un environnement informatique d’apprentissage et d’enseignement à distance
DESCRIPTION
Baghera. Un environnement informatique d’apprentissage et d’enseignement à distance de la preuve en géométrie Sylvie Pesty Equipe MAGMA - Laboratoire Leibniz-IMAG Grenoble. Projet Baghera - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
1
Un environnement informatique d’apprentissage et d’enseignement
à distance de la preuve en géométrie
Sylvie PestyEquipe MAGMA - Laboratoire Leibniz-IMAG
Grenoble
Baghera
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
2
Projet Baghera
“Développer les principes théoriques et méthodologiques de la conception d'un environnement d'apprentissage de la résolution de problèmes et de la preuve en géométrie dans une démarche mettant les besoins et les difficultés de l'élève au centre du processus de conception et de modélisation informatique.”
“Produire un environnement informatique destiné au pilotage d'un apprentissage lié à la résolution de problèmes en géométrie, en s'appuyant d'une façon originale sur les potentialités d'un démonstrateur automatique.”
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
3
2 laboratoires : Leibniz & SIRAC Laboratoire Leibniz
• équipe DID@TIC
– didactique des mathématiques
– conception et réalisation d ’environnements informatiques d’apprentissage humain
• équipe ATINF
– formalisation des techniques humaines de raisonnement (contre-exemples, analogies…) => mécanisation du raisonnement
– démonstration automatique
• équipe MAGMA
– systèmes multi-agents (SMA)
– modélisation d ’agents mais aussi des phénomènes de dynamique de groupe
Laboratoire SIRAC• construction d ’applications réparties et adaptables
– fournir des outils et services pour la construction, le déploiement et l ’exécution
des compétences complémentaires pour un projet plurisdisciplinaire
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
4
Quelles problématiques?
à l ’origine du projet :• micromonde Cabri-géomètre : construction et manipulation directe de
figures en géométrie
• logiciel Cabri-Euclide : production et la manipulation d ’énoncés pour la formulation de preuves en géométrie; vérification de la cohérence de preuves
• atelier d ’inférences ATINF : capacités de démonstration automatique et de construction de preuves
• méthodologie A,E,I,O : analyse/conception de systèmes multi-agents (SMA)
étudier le problème de la « distance » entre preuves : preuve humaine fournie par un élève via Cabri-Euclide et preuve artificielle construite en déduction automatique
spécialiser les résultats et outils d ’ATINF, à la géométrie analyser et concevoir une maquette de l ’EIAH envisagé selon une
approche analyse/conception multi-agents
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
5
Quel EIAH ?
Une plate-forme d’apprentissage et d’enseignement à distance de la preuve en géométrie
• soutien aux élèves hospitalisés alternant séjours à l ’hôpital et à domicile (usagers mobiles)
• plate-forme centrée et adaptée utilisateur : enseignant ou apprenant
• apprentissage à distance : support Internet, intégration au Web• stocker et partager du matériel pédagogique; l’organiser dans
des séquences structurées• partage d’un espace de travail (travail coopératif) et d’un espace
de communication (canal vidéo, « chat »)
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
6
nécessaire prise en compte des facteurs distance mobilité des usagers rythme d ’apprentissage apprentissage coopératif suivi individualisé (préceptorat)
mais aussi instauration d’un véritable partenariat entre l’utilisateur et les
différents acteurs du système (agents ou humains) recherche d’un soutien à l’interaction entre les différents acteurs
(élèves ou enseignants, artificiels ou humains) au niveau des connaissances
vers une informatique, non pas « support », mais « partenaire » de l ’utilisateur => agents spécialisés (type médiateur)
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
7
Approche analyse / conception : A, E, I, O(Agent, Environnement, Interaction, Organisation)
ApplicationDomain
VowelledProblem
AEIODecomposition
AEIOModelling
AEIOTools/BricksClasses
OperationalMAS
High Level MASSchema
Type ofproblem
VALIDATION
VERIFICATION
ANALYSIS DESIGN PROGRAM
Dynamics : • Recursion
• Emergence
INSTANCECHOICEIDENTIFICATION
Executionsupport
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
8
assistant
compagnon
cartableélectronique
Baghera / Analyse
- Description fonctionnelle d'un point de vue utilisateur
- Identification a priori des classes d'agents (artificiels et humains) et de leurs rôles
- Identifications des données manipulées
- Identification des interactions entre les acteurs - Spécification de scénarios
- Procédé itératif (modification des rôles et/ou fonctionnalités des agents, écriture de nouveaux scénarios,..)
Méthodologie AEIOde l'équipe MAGMA
(Analyse centrée interaction)
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
9
assistant
compagnon
cartableélectronique
Méthodologie AEIOde l'équipe MAGMA
Agents(élève) compagnon, tuteur, médiateur; (enseignant) compagnon, assistant;
Interactionanalyse des preuves; dialoguesconnexion/déconnexion recommandation, aide;
Environnementcartable électronique; base d'exercices; applications (milieu pour l'apprentissage)
Organisationclasse virtuelles (regroupement en fonction des conceptions)
Baghera / Analyse
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
10
assistant
Base de connaissancesBase de connaissances
IHM
Uti
lisa
teur
Env
iron
nem
ent
PlansPlans
ButsButs ActionsActions
Raisonnement
CPDLDialogue Homme/Machine
Baghera / Agent
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
11
ATINF
médiateur
compagnon
tuteur
cartableélectronique
assistant
compagnon
casierélectronique
tuteur
tuteur
assistant
assistant
médiateur médiateur
Baghera / SMA
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
12
Quels outils pour l’implémentation ?
Une plate-forme de développement de SMA?• offrant au minimum une couche de communication « agent »• en java, autorisant les des agents-applets pour intégration au
Web et banalisation du poste distant
Plate-forme JATLite (Java Agent Template, Lite)• Stanford Center for Design Research• ensemble de classe Java• création d ’agents de type applet ou application• envoi/réception de message au standard KQML (langage de
communication entre agents)• basé sur un « Agent Message Router » qui gère la
connexion/déconnexion des agents, le routage des messages entre agents, le stockage des messages si nécessaire
• pas de modèles d ’agent imposé
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
13
Architecture de JATLite
Abstract Layer
Protocol Layer
Router Layer
KQML Layer
Base Layer
Accès utilisateur
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
14
JATLite : Infrastructure Agent
JATLite Agent Message Router (AMR)
Programme existant
Application / Applet Java
Messages KQML / ACL
RegisterConnect
RegisterConnect
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
15
Baghera-élève
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
16
Baghera-élève
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
17
Baghera-élève
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
18
Baghera-enseignant
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
19
Baghera-enseignant
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
20
Baghera-enseignant
Introduction
Problématiques
Un EIAH
A, E, I, O
Analyse/conception
SMA
JATLite
En cours
Conclusion
21
« Baghera » : pourquoi ?
“ Idée d’une communauté éducative d ’agents humains et non humains, agissant chacun de leur point de vue, coopérant souvent et œuvrant collectivement pour l'éducation d'un être humain”