche que l'on retrouve le plus grand nombre d'équipes engagées dans des projets concrets mais c'est, en même temps, celui où les chercheurs en sciences de l'éducation sont le moins présents. Ce constat consacre la coupure de fait qui existe entre les concepteurs d'environnement et les utilisateurs potentiels de ces dispositifs pour en étudier les effets en situation. Un des effets pervers de cette situation conduit les chercheurs-développeurs à construire des communautés scientifiques parallèles qui " réinventent " parfois les problématiques éducatives sans tenir compte de l'histoire de la discipline. C'est le cas, par exemple, du working group TC3 sur l'éducation de l'IFIP (International Federation for Information Processing). Pour remédier à cette situation, il serait souhaitable que localement (là ou la masse critique des chercheurs est suffisante) les pédagogues et les développeurs puissent se retrouver sur des projets d'évaluation en situation réelle d'enseignement.
- Pour terminer cette énumération, nous mentionnerons ici pour mémoire l'existence d'un grand nombre d'équipes de développement soutenues par les centres cantonaux de recherche pédagogiques ou les services spécialisés des Départements de l'Instruction Publique (comme le CIP à Genève). Ces équipes ont produit ces dix dernières années de nombreux didacticiels, simulations ou hypertextes à finalité pédagogique qui sont distribués dans les écoles de chaque canton. Bien que ne faisant pas l'objet de recherches particulières, certains de ces logiciels (comme par exemple, NEURODULE conçu et réalisé au CIP de Genève) figurent maintenant dans les catalogues officiels diffusés par les grandes marques de distribution. Ils témoignent de la grande vitalité de ces centres et de l'approche quasi-professionnelle de leurs développeurs.
[3] HIPOCAMPE est l'acronyme de " Hypertexte Intelligent et Parcours Orienté: Construction Automatique et Maillage Pour l'Enseignement assisté par ordinateur "
PNR33 - NFP33 - 9 NOV 1996
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TECFA Research * AGORA PNR33 - NFP33