méta-modélisation uml pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes...

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Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire d’Informatique de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour Directeur de thèse : Franck Barbier Encadrants : Thierry Nodenot, Christian Sallaberry

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Page 1: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre

de situations-problèmes coopératives

Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade

Laboratoire d’Informatique de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour

Directeur de thèse : Franck BarbierEncadrants : Thierry Nodenot, Christian Sallaberry

GSIA PhD
Good start. You may not want to say you are a PhD student. Just say "I live in ... and I am from the Computer Science Department at the Uni of Pau"."The subject of this PhD is at...." is not clear. You may want to consider this:"This topic examines a cross-disciplinary research on computer-aided learning and software engineering. It is challenging and interesting since it's one of the first to propose a UML profile dedicated to specific learning situations."
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2

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContribution

Langage de conception CPMModèle de composant éducatif CPL

Bilan et perspectives

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3

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationDomaine des EIAHCadre de travail : situation-problème et plate-formeProcessus de e-formation et phase de conceptionNotre problématiqueObjectif, orientations et méthodologie

Étude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContribution : langage CPM et composant CPLBilan et perspectives

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4

Domaine des EIAH

EIAH (Environnement Informatique pour l’Apprentissage Humain)

Tout environnement informatique conçu pour favoriser un apprentissage humainRecherche pluridisciplinaire : Sciences Humaines et Sociales + Informatique

Ingénierie des EIAHFournir des moyens reproductibles et/ou réutilisables pour faciliter la mise en place de situations d’apprentissage dans leur articulation avec les dispositifs informatiques

[Tchounikine, 02]

Page 5: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

5

Problématique générale

Comment modéliser la complexité d’une situation d’apprentissage ?

Analyse didactique du contexte Étude des comportements

émergents, activité réelle, usage effectif des outilsIdentification des objectifs

d’apprentissage

Conception et spécification de l’activité proposée :

Conception de la tâche à réaliser Identification des acteurs et de leurs

rôles Articulation acteurs/outils …

Étude du contexte d’insertion de l’activité

Problèmes inter-reliés

Page 6: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

6

Cadre de travail : PBL et plates-formes

EIAH : Intention didactique + environnement informatique

Situation-problème coopérative(PBL)

Plates-formes de formation à distance (FAD)

Ingénierie des EIAH : E-formationProcessus industrialiséImportance des modèles de conception

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7

Processus de e-formation

Formation

ModuleModule

ModuleModule

E xpre s -s io n

initia lede s

be s o ins

A na lys e e tc o nc e ptio n

Im plé m e n-ta tio n

D é plo ie - m e nt

T e s t

E va lua tio n

Processus d’utilisationProcessus d’utilisation

Instanciation de la formation

Exécution de la formation

Processus itératif de conceptionProcessus itératif de conception

Unité pédagogiqueobjectifs de formationpré-requiscontenu durée

E xpre s -s io n

initia lede s

be s o ins

A na lys e e tc o nc e ptio n

Im plé m e n-ta tio n

D é plo ie - m e nt

T e s t

E va lua tio n

Conception

Mise en œuvre

Page 8: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

8

Phases de conception et de mise en œuvre en détail

M is e e n o e uvre

Ex pre s s io n in it ia lede s be s o in s

A n a ly s e e t co n ce pt io n I m plém e n ta t io n

C o nc e ptio n

Scénariopédagogique

E ns e i g nant

Description (informelle)de la tâche Ing é ni e ur

pé dag o g i que

Informationssur la plate-

formecible

F o ur ni s s e ur der e s s o ur c e s

pé dag o g i que s

Ressourcespédagogiques

met à disposition

D é ve l o ppe urc o m po s ants

nouvelles fonctionnalités à développer

ressources à développer

Page 9: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

9

Notre problématique

Comment faciliter l’élaboration de modèles pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives sur des plates-formes de formation à distance ?

Page 10: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

10

Objectif, orientations et méthodologie

ObjectifFournir un langage de modélisation

Dédié aux PBL et aux plates-formes de FAD

Public ciblelangage l’ingénieur pédagogiquemodèles élaborés l’équipe pluridisciplinaire de conception

Usages des modèlesOutils de communication et d’abstraction

Orientation pour le langageLangage graphiqueSpécialisation d’UML

PBL plates-formes de FAD

Modélisation UML

Méta-modélisation UML

Page 11: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

11

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UML

Situations-problèmes coopérativesPlates-formes de formation à distanceModélisation et méta-modélisation UML

Contribution : langage CPM et composant CPLBilan et perspectives

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Situations-problèmes coopératives (PBL)

Tâche/objectif

Objectifs pédagogiques/apprentissage

Cas d’étude : SMASH(enfants 8-12 ans)

Problème/obstacle

effectué en surmontant

lié à laréalisation

Situationauthentique

• accident de vélo

Rôles

• enquêteurs• chef de police

• reconstituer l’accident• trouver responsable

• plusieurs responsables

• responsabilisation• sécurité/prévention routière• code de la route

Ressources

• témoignages• carte village• feuille de notes

Contraintes

• témoignages différents• nombre limité

• Présentation • Analyses/productions• Présentations individuelle et production d’une solution commune• Correction

Activités

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13

Plates-formes de formation à distance

DéfinitionDispositif de formation à distance utilisant les réseaux informatiques comme support

Suivi des apprenantsInteractivité (chat, forum, classe virtuelle,…)

applications synchrones

Support d’apprentissages coopératifsapplications distribuées

(composant)

Apport pour architecture et structure : environnement ouvert et flexible

Nouveaux usages ?

ConstatConcepteur doit s’adapter aux plates-formesObjets d’apprentissage et services

Diffusion de cours individualisé en asynchrone

tempsTechnologiesTechnologies Évolutions plates-formesÉvolutions plates-formes

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14

Le langage UML

Utilité visualiser, spécifier, construire, documenter les éléments d’un système

Langage semi-formel12 diagrammes (UML 2)

Diagrammes statiques (classe, objet, paquetage, etc.)Diagrammes dynamiques (états/transitions, activités, etc.)

Syntaxe UMLabstraite : méta-modèle UML, enrichi par contraintes OCLconcrète : la notation

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Méta-modélisation UML

UtilitéSpécialisation d’UML à un domaineReprésentation partagée pour le public cible

« Outil » de communication« Outil » de partage de modèles

Solution : profil UMLMécanisme d’extensionEnsemble cohérent de :

Éléments sélectionnésStéréotypes, définitions de valeurs marquéesContraintes, règles

Utilité des outils supportant les profils UMLAide à l’élaboration des modèlesExploitation des modèles

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16

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContribution

Contribution globaleLangage de conception CPMModèle de composants éducatifs CPL

Bilan et perspectives

Page 17: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Constat, positionnement et contribution globale

Ph a s e de co n ce pt io n

Ev a lu a t io n

Ph a s e d'im plé-m e n ta t io n

E tap e d 'ex p r es s io nin it ia le d es b es o in s

E tap e d 'an a ly s ee t c o n c ep tio n

E tap e d e c o n c ep tio nav an c ée

EM L

O n to lo g ie sédu ca t iv e s

M éta -do n n ée s

UM LL a n g a g en a tu re l

I M S -L D

Contribution 1Un langage support pour la modélisation de PBL • dédié à la phase de conception• indépendant des plates-formes• sous la forme d’un profil UML

Contribution 1Un langage support pour la modélisation de PBL • dédié à la phase de conception• indépendant des plates-formes• sous la forme d’un profil UML

Contribution 2Un modèle de composant éducatif pour réduire l’écart entre :• les besoins de conception• les fonctionnalités fournies par la plate-forme

Contribution 2Un modèle de composant éducatif pour réduire l’écart entre :• les besoins de conception• les fonctionnalités fournies par la plate-forme

Page 18: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

18

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContribution

Contribution globaleLangage de conception CPMModèle de composants éducatifs CPL

Bilan et perspectives

Page 19: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

19

M0

M1

M2

M3

Le réel « perçu », run-time instances

Méta-méta-modèle

Méta-modèle

Modèle

Démarche de spécification du langage CPM

Le langage CPM(Cooperative PBL Metamodel )

MOF

UML

conforme à

Sémantique : Descriptions et règles (langage naturel & OCL)

Syntaxe abstraite (concepts et relations) : le méta-modèle CPM

Méta-modèleCPM

conforme à

Profil CPM

spécialise

Syntaxe concrète (notation) : le profil CPM

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20

Le modèle conceptuel

Personne

RôleTypeapprenanttuteur

<<enumeration>>

Rôle

roleType : RôleType

*

*

joue

Ressource*

1

estR

espo

nsab

leDe

*

*

produit

Activité pédagogique*

réalise*

*

utilise

*1

0..1

enCollaborationAvec

objet d’apprentissage

service

savoir

savoir-faire

représentation mentale

événement pédagogique

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21

Construction du méta-modèle CPM

DARE SIMULIGNE [Guareis,00] SPEM IMS-LD

Basé sur

Étude de structures d’organisation pour l’activité

Aspects sociaux

Rôles/activitésCollaborationDroits/outils

Aspectsstructurels

Décomposition interneComposition externe

Aspects pédagogiques

Règles/contraintesPré-requis/objectifsRessources/outils

Modèle conceptuel CPM

Page 22: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Le méta-modèle CPM

Les différents paquetages du méta-modèle CPM

<<metamodel>>CPM_Foundation

<<metamodel>>

CPM_BasicElements

<<metamodel>>

CPM_SocialPackage<<metamodel>>

CPM_PedagogicalPackage

<<metamodel>>

CPM_StructuralPackage

CPM_Extensions

Sous-ensemble d’UML 1.4Sous-ensemble d’UML 1.4

<<use>>

GSIA PhD
Our meta model is built on the conceptual model in the previous slide.It specifies the syntax and the semantics of the concepts and properties of our PBL domain.This specification is decomposed into packages and sub-packages.First, the foundation package is a subset of the UML meta model. Then, there’s 5 extension sub-packages.Because of the shortage of time, I am only presenting the structural package. A global overview of all these sub-packages can be found in the full paper.
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23

::CPM_Foundation::Core::Operation

ActivityStructure

Activity

LearningPhase

ActivityConcept

<<enumeration>>

StructureKind

Role

::CPM_Foundation::Core::Classifier

CollaborationMode

CollaborativeActivity

Constraint

phaseKind : string

sk_sequentiel : undefined

sk_selection : undefined

sk_anyOrder : undefined

sk_oneAtChoice : undefined

structureKind : StructureKind

roleKind : string

+parentStructure

+subStructure

0..1

*

1* performs

+performer+activity

ActivityKind : string

0..1

*

+collaboration

+activity

Le méta-modèle CPM : extraitsCPM_StructuralPackage CPM_SocialPackage

Context ActivityStructure inv: self.subStructure->forall( v | v.oclIsKindOf(ActivityStructure) or v.oclIsKindOf(Activity) )

Context ActivityStructure inv: self.subStructure->forall( v | v.oclIsKindOf(ActivityStructure) or v.oclIsKindOf(Activity) )

Page 24: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Le profil CPM

Diagrammes privilégiés pour la notation :Diagramme de classes

Permet de modéliser l’ensemble des relations statiques entre concepts d’une PBL

Diagramme de cas d’utilisationPermet en amont de définir les activités et les rôles impliqués

Diagramme d’étatsPermet de détailler l’évolution temporelle des états des ressources

Diagramme d’activitésPermet de détailler la dynamique de l’enchaînement des activités

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25

Le profil CPM : extraits

Stéréotype Méta-classe Contrainte

Icône

LearningPhase

Core::OperationActivityGraphs::ActionStateActivityGraphs::SubactivityStateUseCases::UseCaseCore::Classifier

Activity

Core::OperationActivityGraphs::ActionStateActivityGraphs::SubactivityStateUseCases::UseCaseCore::Classifier

oui

RoleUseCases::ActorActivityGraphs::Partition oui

Classes alternatives Définition valeur

marquéeType

valeurSur

stéréotype

phaseKind String LearningPhase

roleKind String Role

activityKind String Activity

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Acte 1 -Présentation

Acte 2 -Production

Acte 3 - Présentation individuelle et production d'une solution commune

Acte 4 - Correction et renforcement

<<Precedes>>

{ kind(finish_start) }

<<Precedes>>

{ kind(finish_start) }

<<Precedes>>

{ kind(finish_start) }

Exemples de modèles CPM : aspects structurels

Diagrammede classes

Diagrammede classes

<<LearningPhase>>Acte 1 - Présentation{phaseKind="Acte"}

Class

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Acte 3 - Présentation individuelle et production d'une solution commune

Scene 1 - Présentation de l'acte 3()

Scene 2 - Présentations des conclusions des enquêteurs 1 à 3()

Scene 3 - Présentations des conclusions de l'enquêteur 4()

Scene 4 - Discussion et rédaction d'une solution commune()

Scene 5 - Conclusions()

Exemples de modèles CPM : aspects structurels

Diagrammede classes

Diagrammede classes

<<LearningPhase>>Act 3 – Result pooling{phaseKind="Acte"}

Class

<<LearningPhase>>Scene X - …

{phaseKind="Scene"}

Operation

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Acte 3 - Présentation individuelle et production d'une solution commune

Scene 1 - Présentation de l'acte 3

Scene 2 - Présentations des conclusions des enquêteurs 1 à 3

Scene 3 - Présentations des conclusions de l'enquêteur 4

Scene 4 - Discussion et rédaction d'une solution commune

Scene 5 - Conclusions

Exemples de modèles CPM : aspects structurels

Diagrammed’activités

Diagrammed’activités

<<LearningPhase>>Act 3 – Result pooling{phaseKind="Acte"}

SubActivityState

<<LearningPhase>>Scene X - …

{phaseKind="Scene"}

ActionState

Page 29: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

29

Détail de la phase de présentation

Lancement d'une discussion

Chef de la police

Les enquêteursSituer 5 lieux dangereux sur la carte du village

<<performs>> <<assists>>

<<performs>><<assists>>

Exemples de modèles CPM : aspects sociaux

Diagrammede cas d’utilisation

Diagrammede cas d’utilisation

<<Role>>Chef de la police

{roleKind="Tuteur"}

Actor

<<Activity>>…

UseCase<<Role>>

Les enquêteurs{roleKind="Apprenant"}

Actor

Page 30: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

30

:Les enquêteurs :Chef de la police

Lancement d'une discussion

Situer 5 lieux dangereux sur la carte du village Assister

Ecouter

Exemples de modèles CPM : aspects sociaux

Diagrammed’activités

Diagrammed’activités

<<Role>>{roleKind="Apprenan

t"}

Partition

<<Role>>{roleKind="Tuteur"}

Partition

<<CollaborativeActivity>>

ActionState

Page 31: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

31

M0M1

M2

M3

UML

Réel perçu

Méta-méta-modèle

Méta-modèle

Modèle

Profil CPM

spécialise

Vérifications et mises à l’essai

conformes à

des modèles pour SMASH

• Profile Builder• Modeler

• Profile Builder• Modeler

mis en œuvre

Page 32: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

32

Outillage avec un AGL existant : ObjecteeringObjectifs

Implémenter le langage CPM

Outillage avec un AGL existant : ObjecteeringObjectifs

Implémenter le langage CPMVérifier l’élaboration de modèles conformes au langage CPM

Outillage avec un AGL existant : ObjecteeringObjectifs

Implémenter le langage CPMVérifier l’élaboration de modèles conformes au langage CPMPrototyper un système-auteur adapté à l’ingénieur pédagogique

Outillage avec un AGL existant : ObjecteeringObjectifs

Implémenter le langage CPMVérifier l’élaboration de modèles conformes au langage CPMPrototyper un système-auteur adapté à l’ingénieur pédagogiqueExpérimenter la plus-value de modèles graphiques et interprétables par la machine

Réalisations

Extrait du profil implanté dans Objecteering Profile Builder

Élaboration de modèles avec Objecteering Modeler

Ajout d’éléments Onglet de propriétés

Recherche guidée d’informationsVérification des modèles(contraintes syntaxiques)

Projection vers d’autres langages

Page 33: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

33

Les modèles produits avec CPM

Mise à l’essai de SMASHSur la base de documents pédagogiques validés en amont par des pédagogues/enseignants

Expression initiale des besoins

Analyse Conception

Modèle = ensemble de vues

Vue = ensemble de diagrammes

Définition • des objectifs• de la fiche de tâche• des critères de succès• de l’obstacle• des rôles

Définition • des objectifs• de la fiche de tâche• des critères de succès• de l’obstacle• des rôles

Spécification d’un scénario :• rôles, ressources• activités individuelles• activités collaboratives• coopération• événements

Spécification d’un scénario :• rôles, ressources• activités individuelles• activités collaboratives• coopération• événements

Analyse détaillée• des rôles• des ressources• des activités• des connaissances

Analyse détaillée• des rôles• des ressources• des activités• des connaissances

Page 34: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

34

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContribution

Contribution globaleLangage de conception CPMModèle de composants éducatifs CPL

Bilan et perspectives

Page 35: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

35

Contribution 2 : le problème de la mise en oeuvre

P la te -fo rm e d ed es tin a tio n

M o dè le s dec o nc e ptio n

u n e P B L

?

C on cep tion Im p lém en tation

R é a lis é s a ve c lela ng a g e C P M

Indé pe nda ntsde s pla te s -fo rm e s

F o nc tio nna lité ss ta nda rds

Page 36: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

36

Contribution 2 : notre approche

Idée : ajouter de nouvelles fonctionnalités aux plates-formescapturer les activités de base récurrentes dans les modèles de conception de PBL

Proposition :Le composant éducatif CPL

capture une activité élémentaire réutilisable (pour les concepteurs)

est implémenté comme un composant logiciel « métier » sur la plate-forme (pour les développeurs de composants)

Page 37: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Contribution 2 : détails des réalisations

Un modèle spécifique pour le composant CPLBasé sur le modèle de composant UML 2Permet de décrire, spécifier les composants CPL sur la base des composants logiciels des plates-formesComposé de

Une vue d’assemblage « boîte noire »Des vues comportementales

Démarches1. Construction d’une bibliothèque de modèles de CPL

(pour les développeurs de composants et les concepteurs)

2. Réutilisation des modèles de CPL (pour les concepteurs)

Extension du langage CPMAjout du concept d’activité réutilisable (pour les concepteurs)

Modélisation des composants CPL (pour les développeurs de composants)

Page 38: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Contribution 2 : illustration des démarches

Plates-formes de FAD

Chat AgendaForumInstant messaging

MailingLecture FAQ Timer Visioconf

CPL CPL CPL

CPL CPL

abstraction

Modèles de CL

Chat

Mettent en valeur

Besoins en activitésélémentaires

Modèles de CPL

GestionConflit

Question/réponse

Nouveaux modèles deconception avancée

Situations-problèmes coopératives

Modèlesde conception

Langage CPM

Page 39: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

39

Plan

Introduction aux modèles pour la e-formationÉtude des situations-problèmes, plates-formes et UMLContributionBilan et perspectives

Page 40: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

40

Objectif Aide à la conception de PBL en phases amont : décrire, spécifier, documenter, abstraire complexité, favoriser communication équipe pluridisciplinaire

RéalisationsLangage CPM pour l’ingénieur pédagogiquePrototype d’environnement-auteur via un AGL existantMise à l’essai sur un cas d’étude riche

Objectif Aide à la mise en œuvre de PBL sur des plates-formes

RéalisationsComposant éducatif CPLModélisation UML 2Double démarche (1-spécification de CPL, 2-réutilisation de CPL)Extension du langage CPM

Bilan

Langage CPM

Aide à la conception et la mise en œuvre de PBL

Expression initialedes besoins

Conceptionavancée ImplémentationDéploiementTestÉvaluation

Phase de conception

AnalyseConception

Modèles Modèles ModèlesModèles

ModèleCPL

Page 41: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

41

Bilan sur les apports de la contribution

Le modèle de composants CPLApproche originale et novatriceNécessite un travail en profondeur

Le langage CPM : identifier et décrire les apports de la (méta)-modélisation UML

Conceptualisation expliciteMeilleure capitalisation des connaissancesAméliore communication

Exploitation des modèles via les AGLVers des nouveaux usages pour les modèles CPM

Difficulté de modélisation Choix de représentationComplexité des modèles

Page 42: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

42

Perspectives

Validation des modèles CPMComment :

Expérimentation du langage CPM par Communauté UML et communauté EIAH

Pour quoi : Cadrer les usages du langageServir de base pour l’élaboration d’une méthode

Méthode adaptée au langage CPMComment :

Méthodes UML (RUP, 2TUP, etc.)Méthodes de design pédagogique (MISA, Recre@sup, etc.)

Pour quoi :Guider la conception des modèlesVers une ingénierie des modèles ?

Page 43: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

43

Merci de votre attention

Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en oeuvre

de situations-problèmes coopératives

GSIA PhD
Hey, just say "Thank you" and not "Thank you for your attention" ;)Also, type "Q&A" and not "Any Questions" ;P
Page 44: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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M0

M1

M2

M3

Le réel « perçu », run-time instances

Méta-méta-modèle(MOF)

Méta-modèle(Ex. UML)

Modèles

Illustration du modèle en couche de l’OMG

Chef_Policenom : string

:Chef_Policenom= "Nicolas"

<<instanceOf>> <<instanceOf>>

<<instanceOf>>

<<metaclass>>Attribute

<<metaclass>>Instance

<<metaclass>>Class

Class

<<instanceOf>><<instanceOf>> <<instanceOf>>

Un chef de police

<<Role>>Chef_Police

{type="tuteur"}

<<stereotype>>Role

{<<taggedValue>> type : string[1] }

Page 45: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

45

Exemple de modèles de CPL

Modélisation UML 2Gestion conflit

Page 46: Méta-modélisation UML pour la conception et la mise en œuvre de situations-problèmes coopératives Soutenance de thèse présentée par Pierre Laforcade Laboratoire

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Exemple de CPL (2)

State Machine associé à l’interface Ituteur

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Exemple de CPL (3)

State Machine associé à l’interface Iapprenant

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Techniques et langages existants

Méta-données

Ontologies éducatives

Langage de modélisation pédagogique

Définition

Données décrivant des

données

Définition explicite d’une

conceptualisation

Modèle d’information et de binding

Usages

Décrire, identifier,

rechercher, assembler, délivrer des

contenus de formations

Décrire des contenus, supporter

et guider la conception de scénarios,

formalisation des scénarios

Spécifier formellement un scénario, modèle interprétable par la

machine

Exemples

LOM, LRS Travaux de Mizoguchi EML-OUNL, IMS-LD

PublicFournisseur de

ressourcesIngénieur

PédagogiqueIngénieur

Pédagogique « expert »

LimitesPas adapté à la scénarisation

d’activités

Modèles non destinés aux « humains »

« Usine à gaz »Modèles non destinés aux

« humains »

Prise en charge

PBLnon non peu

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Propriétés du langage CPM

Reproductibilité, réutilisation, indépendance médium/configuration/plates-formes, personnalisationPropriétés de personnalisation :

Terminologie « ouverte » : peut être enrichie selon besoins des concepteursVia :

Les stéréotypes : Relation, Activity, StaticPBLElement, DynamicPBLElement, resource, PBLConstraintEt leurs valeurs marquées : relationKind, activityKind, …

Exemples :Une contrainte de durée pour les activités :

<<PBLConstraint>> avec {constraintKind=Duration}

Une relation d’équivalence entre 2 ressources :<<Relation>> avec {relationKind=IsEquivalentOf}

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Le méta-modèle CPM

Les concepts

Classifier

DynamicPBLElement

Obstacle

Subject

ModelElement

ExternalDescription

QualitativeRM

QuantitativeRM

Parameter ActionState

Step Relation

Operation Dependency

ActivityConcept

Activity

Guidance

DeclarativeKnowledge

ProceduralKnowledge

Role

Resource

ActivityStructure

LearningPhase

Precedes

RegulationMethod

ActivityResourceParameter

RoleParameter

CollaborativeActivity

MentalRepresentation

Package

LearningProcess

Constraint

StaticPBLElement

Task

SuccessCriterion

PBLConstraint

Objective

UseRights

CollaborationMode

Postcondition

Precondition

Classifier

DynamicPBLElement

Obstacle

Subject

ModelElement

ExternalDescription

QualitativeRM

QuantitativeRM

Parameter ActionState

Step Relation

Operation Dependency

ActivityConcept

Activity

Guidance

DeclarativeKnowledge

ProceduralKnowledge

Role

Resource

ActivityStructure

LearningPhase

Precedes

RegulationMethod

ActivityResourceParameter

RoleParameter

CollaborativeActivity

MentalRepresentation

Package

LearningProcess

Constraint

StaticPBLElement

Task

SuccessCriterion

PBLConstraint

Objective

UseRights

CollaborationMode

Postcondition

Precondition

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Proposition 2 : démarche à la IMS-LD

Fonctionnalités plates-formes = services dans le scénario

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I-EIAH

Ingénierie des connaissances

Définition « L'ingénierie des connaissances propose des concepts, méthodes et techniques permettant de modéliser, de formaliser, d'acquérir des connaissances dans les organisations dans un but d'opérationalisation, de structuration ou de gestion au sens large. Ces mêmes connaissances sont des informations destinées à être, in fine, interprétées par un humain, dans son interaction avec l'artefact, i.e. le système à base de connaissances (SBC) construit » [IC’2001]

IC

modélisation de • la connaissance du domaine d’apprentissage• des connaissances des apprenants, etc.

modélisation de • la connaissance du domaine d’apprentissage• des connaissances des apprenants, etc.

nouveaux points de convergence :• construction et l’utilisation d’ontologies, • la modélisation de documents pédagogiques avec XML,• les hypermedia adaptatifs, • travaux sur CSCL/CSCW

[Tchounikine,STE]

Un usage de CPM ???

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Correspondances

Terminologie PBL et terminologie CPM

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Correspondances

Terminologie IMS-LD et terminologie CPM

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Exemple de CPL (4)

Extrait de modèle de conception avancée

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Publications

IRMA’03

IT’04

Méta-modèleCPM

ProfilCPM

Proposition 1

Modèle de CE

Expérimentation

ITRE’03

ICCI’03

AIED’03

WWW’04

Prototype

Extension du profil

Proposition 2

Contexte – État de l’art

Projet équipe IDEE

RevueChapitreConférence InternationaleConférence nationaleDivers

STICEF’05 ?

INFORSID’02ITS’02 TICE’02

WCC’02EJC’02SCI’02

Perspectives

??’05 ?EIAH’05 ?

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Le langage CPM et la théorie de l’activité

CPM est basé sur une approche centrée sur l’activitédes modèles conceptuels de l’activité

Toutefois, fondation théorique limitée carSon potentiel est dans l’étude de l’activité effectiveNous sommes dans un contexte prescritif où l’activité est déjà « formatée » par de nombreux travaux.

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Comparaison de l’approche par « profil UML » avec autres approches de méta-modélisations