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SPIRALE - Revue de Recherches en ducation - 2001 N 28

Stphane CROZAT & Philippe TRIGANO

UNE DEMARCHE DE CONCEPTION DESSUPPORTS HYPERMEDIAS ORIENTEE VERS

LEUR EXPLOITATION PEDAGOGIQUE :MODELE ET EXPERIENCE.

Rsum : Lusage des supports hypermdia dans la formation est aujourdhui enpleine expansion. Cette expansion invite les pdagogues et les informaticiens rflchirsur la conception de tels supports. Nous proposons, au travers de cet article une mthodede conception fonde dune part sur les proprits originales du support et dautre part surlexploitation de ce support dans un cadre de formation. Notre approche est base sur unmodle de reprsentation de linformation (les Units Logiques) et sur une logique deconception permettant effectivement de reprsenter linformation sous une telle forme.Nous prsentons galement une exprience qui nous a permis de mettre en uvre et decommencer valuer nos travaux

M o t s c l s : Support numrique, multimdia, conception, modle, structurationde linformation.

INTRODUCTIONLarrive en force des supports hypermdia (i.e. numriques et multimdia)

dans notre socit, le Web en tte, pose le problme de leur usage dans la formation,en introduisant de nouvelles formes dinscription et de nouveaux modes de rappro-priation de linformation. Les supports traditionnels (papier, expos oral,) dispo-sent dune large exprience sur laquelle sappuyer et donc leur conception toutcomme leur exploitation pdagogique sont prescrites par cette exprience. En ce quiconcerne les supports numriques, ni la conception ni lexploitation pdagogique nepeuvent reposer sur une telle exprience. Or il nest pas possible de reproduire lesschmas adapts dautres formes de supports (Stiegler 1999). Lobjet de notre tra-vail est donc la recherche dune approche originale, qui, partir dune rflexion surles spcificits du support, permet de proposer une dmarche adapte lexploitationde supports numriques dans la pratique pdagogique. En tant quinformaticiens,notre propos nest donc pas de prsenter une innovation de nature pdagogique, maisbien des concepts technologiques permettant des pdagogues dappliquer leur exper-tise dans le cadre de la conception de supports numriques. Nanmoins, la conceptiondu support prdterminant lusage qui en sera fait, la rflexion sur la conception nepeut donc tre dissocie de la rflexion sur lexploitation pdagogique. Nous propo-sons au travers de cet article dintroduire une dmarche de conception permettant en

S. CROZAT & P. TRIGANO

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mme temps de concevoir le support numrique et de prescrire les usages pdagogi-ques qui vont en tre fait.

Nous aurons pour cela recours a la notion dUnit Logique, modle de struc-turation permettant de prendre en compte les spcificits du support (calcul, mul-timdia,) ainsi que les spcificits de son exploitation pdagogiques (associationdu contenu des activits pdagogiques). Nous prsenterons ensuite une mthodepermettant de concevoir des supports en respectant lhypothse de structuration pro-pre aux Units Logiques. Enfin nous prsenterons une application de cette mthode,mise en uvre pour la conception dun support hypermdia pour lenseignement desbases de lalgorithmique (XF01), ayant t test pendant deux semestres en situationrelle auprs dtudiants de premire anne aprs le BAC lUTC (Universit deTechnologie de Compigne, France).

LUNITE LOGIQUE : UNE UNITE DE STRUCTURATIONDOCUMENTAIRE ET PEDAGOGIQUE

Un nouveau support pdagogiqueAlors que la raison dtre des documents papiers est la reprsentation spatiale

dinformations (Goody 1979), la raison dtre des documents numriques est le calculque lordinateur effectue sur ces documents (Bachimont 1998) : Non seulement lesinformations numriques sont calculables, mais elles ne sont que calculables . Eneffet lordinateur ne traite que des squences binaires qui, par le calcul, deviennent dessignes sur un support tel que lcran. Le support papier a permis de reprsenterlinformation dans lespace, de rendre linformation permanente dans le temps,Grce ces possibilits nouvelles, de nouvelles connaissances ont pu merger, lies lmergence de reprsentations qui ne peuvent tre formules oralement (par exem-ple la prsentation de donnes dans un tableau permet de mettre en relief des relationsqui ne pourraient merger par la description orale du tableau).

Le numrique est donc intressant du point de vue de lenseignement en tantque support proposant de nouvelles possibilits dinscription et de manipulation delinformation, bases sur le calcul. Ces nouvelles possibilits induisent la constitu-tion de modes de reprsentation nouveaux. Lenjeu est donc de comprendre commentmanipuler ces nouvelles reprsentations afin de faire merger des formulations pda-gogiques nouvelles et denrichir le panel actuellement disponible.

Une unit de structuration du supportLe support numrique tant un support accs alatoire, linformation sto-

cke dans un ordinateur est donc dlinarise. On propose de reprsenter linformationcontenue dans un hypermdia sous la forme dun graphe (i.e. un ensemble de nudsdinformation et darcs permettant de relier conceptuellement ces nuds). Lunit delecture est donc le nud du graphe. Or tant donn la non-linarit de ce graphe, ilest difficile, voire impossible, de faire des hypothses valides sur les antcdents etles successions de la lecture en cours. Sur un support linaire, par exemple un livre,

DEMARCHE DE CONCEPTION DES SUPPORTS HYPERMEDIA

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il est facile de faire de telles hypothses, ainsi on pose rcursivement que lors de lalecture de la page N, la page N-1 a dj t lue et que la page N + 1 sera lue ensuite.Bien entendu, cette hypothse nest que partiellement exacte dans la mesure ou lelecteur peut recomposer partiellement son parcours (en sautant des passages, revenanten arrire, accdant des index, etc.) mais reste nanmoins la rgle dominante. Lorsde la lecture dun nud du graphe, cette rgle ne sapplique plus car on ne peutprsupposer des nuds lus prcdemment et des nuds qui seront lus ensuite. Onpropose donc une solution adapte, le recours une unit dinformation corres-pondant lunit de calcul. On entend par unit dinformation un nud du graphe,dont la lecture est ncessaire et suffisante pour la comprhension dun concept. Lancessit implique la rdaction dunits inscables, cest dire par exemple quaucunecommande de navigation (hyperlien) ne doit intervenir avant la fin de la lecture decette unit. La suffisance implique quaucune hypothse ne doit tre faite, lors de lardaction, sur les liens entre les units. Ce concept nous fournit une base pour grerle problme de dlinarisation de linformation.

De nouvelles pratiques pdagogiquesLe support tient une place fondamentale dans le processus pdagogique. Il est

la mdiation de la connaissance entre un enseignant et un apprenant. Or le supportnest pas neutre vis vis de linformation quil vhicule, il prescrit la faon dontcette information est inscrite et la faon dont elle est ensuite rapproprie. Le faitdintroduire un nouveau support est donc un changement profond qui conduit lmergence de nouvelles pratiques. Nous pouvons notamment noncer deux probl-mes cls :

Quels processus pdagogiques associer au support numrique ?Le nouveau support introduit une nouvelle temporalit dans le processus

dapprentissage. On entend ici processus dapprentissage au sens de droulementtemporel de la formation (vitesse, retours en arrire, bifurcations,). En effet, lanature du support est lie une pratique pdagogique propre : Lors dune expositionorale lenseignant gre le droulement temporel en fonction dun temps de parole,dun ensemble dinformations communiquer, des retours que lui donnelassistance, Lors de la lecture dun livre, un apprenant autogre son temps enfonction de sa comprhension, de ses impratifs, La question pour lenseignant estdonc dune part de dfinir quelles formes peuvent revtir les scnarii associs lamanipulation des contenus sur le support numrique, et dautre part de pouvoir ins-crire ces scnarii au sein du support afin de rendre possible le droulement du proces-sus pdagogique conu.

Quelles activits pdagogiques doit mener un apprenantpour manipuler le support numrique ?Tandis quun apprenant sait implicitement quelles activits mener avec un li-

vre (annoter, synthtiser, rsumer,) ou un discours oral (prendre des notes, poserdes questions,), la pratique habituelle ne lui dicte pas ce quil doit faire dun sup-port numrique. Il ne sait pas ce qui est possible (annoter ? poser des question ?


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synthtiser ? dans quel cadre ? au sein du support ? via un autre support ? de quellefaon ? etc.) et il ne sait pas ce qui est souhaitable. Un travail dexplicitation doitdonc tre men par lenseignant afin de guider la manipulation du support par lap-prenant et ce travail doit tre fait ds la conception.

Une unit de structuration du processus pdagogiquePour rpondre ces deux questions, nous nous inspirons des travaux de

Franck Ghitalla (2000), qui propose un modle de discrtisation du processus pda-gogique en actes pdagogiques. Nous proposons donc de reprsenter le processuspdagogique comme un graphe dtapes (i.e. un ensemble de nuds reprsentant destapes pdagogiques et darcs reprsentant le passage dune tape une autre).

Suivant cette hypothse de reprsentation, on peut dfinir un processus pda-gogique comme :

- un ensemble partiellement ordonn dtapes autonomes, chaque tapecorrespondant un ensemble de contenus quil est ncessaire et suffisant dtudierensemble

- un ensemble ncessaire et suffisant dactions pdagogiques explicites rali-ser afin de construire les connaissances associes ltape et ainsi permettre le pas-sage aux tapes suivantes.

La ncessit implique que toutes les actions prescrites doivent tre ralisestandis que la suffisance implique quaucune autre action nest ncessaire la com-prhension. Notons enfin que lexcution des actions pdagogique peut se faire via lesupport (annoter directement le contenu) ou non (poser une question loral).

Ce modle est, par dfinition, rducteur par rapport la ralit, son objectifnest pas de dcrire parfaitement le processus pdagogique, mais den proposer unereprsentation formalisable, que nous exploitons dans la partie suivante.

LUL : une unit de structuration commune

DfinitionNous concluons de nos rflexions pralables quun des moyens de prendre en

compte la nature du support numrique ainsi que la nature des pratiques quilaccompagnent est de concevoir le support tel que linformation soit reprsentesous un schma non linaire et tel que linformation soit associe ses modes derappropriation.

On dfinit une unit logique (UL) comme une unit minimale de structura-tion documentaire et pdagogique, telle quelle est ncessaire et suffisante pour lalecture dans un contexte pdagogique. Elle permet de reprsenter des contenus nonlinaires sur un support numrique et de penser leur relinarisation (i.e. le parcoursdu graphe dinformation) selon un scnario pdagogique, travers lacquittement duncertain nombre dactions pdagogiques.

CaractristiquesUne unit logique est caractrise par un type, une structure interne, une

structure externe et un ensemble dactions associes.


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TypeUne UL est associe un type, ou modle, qui dfinit sa forme pdagogique

(exemple : cours, exercice, QCM, travaux pratique,). Chaque type est dfini apriori (voir partie suivante) et permet de contrler que les UL ayant mme la formepdagogique ont un comportement similaire. Ainsi toutes les UL dun mme typeauront la mme structure interne et les mmes actions associes.

Structure interneLinformation reprsente au sein dune UL est structure, cest dire quelle

rpond une structure prdfinie par son type. Par exemple lon dira quun exerciceest compos dun nonc, de plusieurs questions et de consignes de rsolution. Cettestructure dfinit toute UL de type exercice.

Structure externeNous dfinissons la scnarisation ou structure externe comme la programma-

tion des liens entre les UL composant lhypermdia, cest dire la dfinition darcspertinents du graphe pour un contexte dapprentissage donn. La structure externedune unit dinformation reflte donc son interaction conceptuelle avec les autresunits dinformation composant lhypermdia. Par exemple on dira que lUL de dfinition du thorme de Thals est associe aux UL exercice de base sur lethorme de Thals et exercice avanc sur le thorme de Thals .

Actions associesComme nous lavons dj exprim linformation est associe ses modes de

rappropriation, nous associons donc chaque UL un ensemble dactions pdagogi-ques qui prescrivent ce qui doit tre fait pour assimiler cette UL. Par exemple ondfinira quune unit de cours est associe aux actions lecture, annotation, synthseet quune UL dexercice est associe aux actions lecture, rsolution.

Illustration

1

2

3

4 5

Cours

Cours

Evaluat

ionExe

rcice

Exercic

e

Annoter

Syntht

iser Annote

r

Rsoud

re

Rsoud

re

Rpond

re

Figure 1: Illustration dun modle bas sur les UL

La Figure 1 prsente un exemple dhypermdia pdagogique modlis sousforme dunits logiques. Le scnario pdagogique nous dit que nous devons commen-cer par lUL de cours 1, puis faire soit lUL dexercice 2 soit la 3, puis lUL de cours


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4 et enfin lUL dvaluation 5. A chaque UL sont associes les actions pdagogiques accomplir.

DEMARCHE DE CONCEPTION

Larticulation de quatre expertisesNous venons de prsenter lunit logique, un outil conceptuel permettant de

reprsenter contenu et processus pdagogique ensemble. Nous proposons prsentune approche de conception permettant de raliser une formation partir de ce prin-cipe de structuration. Cette approche repose sur quatre fonctions essentielles qui secompltent pour raliser un hypermdia pdagogique :

- La fonction dexpertise pdagogique est premire dans la mesure o cetteexpertise est la base indispensable la ralisation du type de systme dinformationque nous avons dcrit. Son rle est dexpliciter la relation pdagogique dans laquelleintervient lhypermdia.

- La fonction de modlisation propose, partir des donnes explicites aucours de lexpertise pdagogique, une structure dinformation logique utilisable parles auteurs et les diteurs.

- La fonction de rdaction a en charge le renseignement du systmedinformation structur.

- La fonction ddition a en charge la programmation des actions de rappro-priation (et en particulier celle prpondrante daffichage lcran).

Figure2 : Une approche de conception reposant sur quatre tapes

Spcifications

Informations

Formatsdinformations

Activits pdagogiquesassocies

2. MODELISATIONSUPPORT/USAGES

Dfinition

3. REDACTIONDE CONTENUS

Contraintes

Production

4. REALISATIONDU SUPPORT

Spcifications

1. EXPERTISEPEDAGOGIQUE


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Nous pouvons rsumer le processus de conception selon ces quatre tapes surle schma ci-dessous (Figure 2). Nous illustrons brivement ces quatre tapes dansles paragraphes ci-aprs.

Notons que cette approche de conception est plus proche dune chane dito-riale (analyse de contenus, modle documentaire, rdaction, dition) que dune appro-che de gnie logiciel classique (modles en V ou Spirale par exemple, bass sursquences itratives de spcification, ralisation et validation). Elle permet de claire-ment sparer les mtiers impliqus, en conservant les pdagogues lorigine de laconception, en permettant aux experts du contenu de matriser la rdaction sanscomptences informatiques, aux diteurs de raliser des IHM sans matriser le conte-nu,

Remarquons enfin que les mcanismes de rtroaction napparaissent pas sur leschma mais existent ncessairement (par exemple les remarques des modlisateurspeuvent amener prciser lexpertise pdagogique, les remarques des rdacteurs peu-vent amener modifier le modle,)

IllustrationAfin dexpliciter le processus pdagogique, nous dcrivons la relation pdago-

gique partir des actes discrets qui la composent.- Lenseignant dfinit un concept- Les tudiants annotent le cours- Lenseignant donne des exemples- Lenseignant donne un exercice

Puis nous pouvons dfinir les formats dUL permettant de modliser linter-action pdagogique dcrite au cours de la phase prcdente (structure interne, externeet actions).Type : UL_ExpositionStructure interne : est compose dune Dfinition, et dune listedExemples.Structure externe : est lie une liste dUL_Exercices, et uneliste dUL_Expositions.Actions associes : Lire, Annoter.

Ensuite nous pouvons produire les contenus dans le cadre des formats posspar la phase de modlisation (le formalisme utilis ici est le formalisme XML [Mi-chard 99]).Exposition1.xml< UL_Exposition > Un algorithme est Le calcul du PGCD La fonction factorielle Exposition2.xml Exercice1.xml Annoter

Enfin il est possible de raliser une interface homme-machine afin de donneraccs aux contenus et aux actions associes (travail de programmation informatique).


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Dfinition : Un algorithme ...Exemple : Le calcul du PGCD ...Exemple : La fonction factorielle ...

Exercice 1Exposition 2

Annoter

Figure 2 : IHM rsultant de la phase ddition

EXEMPLE DE REALISATION

Contexte de conceptionDans cette partie nous dcrivons pas pas la conception dun hypermdia

pdagogique pour lenseignement des bases de lalgorithmique. Cette conception at mene selon le processus prcdemment dcrit et a conduit un produit utilis ensituation relle depuis deux semestres (voir partie 0).

Expertise pdagogiqueNous prsentons ci-dessous le rsultat de lexpertise pdagogique. Le tableau

(Figure 3) est organis autour de la liste des activits pdagogiques pratiques oudsires dans le nouveau processus pdagogique associ lhypermdia. Ces activitssont regroupes en mta-activits (qui correspondront un type dUL) et associes un acteur (professeur ou tudiant). Chaque activit est ensuite annote, de faon dterminer si oui ou non elle fera intervenir lhypermdia. Notons que ce choix estdict par le contexte, et lon peut notamment dcider de ne pas associer certainesactivits lhypermdia, afin de les traiter laide dun autre support, alors quil esttechniquement possible de la faire (par exemple on peut dcider de laisser les ques-tions se drouler loral bien que le courrier lectronique permette de poser des ques-tions). Chaque fois que lon dfinit quune activit fait intervenir lhypermdia onajoute une information supplmentaire dterminant si celle-ci aura une influence surla structure externe, la structure interne et/ou les actions pdagogiques de lUL qui laprendra en charge.

Mta-activits Activits Acteur

Intervention delhypermdia

Struc-ture

Externe

Struc-ture

interneActions

Introduire une nouvelle sanceProfesseurRsumer une sance prcdenteProfesseur

Planifier les sances ProfesseurRegrouper tous les types de

contenus par tape Professeur X X

Enoncer les objectifs dunetape Professeur X X

Enoncer un rsum Professeur X X

Organisationdes sancesen tapes

Conclure une partie ProfesseurLire le cours Etudiant X X

Annoter le cours Etudiant X XExpositiondes concepts

Mettre en valeur un conceptEtudiant X X


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Struc-ture

Externe

Struc-ture

interneActions

Expliquer un concept ProfesseurCopier Etudiant

Dfinir un concept Professeur X XDonner une approche mthodo-

logique Professeur X X

Donner un exemple Professeur X XRfrencer un concept Professeur

Approfondir, complter unconcept Professeur X X

Reformuler un concept Professeur X XRpondre une question sur ce

concept Professeur X

Simplifier un concept ProfesseurSituer un concept par rapport

au plan Professeur X X

Situer un concept par rapport une valuation Professeur

Situer un concept par rapport une culture gnrale Professeur

Renvoyer une autre partie ducours Professeur X X

Suivre le parcours dun tu-diant Professeur

Renvoyer un exercicedapplication Professeur X X

Donner un nonc dexerciceProfesseur X XRsoudre un problme Etudiant X X

Situer lexercice par rapport un niveau de difficult

Etudiant etprofesseur X X

Situer lexercice par rapport une valuation Professeur

Situer lexercice par rapport un temps de rsolution Professeur X X

Renvoyer au cours traitant duproblme Professeur X X

Accompagner trouver lasolution (fournir des indices)Professeur X X X

Donner une solution Professeur X X XAuto-valuer sa capacit

rsoudre les exercices Etudiant X X

Evaluer et commenter unesolution (correcte ou non)Professeur

Pratique desconcepts

Crer (crire un programme)EtudiantExprimenter, simuler (voire des

excutions de programme)Etudiant

Ecrire un compte rendudexprience Etudiant

Exprimenta-tion desconcepts

Aider la manipulation ProfesseurPoser une question Etudiant X X

Rpondre une questionProfesseur X XDeviner une question Professeur

Reformuler une question Etudiant

Grer la communicationEtudiantset Profes-

seur

Conserver une mmoire desquestions et rponses

Etudiantset Profes-

seurX X

Discussiondes concepts

(Ques-tions/Rpons

es)

Poser des questions Professeur X XRpondre aux questions Etudiants X XProposer des rponses Professeur X X

Evaluationdes connais-

sancesCorriger des rponses Professeur X X


92



Struc-ture

Externe

Struc-ture

interneActions

Donner les bonnes rponsesProfesseur X XEvaluer des connaissancesantrieures (pr-valuation)Professeur

Vrifier la comprhension de cequi vient dtre expos (valua-

tion immdiate)Donner une valuation la findune tape (valuation conti-

nue)Professeur X X

Donner un examen (valuationsommative)

Apprcier une valuation ProfesseurPositionner une valuation parrapport une certification ou

un niveau acadmiqueProfesseur

Enoncer les critresdvaluation Professeur

Figure 3: Description annote du processus pdagogique

ModlisationLenjeu de cette seconde phase est donc dutiliser lexpertise pdagogique

comme une spcification afin de dfinir les modles dUL. La premire tape dedfinit les diffrents modles dUL : on dcide de crer un modle dUL pour chaquemta-activit recense. Ainsi dans notre cas on dfinit les modles Etape, Exposi-tion, Pratique, Question et Evaluation, correspondant respectivement aux cinq mta-activit faisant intervenir le support. Puis pour chaque modle dUL, on dfinit lesmodles de structure externe, de structure interne et les actions associes.

Le tableau ci-dessous propose la liste des modles dfinis dans le systme partir de lexpertise pdagogique.

Structure externe Structure interne Actions pdagogiquesassociesEtape Contient des Expositions

Contient des PratiquesContient des QuestionsContient des Evaluations

RsumObjectifs Aucunes

ExpositionEst suivi dExpositionsRequiert des PratiquesEst lie des Questions

DfinitionExempleApprofondissementMthodologieReformulation

LireAnnoterMettre en valeurDonner le sommaire

Pratique

Est trait par des Expositions

EnoncIndicesSolutionTempsDifficult

RsoudreRegarder un indiceRegarder une solutionSauto valuer

Question Aucune QuestionRponseRegarder les questions etrponses dj poses

EvaluationAucune

QuestionsPropositions de rponsesRponses correctes

RpondreCorriger ses rponsesEtre valu

Figure 4 : Structure interne et actions associes

Le modle de structure externe est dduit a partir des activits influenant lastructure externe, par exemple pour le modle Exposition, on dduit des trois acti-vits ( rpondre une question sur ce concept , renvoyer une autre partie du

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cours et renvoyer un exercice dapplication ) que les UL de type Expositionpeuvent tre lies aux UL Question, Exposition et Application.

Le modle de structure interne est dduit de la mme faon, en utilisant les ac-tivits associes la structure interne. Par exemple pour le modle Evaluation, lesactivits ( Poser des questions , Proposer des rponses , donner les bonnesrponses ) nous permettent de dfinir que les UL de type Question sont composesdes informations Question , Proposition de rponse et Rponses correc-tes .

Enfin, on recherche les actions associes, ainsi par exemple pour le modlePratique, les activits ( Rsoudre un problme , Fournir des indices , Don-ner une solution , Auto-valuer sa capacit rsoudre les exercices ) permettentde dfinir les actions Rsoudre , Regarder un indice , Regarder une solu-tion , Sauto valuer .

Rdaction

Etape 1 Titre : Algorithmes et langages Objectifs : Comprendre ceque st un algorithme ; Apprendre manipuler

Expositi on 1 Titre : D fi nition du ne variable Dfinition : Une variable est unsymbole Exemple : L inconnue dans une quation Mthodologie : Il faut df inir lanature

Expositi on 2 Titre : D fi nitiond une constante

Expositi on 3

Titre : Rappel

Pratique 1 Titre : Valeur absolue Enonc : Ecrire un algorithme quiaffiche Indice : Les donn es d entr e sont Solution : Lire X, Difficult : Moyen Temps : 5 minutes

Pratique 2 Titre : Minimum de deuxentiers

Question 1 Question : A quoi sert un algorithme ? Rponse : Un algorithme sert

contient est suivi de

est suivi de

requiert requiert

est li

est suivi de

ActionsLire, annoter,

mettre envaleur

ActionsAutres questions

Actions

Rs oudre, indices,solution


mettre envaleur


mettre envaleur

Actions

Rs oudre, indices,solution

Figure 5: Exemple dinstances dUL


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A partir du modle, les contenus ont pu tre rdigs en suivant les contraintesde structure interne et relis entre eux (i.e. scnariss) en suivant les contraintes destructures externes. Nous proposons travers la Figure 5 dillustrer un exempledUL instancies et scnarise.

Le modle a t respect puisque les informations correspondent aux contrain-tes de structure interne et les liens aux contraintes de structure externe. Si londroule le scnario exprim par les liens, on observe quil faut passer par lULEtape1 pour ensuite aller lUL Exposition1. Dans cette UL il est possible dex-cuter les actions associes (lire, annoter,), et de consulter les UL Question1, Prati-que1, Pratique2. Une fois lUL traite, lutilisateur peut passer soit lUL Exposi-tion3 (de rappel) soit aller directement lUL Exposition2, et ainsi de suite.

EditionUn prototype a ensuite t ralis afin de permettre la visualisation effective

des contenus et lexcution des actions. Nous proposons ci-dessous dillustrer cetteralisation travers quelques crans cls du logiciel correspondants aux UL Etape1,Exposition1 et Pratique1 de la Figure 5).

Lcran dtape permet de choisir ltape traiter (bandeau suprieur) et par-tir de cette tape de naviguer vers : le cours, les exercices, lvaluation ou les ques-tions-rponses associes (limage de fond est ractive).

Figure 6 : Ecran dtapeLcran dexposition permet la consultation du contenu et lexcution des ac-

tions associes travers une fentre mobile (visible sur la copie dcran droite).On note galement que le contenu est multimdia et peut renvoyer vers des fichiersexcutables externes, telles que des simulation interactives (ici en cliquant sur


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licne Formes algorithmiques en bas droite). Enfin, on peut naviguer depuislunit logique en cours vers les units logiques associes par la structure externe(barre de navigation en bas de lcran).

Figure 7: Ecran dexpositionLcran de pratique (page suivante) permet dafficher les noncs, tandis

quune fentre mobile (en bas droite) supplmentaire permet de saisir la rsolution,de visualiser des indices et la solution une fois lexercice rsolu.

RESULTATS DUTILISATION

Contexte initialLhypermdia dcrit en partie 0, ralis selon la mthode expose en partie 0,

a t utilis en situation relle. Le support a t utilis pour lenseignement desbases de lalgorithmique et de la programmation, lUniversit de Technologie deCompigne, en Tronc Commun (cycle de prparation au cycle ingnieur, quivalentau DEUG).

Traditionnellement ce cours concerne 150 250 tudiants. Le dispositifdenseignement est classiquement compos :

- dune heure et demi de cours magistral en amphithtre- de deux heures de travaux dirigs en groupes rduits (24 tudiants)- dune heure de travaux pratiques sur machines en demi-groupe (12 tudiants.


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Figure 8 : Ecran de pratique

Face aux problmes, galement classiques, rencontrs au cours de cet ensei-gnement (tels que la fidlisation des tudiants au cours, la sparation entre thorie etpratique, lautonomie des tudiants,), certains amnagements ont t recherchs.Ainsi le cours magistral a tent de laisser plus de place linteraction avec les tu-diants, sans beaucoup de succs, leffectif trop important tant peu adapt ce mod-le. Cest dans ce contexte que lexprience a t mene, afin dobserver ce quundispositif pdagogique innovant, centr autour dun hypermdia, pouvait apporter.

Lexprience XF01Cette exprience a t mene durant deux semestres denseignement,

lautomne 1999 et au printemps 2000. 230 tudiants suivaient le cours lors du pre-mier semestre et 130 lors du second. Dans les deux cas 20 tudiants ont t isols(au hasard) pour suivre lexprience (intitule XF01), tandis que les autres conti-nuaient de suivre le cours selon le schma classique.

Le dispositif pdagogique de XF01 est le suivant : 3 heures par semaine desances tutores autour de lhypermdia (en remplacement des cours et TD), 1 heurede travaux pratique (identique au schma classique).

La sance tutore regroupait cours et exercices selon le droulement suivant :- Les tudiants prparent chez eux le cours et les exercices partir dun sup-

port papier.- Au dbut de chaque sance les tudiants posent des questions au tuteur afin

de prciser les points mal compris.


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- Les tudiants travaillent en binme de faon autonome avec lhypermdia :lecture/annotation du cours, rsolution des exercices (avec accs des indices et auxsolutions).

- Le tuteur rpond des questions des tudiants, reprend lattention delensemble de la classe pour exposer un point ardu, interroge des tudiants pour lesguider.

- Les tudiants participent un ensemble de travaux de restitution (synthsedes questions et rponses poses, rsolution dexercices au tableau, rponse desQCM).

Dans le schma classique un enseignant expose linformation aux tudiantsqui lapprennent. Le modle appliqu en XF01 change assez profondment la relationpdagogique, dans la mesure o lexposition de linformation est assure parlhypermdia, ce qui modifie le rle de lenseignant (renomm tuteur). Ainsi lestudiants travaillent de faon plus autonome, grce aux possibilits offertes parlhypermdia, et le tuteur les accompagne.

Quatre modes dvaluations ont t mens aux cours de ces deux exprien-ces : une valuation par questionnaire de lapprciation des tudiants, une valuationde lapprciation des tuteurs, une valuation par comparaison de rsultats aux exa-mens avec les tudiants suivant lapproche classique.

Nous traiterons galement succinctement des cots supplmentaires engendrspar le recours une telle approche pdagogique.

Evaluation de lapprciation des tudiantsA la fin de chacune des deux expriences, les tudiants ont t soumis un

questionnaire individuel, portant sur leur apprciation de lenseignement exprimen-tal. Nous proposons den rsumer ici les rsultats les plus significatifs dans le ta-bleau qui suit.

Question Rponses Positives(1re exprience)

Rponses positives(2e exprience)

Avez-vous trouv lapproche plus agrable quun cours normal ?100 % 85 %Avez-vous eu la sensation que lenseignant sest plus occup devous que dans un schma classique ?

100 % 100 %

Cette approche vous a-t-elle sembl plus apte adapterlenseignement au cas de chacun ?

100 % 100 %

Le fait dutiliser un logiciel comme support de cours vous a-t-ilattir ?

95 % 85 %

Pensez-vous que vous avez mieux appris au sein de cette exp-rience que vous ne lauriez fait dans un cadre classique ?

85 % 85 %

Pensez-vous que vous allez russir lexamen, alors que vouspensez que vous auriez chou sans cette approche ?

25 % 15 %

Souhaiteriez-vous tendre cette faon dapprendre aux autrescours ?

85 % 100 %

Avez-vous eu limpression de manquer de cours (du fait de ne pasavoir de cours oral construit) ?

10 % 0 %

Pensez-vous avoir plus travaill que dans une approche classique ?75 % 100 %Cette approche vous a-t-elle permis de gagner en autonomie ?85 % 80 %Auriez-vous souhait tre plus dirig dans votre apprentissage ?40 % 0 %Auriez-vous travaill seul plutt quen binme ? 0 % 15 %Etes-vous venus plus souvent que vous ne lauriez fait pour uncours ou un TD classique ?

70 % 65 %

Figure 9 : Rponses de tudiants au questionnaire dvaluation de lexprience


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La conclusion principale que nous pouvons tirer de cette valuation est queles tudiants sont massivement satisfaits de cette approche. Ils sont plus motivs,plus en confiance, et trouvent lapproche plus agrable. Ils sont peu drouts ( partles 40 % dtudiants qui auraient souhait tre plus dirigs lors de la premire exp-rience) et apprcient de travailler en binme, avec un logiciel, et de faon autonome.

Il reste difficile de dterminer si cest le logiciel qui est en cause, ou bien sicest lapproche en elle mme : le fait dtre en groupe rduit pendant 3 heures aulieu de 2, le fait de ne pas avoir de cours magistral, le fait que la relation aveclenseignant soit privilgie,

Evaluation de lapprciation des tuteursNotons que lors de la premire exprience le tuteur tait aussi le ralisateur du

support, tandis que lors de la seconde exprience, il sagissait dun autre enseignant.On peut rsumer les apprciations concordantes des deux tuteurs :

Apports- Dplacement de lexposition vers laccompagnement : lhypermdia permet

de ne pas faire le travail (plus mcanique) dexposition du contenu mais plutt untravail daccompagnement (explications, guidage,).

- Soutien aux tudiants en difficult : Il est plus facile de passer plus detemps avec les tudiants en difficult, les autres pouvant avancer de faon autonome.De plus le dispositif permet aux tudiants en difficult de travailler en apart avec letuteur, cest dire sans le poids constant du regard du reste de la classe.

- Gestion des diffrences de niveau (personnalisation) : Il est possibledajuster lenseignement chacun, approfondissant certain points avec certains, sur-volant dautres aspects avec dautres.

- Motivation : Il est plus facile de passer du temps pour motiver les tu-diants, en expliquant les tenants et aboutissants du cours,

- Autre relation pdagogique : le support hypermdia permet (paradoxale-ment ?) ltablissement dune relation humaine et plus riche entre le tuteur et lestudiants.

Contraintes- Lors de la seconde exprience (le tuteur ntait pas lauteur de lhypermdia),

le tuteur a ressenti des difficults pour se rapproprier le support et ladapter sapropre approche denseignement. En effet lenseignant perd une certaine libertdapproche pdagogique, globalement impose par le support hypermdia.

- Une telle approche requiert plus dinvestissement lors des sances de coursque pour un enseignement classique. Il est en effet ncessaire de rester constamment lcoute de chacun des tudiants. Pour schmatiser, il sagit de travailler vingt foisavec chaque tudiant plutt quune fois pour vingt tudiants.

- Lapproche est plus difficile que dans un enseignement classique, en effet ledroulement pdagogique est moins contrlable (et plusieurs droulements coexistentsimultanment) et il est ncessaire de matriser lensemble du contenu sans probl-mes.


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Comparaison de rsultats aux examensTandis que 20 tudiants suivaient chaque semestre lexprience XF01, le reste

des tudiants (210 lors de la premire exprience et 108 lors de la seconde) suivaientle mode classique denseignement de ce cours. Nanmoins les deux groupes (XF01 etclassique) ont t soumis aux mmes examens. Les rsultats que nous exposons (

Figure 10) nont pas valeur de gnralisation, ils restent statistiquement peusignificatifs. Ils permettent nanmoins dajouter un indicateur supplmentaire auxautres formes dvaluation. Notons que lors des deux semestres, deux modesdvaluation diffrents ont t mis en uvre. Un unique examen final (sous uneforme de questionnaire choix multiples autorisant les notes ngatives) au premiersemestre et deux examens, mdian et final (sous une forme classique) au secondsemestre.

Minimum Moyenne MaximumXF01 Classique XF01 Classique XF01 Classique

1re exprience 3 -5 8,77 8,75 18 192e exprience (mdian) 8 4 12,11 11,09 17 182e exprience (final) 6,5 4 12,11 11,64 17,5 19

Figure 10 : Comparaison des rsultats en moyenne

Les trois courbes de tendance ci-dessous (polynomiale dordre cinq) donne uneimage de la rpartition des notes en fonction des deux populations (XF01, classique).Notons quen tant que courbes de tendance, ces dernires peuvent infidlement tra-duire la ralit locale des chiffres bruts, mais en change fournissent une visiongnrale de la rpartition.

0 10 20

Figure 11 : Notes lexamen final(1re exprience)

XF01 Classique

Lgende


100

0 10 20

Figure 12 : Notes lexamen mdian(2e exprience)

0 10 20

Figure 13 : Notes lexamen final(2e exprience)

On observe les rsultats suivants :- La premire exprience donne des rsultats assez difficilement interprtables

(lexamen atypique lvaluant ajoutant un ala lvaluation). Les moyennes sontidentiques pour les deux groupes, mais la rpartition est chaotique. Les notes sontplus centres autour de la moyenne (8,8) ou bien trs bonnes pour XF01 et pluscentres au-dessus de la moyenne ou alors trs mauvaise pour le groupe classique.

- Par contre, les notes sont visiblement meilleures dans le groupe XF01 pourla seconde exprience. On observe que les rpartitions sont identiques (les courbesont mme allure dans les deux cas), mais dcales droite pour XF01.

- Il y a moins de notes trs basses dans le groupe XF01 pour les deux exp-riences, ce qui peut-tre rapproch dune plus grande motivation (pas dabandon).

On observe que les rsultats aux examens sont globalement meilleurs dansles groupes XF01, surtout concernant la seconde exprience. Rappelons enfin que lesrsultats ne sont pas statistiquement significatifs, mais uniquement indicatifs.

Etude des cotsBien que lobjet de notre travail soit exclusivement pdagogique, et donc non

li des recherche de rentabilit financire, nous souhaitions dans cette dernire partiedonner un aperu du cot quaurait lextension de notre exprience. Lintrt tantden mesurer la faisabilit dans le contexte de notre systme denseignement.Contrairement ce que lon pourrait penser, lintroduction dun hypermdia en classene rduit pas a priori les cots. Dans notre cas, le dispositif XF01 tait plus coteuxque le dispositif classique. Nous ne traitons ici que des cots relatifs lenseignement, sans parler des cots associs la production et la maintenance dusupport. Les tableaux ci-dessous (Figure 14, Figure 15, Figure 16) expriment lescots par semaine en fonction de diffrents dispositifs possibles, pour une popula-tion de 100 tudiants. Notons que dans la dernire colonne des tableaux nous prsen-tons les cots quivalents en heures de Travaux Pratiques (1 heure de cours vaut2,25 heures de travaux pratiques et 1 heure de travaux dirigs vaut 1,5 heures detravaux pratiques). On tudie trois dispositifs :

- le dispositif classique (avec cours magistral),


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- le dispositif du type de celui mis en uvre pour XF01 (sances avec un tu-teur tel que le temps de cours en sances tutores est suprieur au temps de TD dansle dispositif classique, mais infrieur au temps de TD + cours magistral)

- un dispositif de formation distance tel qugalement expriment lUTC[Crozat, Trigano, 99] renvoyant distance une partie de la formation (consultationlibre de lhypermdia et questions via email) et prvoyant des regroupements occa-sionnels (ici deux heures par mois).

Heure par semaineet par tudiant

Nombre degroupes

Heures totales parsemaine

Equivalenttravaux pratiques

Cours magistral 2 1 2 4,5Travaux dirigs 2 4 8 12

Travaux pratiques 1 8 8 8total 24,5

Figure 14: Dispositif classique


Nombre degroupes

Heures totales parsemaine Equivalenttravaux pratiques

Sances tutores 3 4 12 18Travaux pratiques 1 8 8 8

total 26 (+6%)

Figure 15: Dispositif sances tutores


Nombre degroupes

Heures totales parsemaine

Equivalenttravaux pratiques

Sances tutores 0,5 4 2 2Tutorat distance 0,1 100 8 10Travaux pratiques 1 8 8 8

total 20 (-18 %)

Figure 16: Dispositif distance

Si lon projette ces cots pour des populations suprieures et en supposantque le cours magistral concerne 200 tudiants au maximum, on obtient la courbe dela Figure 17.

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Classique XF01 Distance

Figure 17: Cot en heures quivalent TP en fonction du nombre dtudiants


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On peut donc comparer ces dispositifs de formations en terme de cot et serendre compte que la solution que nous prsentons dans cet article est la pluscoteuse dans les configurations dcrites (en effet puisque plusieurs sances tutoressimultanes sont plus coteuses quun seul cours magistral). Notons galement quele travail personnel des tudiants nest pas pris en compte dans cette valuation. Ilsemble, mme si cela na pas fait lobjet dune tude rigoureuse, que le travail per-sonnel fournir est dautant plus important que les heures dencadrement sont rdui-tes (donc la formation distance demande plus de travail personnel que la formationtype XF01, qui demande plus de travail que la formation classique).

BilanLensemble des rsultats de ces valuations montre que lexprience est bien

perue par les acteurs (enseignants et apprenants) et que lexprience donne des rsul-tats plutt positifs en terme de russite. Il reste difficile de mesurer lapport du sup-port en tant que tel et lapport de lapproche pdagogique (groupes restreints, impli-cation des tuteurs, motivation lie au caractre innovant,). De mme nous navonspas montr linfluence de la matire enseigne, quen serait-il avec des sciences hu-maines ? Reste nanmoins que cela prouve selon nous la faisabilit dune telle in-novation pdagogique moyennant les hypothses suivantes (les deux premires hy-pothses paraissant plus fortes que les deux secondes) :

- tuteurs qualifis et motivs,- ralisation dun hypermdia structur selon lapproche dcrite ci-avant,- investissement horaire suprieur,- enseignement dune matire technologique.

CONCLUSIONLa dmarche de conception que nous avons labore et exprimente est

fonde sur une hypothse documentaire : Il est possible de structurer le contenu enunits logiques ncessaires et suffisantes ; et sur une hypothse pdagogique : Il est possible dexploiter un contenu ainsi structur dans un cadredapprentissage . Ce sont ces hypothses, issues de ltude de la nature du support,que nous avons explicites dans une premire partie, puis mises en uvre dans lecadre de lexprience XF01.

Il est important de noter quaucun autre postulat nest fait quant la nature ducontenu et quant aux stratgies pdagogiques mises en uvre. Lobjet de notre travailest de pouvoir tre exploit par des pdagogues et des experts du contenu afin quilspuissent mettre en uvre leur expertise dans le cadre de lutilisation dun supporthypermdia. En dautres termes nous napportons aucune expertise pdagogique,mais uniquement une approche pour mettre en uvre une telle expertise pdagogiquedestine exploiter le numrique. Ainsi la stratgie pdagogique mise en uvre dansle cadre de XF01 ne constitue quun exemple, et non un modle, de ce qui peut treralis dans le cadre du modle fond sur les Units Logiques.


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Afin de continuer de dvelopper notre modle nous envisageons dtendre sonapplication dautres domaines, la fois acadmiques (autres matires enseignes luniversit) et professionnels (une exprience est en cours pour lapplication dumodle des contenus destins la formation professionnelle pour le mtier desassurances). Ces expriences nous permettrons dtendre la validit de notre modle des approches pdagogiques diverses, prouvant par la mme son indpendance vis vis de celles-ci. De mme seule la ritration dexpriences de plus en plus largespermettra de valider rellement les apports et les conditions de lintroduction dusupport hypermdia dans le systme pdagogique. Nous tudions notamment lafacilit de mise en uvre de lapproche de conception. En effet notre approche estbase sur une formalisation de linformation. Une dualit apparat alors entre uneformalisation pousse trs contraignante mais permettant de matriser la conception,et une formalisation plus souple, moins puissante, mais laissant plus despacedexpression aux auteurs. Les nouvelles expriences en cours tendent nous montrerque les acteurs parviennent adapter le modle leur contexte (public utilisateur,dispositif pdagogique, domaine, volumes, etc.) afin de trouver un juste milieucorrespondant leurs exigences.

Stphane CROZAT, Philippe TRIGANO1

HEUDIASYCUniversit de Technologie de Compigne

Abs t rac t : Instructional software is more en more used in education. Thisdrives pedagogy and computer science toward research on its own design. We submit inthis paper a design method which is on the one hand based on the original properties ofnumeric information, and on the other hand on the pedagogical management of this in-formation. Our method is founded on a model of informations representation (the LogicalUnits) along with a design approach that actually allows the representation of the infor-mation according to the model. We finally describe an experiment we completed, in orderto apply and evaluate our works.

Keywords : Numeric information, multimedia, design, model, informationstructuring.

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