Langage de modélisation dans la conception d'une situation d'apprentissage

Qu'est ce que c'est une situation d'apprentissage

Une situation d'apprentissage est un ensemble de conditions et de circonstances susceptibles d'amener une personne à construire des connaissances. Dans le cadre habituel d'une formation, c'est l'enseignant qui compose une situation d'apprentissage à partir par exemple d'une difficulté conceptuelle répérée chez un ou des appprenants ou exprimé par eux. Le travail de l'enseignant consiste à concevoir cette trame initial en décrivant le contexte susceptible d'amener ensuite la mobilisation des connaissances, un questionnement ou une rupture des représentations. Il fournit des outils, des références, des indications méthodologiques, voire des indices qui permettront à l'apprenant de construire ses représentations par le biais d'activités et d'expériences cognitives vécues lors du traitement de la problématique posée. Faerber (2004) resume le terme de situation d'apprentissage en faisant référence à trois concepts:

• une problématique qui est énoncée par l'enseignant pour être soumise à l'apprenant
• un traitement de cette problématique par les apprenants, encadrés par un enseignant
• Un environnement technologique, social et un ensemble de ressources numériques, dans lequel se trouve l'apprenant.

situation d'apprentissage en formation presentielle et à distance. Dans le cadre de la formation en présentielle, les préoccupations essentielles d'un enseignant pourrait se résumer à : préparer le cours et l'exposer, inventer, rechercher et prescrire des exercices d'application puis l'évaluer. A distance, cette pratique devient plus difficile et plus complexe suivant les exercices ou les problèmes à résoudre. Il est donc souhaitable que l'enseignant les concoive, les organise et les formule pour qu'elles prêtent à discussion de manière ouverte et qu'elles induisent recherches et controverses.

Approches théoriques d'enseignement ou d'apprentissage

Il existe de grandes écoles de pensées psychopédagogiques qui ont influencé différents systèmes pédagogiques et notamment les technologies éducatives.Schneider note ces quatres écoles :

• Le Behaviorisme prone généralement qu'apprendre signifie acquérir un comportement par le biais de mécanisme de renforcement. L'enseignement programmé qui a leur tour ont influencé le e-learning se fondent sur ce principe;
• Le constructivisme. Il trouve son origine dans les travaux de Piaget et quelques contemporains neo-behavioriste. Le constructivisme postule le plus généralement le principe qu'apprendre en faisant ou en construisant des objets (Papert)
• Les approches socio-culturelles remontent aux théories de Vygosky, elles mettent en avant le concept de la zone proximal de développement qui inclut qu'un apprenant peut maîtriser seulement avec l'aide d'une autre personne. Autrement dit, les interactions sociales qu'un individu expérimente modèlent une partie importante de son apprentissage et contribuent à son développement.
• Les approches de la cognition située et partagée, inspirées de l'ethnographie postulent que la cognition et donc l'apprentissage se situent toujours par rapport à un environnement physique et social concret. Autrement dit les connaissances sont contextuelles et apprendre signifie s'insérer dans une communauté de pratique en exercant des activitées réelles.

Ces quatres écoles sont plutôt représentatives de différents types de situations d'apprentissage telle que l'apprentissage par projet, par cas, par problème, par simulation etc.

Type de situation d'apprentissage

Les situations d'apprentissage peuvent être de nature différente, cela n'est pas seulement lié aux domaines et aux disciplines auxquelles la formation se rattache mais aussi à partir de la formulation qu'en a faite son auteur.Ces situations peuvent être de plusieurs types :

• Résolution problème
• travail par projet
• études de cas
• simulation
• etc.

Plusieurs méthodes d'enseignement suggèrent que la plupart des environnements d'apprentissage soient basés sur la résolution de problèmes et impliquent les étudiants dans quatres phases d'apprentissage que Merill distingue : Activation des connaissance antérieur - demonstration des compétences - application des compétences et intégration de ces compétences dans les activités du mondes réel.

Les langages de modélisation dans la conception d'une situation d'apprentissage

Dans la conception d'une situation d'apprentissage, nous nous sommes intéressés à prendre en compte plusieurs aspects comme les théories et les modèles d'enseignement et d'apprentissage, les domaines d'enseignement, le rôle des acteurs (apprenants, leader de groupe, professeur, tuteur etc) les interactions entre ces acteurs dans l'environnement d'apprentissage. Nous nous demandons quel est le langage de modélisation le plus approprié pour concevoir l'unité d'apprentissage et ou le scénario pédagogique?

Ces dernières années, nous avons vu en EIAH l'émergence des standards de description ou de modélisation. Ces standards expriment chacun un symbolisme graphique différent et répondant à des besoins différents. Le principe affiché par tous ces standards est de définir des données decrivant des données, c'est-à-dire de définir des métadonnées. Dans le contexte de la formation à distance, la modélisation des données semble être la pierre d'achoppement des plateformes actuelles. cette modélisation des données en proposant la prise en compte des scénarii pédagogique permet de remettre au centre de la création de ressources pédagogiques les pédagogues tout en proposant une solution au problème de l'interopérabilité. Ces dernières années, la modélisation des environnement d'apprentissage a été étudié au travers des deux principales approches qui dominent actuellement :

• l'approche par les ressources
• l'approche par les activités

la première utilise un paradigme des objets pédagogiques , alors que la seconde s'appuie sur les notions d'unités d'apprentissage, d'activité et de scénario pédagogique. Dans ce document nous abordons l'approche par les activités en nous focalisant sur les langages de modélisations IMS-LD. L'utilisation du langage IMS-LD facilite la prise en compte de l'évolution dynamique de cours de formation donné.

IMS-LD

La spécification IMS LD proposé en février 2003 par le consortium américain IMS est largement inspiré des travaux de Koper sur les langages de modélisation (Koper 2001). Ce dernier propose de décrire les situations d'apprentissage à l'aide des langages de modélisation permettant de définir les relations entre les objectifs en terme de connaissance ou d'habiletés, les acteurs de l'apprentissage, les activités réalisées ainsi que l'environnement et les contenus nécessaires à la mise en place de la situation d'apprentissage. L'intérêt majeur de cette proposition repose sur son caractère formel qui ouvre des perspectives d'indexation et de réutilisation, ainsi que sur son indépendance du système d'implémentation.

Le modèle IMS-LD permet de spécifier formellement le déroulement d'une unité d'apprentissage. Autrement dit il permet de spécifier le déroulement d'un module, d'un cours, d'une séance etc. Du point de la spécification, il s'agit bien d'une collection de ressources préparées pour l'apprentissage. on peut y trouver les objectifs et les prérequis de l'unité d'apprentissage, la description des rôles joués par les apprenants et les enseignants, la liste et l'enchainement des activités qui vont permettre l'apprentissage, les ressources nécessaires( pédagogiques, matérielles et humaines).

Utilisant une métaphore théatrale, IMS-LD définit la structure d'une unité d'apprentissage comme un ensemble d'actes composés de partitions associant des activités à des rôles. Une activité est situé dans un environnement incluant des services (chat, forum, messagerie etc.) ainsi que des ressources de contenu décrites à l'aide du LOM. Il propose également le choix de modélisation par niveau, permettant de définir des scénarios prescriptif (niveau A), des scénarios de personnalisation (niveau B) ou encore des scénarios dynamique (niveau C).

l'IMS propose une série de spécifications pour la modélisation de données pédagogiques et de situations didactiques. Ces spécifications sont directement inspirés des travaux définissant l'unit of study en EML. La définition IMS-LD fait appel, inclut et peut être étendue avec les spécifications suivantes :

• IMS Content Packaging. Avec IMS-Learning Design on décrit des unités d'apprentissage en respectant une structure normalisée d'IMS Content Package
• IMS simple sequencing. IMS Simple sequencing peut être utiliser pour ordonnancer des ressources dans un objet pédagogique ou ordonnancer des objets pédagogiques et des services dans un environnement
• IMS/LOM Meta-Data. le LOM est utilisé pour la définition des métadonnées
• IMS Question and Test Interoperability. IMS QTI.
• IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective (RDCEO). on peut définir les objectifs d'apprentissage ou des prerequis à travers des descriptions au format (RDCEO).On peut le faire aussi avec des descriptions textuelles libres.
• IMS Learnrner Information Package. IMS LIP peut être utilisé comme modèle pour les propriétés LD.
• IMS Enterprise peut être utiliser pour instancier le rôle des apprenants et enseignants lors de la réalisation d'un learning design.

Plusieurs de ces spécifications sont écrites avec XML qui fournit une information structurelle et sémantique relative aux données. En représentant les spécifications avec XML, les institutions ont défini des structures de contenu, laissant le choix des présentations aux fournisseurs et aux utilisateurs. Dans ce texte, nous nous intéressons à la structure du contenu d'apprentissage (Content Packaging). la figure ci-dessous montre le schéma général de IMS Content Packaging

sources

Le paquetage IMS sur la gestion des contenus d'apprentissage est constitué de deux éléments majeurs : un fichier XML (imsmanifest.xml) décrivant l'organisation du contenu et des ressources dans le paquetage, et les fichiers physiques qui sont spécifiés par le fichier imsmanifest.xml. Tous ces éléments sont regroupés forment un Package Interchange File, qui est un fichier compressé (zip, jar ou cab). Ce fichier imsmanifest.xml contient trois éléments principaux : metadata, organization, ressources.

• metadata. Cet élément optionnel peut inclure les Meta-data de IMS pour décrire les composantes
• organisation. Cet élément peut inclure plusieurs organization. il correspond dans un Unit of learning au IMS Learning Design valide.
• ressources - identifie une collection de ressources de fichiers physiques. une ressource peut dépendre d'autres ressources.

Le fichier imsmanifest.xml présente sous la forme de cette structure.

sources

La création du contenu d'enseignement est faite avec un éditeur de type texte, voir un exemple d'activite en annexe.

Learning Design

Dans un Unit of learning, le LD (E.Malevergne, 2003) correspond à la partie organisation dans IMS Content Packaging, il s'agit de la description d'une méthode permettant à des étudiants et des enseignants d'atteindre certains objectifs d'apprentissage en exécutant certaines activités dans un certain ordre et dans le contexte d'un certain environnement. on peut le considérer comme le scénario pédagogique car il est non seulement la partie qui définit les rôles, les activités et les environnements, mais aussi la partie dynamique qui représente l'enchainement des activités et la synchronisation des rôles. le modèle ne privilègie pas une approche pédagogique particulière, il permet à chacun de s'exprimer sans être contraint par un principe pédagogiques imposés.Le Learning Design est l'élément le plus haut de la hiérachie du méta-langage qui permet de décrire des scénarios pédagogiques d'une Unit of Learning, il englobe tous les autres concepts (learning objectives, prerequisites, components, rôles, properties, global Element, activities learning activities, support activities, activity-structure, environnement, services, méthodes, play, conditions, notifications)

Learning Objectives, ce sont des objectifs à atteindre à la fin d'une unité d'apprentissage. Ils peuvent être spécifier soit au niveau du scénario soit au niveau des activités. Pour décrire ces objectifs, on peut utiliser le format IMS Reusable Definition of Competency or Educational Objective (RDCEO). ce FORMAT a pour ambition de formaliser la définition des compétences, afin par exemple de faciliter des échanges entre les applications pur l'enseignement (E. Malvergne, 2003).

Prequisites, ils correspondent aux conditions que doit remplir l'apprenant pour pouvoir suivre l'unité d'enseignement. On peut définir les Prerequisites au niveau du scenario et au niveau des activités et on peut utiliser le format (RDCEO)ou un simple texte

Components, ce sont des éléments qui vont servir à la construction de la section Method qui decrit l'ordonnancement des activités.Dans un Learning Design, il y a des components et la section Method .

Roles. Les rôles permettent de définir le type de participant à l'unité d'apprentissage. Il y a deux types participants prédéfinis : les apprenants (learner) et l'équipe pédagogique (Staff).

Properties. La notion properties n'apparaît qu'aux niveaux B et C. Elle permet la constitution d'une dossier de l'apprenant ou du rôle. C'est un éléments essentiel pour la réalisationd'unités d'apprentissage personnalisables.

Global Elements. C'est une fonction externe au Learning Design. Elle sont représentés dans le Learning Design parce qu'elles sont indispensables aux scénarios qui les utilisent.

Activities. Les activities sont des éléments de base du modèle. Elle constituent de liens entre les rôles et les objets pédagogiques et services, que constituent les environnements

Learning Activity. Learning Activity est composé d'une activity-description et de quelques autres éléments.

Support Activity. C'est une activité de soutien, il contient les mêmes éléments qu'une activité d'apprentissage sauf qu'elle n'a pas d'objectif d'apprentissage.

Activity-Structure.Une activity Structure est une agrégation d'activités (d'apprentissage ou d'assistance).

Environnement. Un environnement est un ensemble de ressources et d'outils nécessaires à une activité. Il peut s'agir d'une liste structurée d'objets pédagogiques, de services et de sous environnements.

Services. Les activités d'apprentissages nécessitent des services communs qui ne peuvent traités comme les objets pédagogiques. Comme par exemple des forums, des services de mails ou une recherche documentaire

Method. La section Methoddécrit l'ordonnancement et la synchronisation des activités, des rôles et des environnements.

Play. Lorsqu'on veut comprendre un scénarioau format IMS- LD, la première chose à regarder c'est le play. La section Play(pièce de théatre) est composé d'acts (actes) qui se déroulent les uns après les autres et qui mettent en scène des rôles et accomplissent en parallèles des activités dans des environnement précis.

conditions. Cette section n'existe qu'au niveau B et C. Elle est basée sur les valeurs prises par les properties d'un dossier précis.

Notification. Cette section n'existe qu'au niveau C. Elle permet d'envoyer un message à un élément du Learning design afin de declencher une reaction prévue.

Au format UML, il se présente sous cette forme

sources

Dans ce schéma, nous voyons la décomposition de méthode en play puis en act et en role part qui correspondent au jeu des acteurs au théatre, aux triplés activity-rôle-environnement qui se déroulent en parallèle dans chaque acte, le tout en fonction d'objectif et de prerequis. Il y a aussi deux sorte d'activities et une activity-structure qui est une agrégation d'activités, que les personnes qui suivent ces activités jouent des rôles, utilisant l'environnement.