Petit historique d'ARIADNE

Commencé officiellement il y a trois ans et demi, le projet européen ARIADNE est finalement mieux connu à l'étranger qu'en Suisse où pourtant il est né. Sa genèse remonte à 1994:un petit groupe composé de collègues de l'EPFL, de l'UNIL, de Grenoble et de Louvain qui se connaissaient professionnellement, décide de lancer une proposition dans le cadre du volet Telematics Applications du 4ème Programme Cadre Recherche et Développement de l'Union Européenne. Lorsque la proposition est déposée en mars 1995, elle contient déjà les principales idées qui feront plus tard son succès, bénéficiant il est vrai des huit ans d'expérience du LEAO et de compétences complémentaires dans les autres groupes fondateurs. Le projet est retenu et commencera effectivement au 1er janvier 1996. Deux ans et demi plus tard, ARIADNE II prendra la relève avec un consortium de plus de trente partenaires académiques et industriels et héritant d'un groupe d'utilisateurs de plus de 140 membres dans plus de 15 pays.

Quelques convictions sous-jacentes

• Tout d'abord refuser la facilité et les fausses évidences: les expériences plus ou moins heureuses de l'enseignement par vidéo puis par ordinateur ont montré que les solutions les meilleures ne valent que par le problème qu'elles résolvent. De même, on s'est aperçu que le «remplacement» des enseignants par un dispositif technologique et bien accepté par les apprenants, ne pouvait paradoxalement se faire sans un effort accru des premiers. On en conclut que l'application réussie des NTIC dans la formation exige une réelle motivation de tous les acteurs et doit répondre à de vrais besoins.
• Admettre empiriquement qu'un processus d'apprentissage comprend trois composantes:théorie, pratique et interaction humaine (cette dernière étant la moins bien comprise des trois). Il s'agit d'une approche pédagogique simpliste, mais qui par sa neutralité, offre un maximum de chance d'être acceptée par tous. Un document pédagogique sera donc classifié en tant qu'expositif (exposition de la théorie) ou en tant qu'actif (suscitant une activité de pratique, sémantiquement significative, de la part de l'apprenant).
• S'appuyer sur la notion de cursus contextualisé et structuré:deux raisons à cela. La constatation générale de l'inefficacité d'une approche «do-it yourself» sur le Web, et la conviction qu'un cours est d'autant plus efficace qu'il est conçu en tenant compte du public-cible auquel il s'adresse.
• Miser sur la capitalisation, le partage et la réutilisation à grande échelle de matériels pédagogiques électroniques:de nombreuses raisons philosophiques et économiques que nous ne développerons pas ici justifient ce pari, qui pré-suppose des changements de pratique et peut-être d'état d'esprit chez certains enseignants.
  
  

Outils et solutions pour la production de contenus pédagogiques

Les pistes suivies par ARIADNE pour contribuer à résoudre le problème du coût de développement des ressources électroniques élémentaires (didacticiels) sont de trois ordres:

• Utiliser un système-auteur spécialisé (en fonction du type de didacticiel): ceci implique la définition d'une sorte de forme standard pour les types de didacticiels envisagés. Plus cette forme est contrainte, plus facile sera la tâche de l'auteur pour autant évidemment qu'il accepte la forme proposée.
• Appprendre certains éléments de programmation et se servir d'un AGD (atelier de génie didacticiel):il s'agit d'une évolution dans la complexité par rapport à l'approche précédente. Le supplément de généralité que l'on gagne se paie par une plus grande difficulté de maîtrise de l'outil.
• Réutiliser (avec ou sans édition) des contenus existants:il s'agit en principe de l'approche la plus facile et la plus rentable à long terme si on accepte de ne pas «réinventer la roue» et pour autant que le système de capitalisation d'éléments pédagogiques ait atteint une certaine masse critique. A noter que l'espoir de réutilisation est inversement proportionnel à la taille des éléments pédagogiques:un segment relativement compact et homogène ayant plus de chance d'être réutilisé qu'untout volumineux. D'où la nécessité de faciliter, au moyen d'outils appropriés, la segmentation des contenus qui s'y prêtent (essentiellement les textes et les vidéos).

En ce qui concerne la fabrication de cursus complets, quelques pistes connues et moins connues sont à disposition:

• introduire une petite quantité de matériel électronique dans un cursus classique (sans en changer la structure):il s'agit de l'approche «pour voir...» souvent utilisée dans le passé à l'EPFL pour tester des didacticiels isolés, développés à grand frais et représentant tout au plus quelques pourcents de la matière enseignée dans le cours. Son intérêt pour l'apprenant classique dépendra à la fois de la valeur ajoutée par l'outil informatique et de l'habileté de l'enseignant à le mettre en valeur, mais on ne pourra guère parler d'enseignement ouvert et à distance (EOD).
• composer un cursus majoritairement électronique, mais essentiellement basé sur du texte (à lire à l'écran):c'est l'approche devenue classique du «cours mis sur le Web». Relativement peu coûteuse, elle semble offrir peu d'avantages par rapport à un cours papier, à moins que l'environnement n'offre des fonctionalités suppplémentaires, par exemple de guidage ou de communication.
• composer un cursus électronique en exploitant (aussi) des contenus provenant de tiers:plus qu'une approche complète, cette tactique de réutilisation bien pensée devrait permettre une économie de temps et même parfois un gain de qualité (elle implique évidemment l'accord de toutes les parties concernées).
• tenir compte des contraintes spatio-temporelles et socio-géographiques d'une population-cible prédéfinie plutôt que d'admettre que l'apprenant s'adaptera au changement:c'est l'option stratégique potentiellement la plus utile, mais aussi la plus contraignante pour le concepteur de cours qui devra raisonner en terme de profil moyen. Elle est d'autant plus productive que la population-cible d'apprenants est moins classique (distance, temps partiel, ...).

Du concept au système: état actuel des outils ARIADNE

L'approche spécifique d'ARIADNE à la mise sur pied de cursus télématique repose d'abord sur la notion de vivier de connaissances, notion inventée par M. Wentland Forte (UNIL-INFORGE) et devenu générique dans la version anglaise que j'en ai donnée (knowledge pool). En pratique, le vivier ARIADNE est implémenté en tant que base de données distribuée d'éléments pédagogiquement indexés. On va y stocker des didacticiels de tout type et de toute nature lors de leur création, pour les en extraire au moment voulu aux fins d'intégration dans un cursus électronique, accessible par les apprenants.

Une autre caractéristique importante consiste à éviter les solutions «propriétaires» et à adopter chaque fois que possible des normes ouvertes pour les protocoles comme pour les systèmes de représentation formelle. En particulier, SGML (puis XML) ont été systématiquement choisis pour exprimer les structures et les outils d'accès (tant enseignant qu'étudiant) reposent sur http (entre autre). Ajoutons enfin qu'il n'est fait aucune hypothèse sur la plate-forme de distribution (Mac, PC ou UNIX), même si certains exécutables ne seront exploitables que sur un type déterminé de machine.

La figure 1 montre l'articulation de l'ensemble des outils développés par ARIADNE autour du vivier de connaissances.

On remarquera que le système est censé fonctionner avec des contenus de tous types, les outils-auteur ARIADNE ne représentant qu'un petit sous-ensemble de tous les outils de développement possibles.

	fig. 1: architecture générale d'ARIADNE

Les outils-auteur ARIADNE

• Le Segmenteur de textes et générateur d'hypertextes pédagogiques: cet outil a été développé par le groupe UNIL-INFORGE, d'abord en Delphi puis en Java. Il permet, en s'appuyant sur une méthodologie relativement simple, le marquage sémantique (conceptuel) d'un texte. Le traitement subséquent crée un hypertexte navigable par concepts et permet d'afficher graphiquement le réseau conceptuel (arbre) sous-jacent, lui-même navigable. On peut aussi en option exporter tous les blocs sémantiquement homogènes (explicitation = concept + arguments), réalisant ainsi une segmentation de qualité.
• Le Segmenteur de séquences vidéo: il s'agit d'un outil permettant la fabrication de clips vidéo au format
• MPEG-1 à partir d'une bande VHS. Développé par le groupe de University College London, son avantage principal réside dans la simplicité des manipulations: tout se fait sur le seul écran du PC (télécommande du magnétoscope, visualisation de la séquence brute, numérisation de rushes et segmentation des clips).
• Le Générateur de simulations pédagogiques: utilisant le modèle développé au LEAO puis à Grenoble de la simulation à but, cet outil est un AGD bien adapté à la simulation des systèmes à états finis. Développé par le groupe de l'Université Joseph Fourier de Grenoble (UJF-IMAG-CLIPS), il s'agit d'une sur-couche de l'outil commercial Toolbook. Au prix d'une formation initiale sérieuse à l'outil et à ses méthodes, un enseignant va pouvoir créer des simulations re-paramétrables en un temps inférieur de 5 à 10 fois à celui nécessaire par une approche totalement ouverte.
• Le Générateur d'exercices d'auto-évaluation: utilisant un modèle pédagogique développé à Grenoble, cet outil a été créé par le groupe de l'UJF-CAFIM (Centre pour l'Autoformation et l'Innovaton Multim&ecute;dia), d'abord comme sur-couche de l'outil commercial Toolbook. Ce modèle, qui repose sur la capacité de l'apprenant à se prendre en charge, a séduit plusieurs groupes. L'outil est en voie de ré-écriture en html/Java.
• Le Générateur de questionnaires: développé en Java par le groupe d'Espoo (Finlande), cet outil est devenu un système complet (outil-auteur, serveur de questionnaires, évaluateur, visualiseur). L'auteur peut choisir d'inclure des questions de types différents (une dizaine de types est disponible) et spécifier un mode dit «examen» ou «auto-contrôle».
  

Intégration du matériel pédagogique au KPS et gestion d'accès

La clé d'entrée dans le KPS (Knowledge Pool System, vivier ou banque de connaissances) en est le système d'indexation: chaque élément pédagogique électronique va se voir adjoindre un «en-tête pédagogique» (fiche descriptive également connue sous le nom de métadonnées). Cet en-tête, ainsi que l'outil qui permet de le saisir, puis de l'introduire dans le KPS ont été conçus au LEAO-EPFL. L'outil, écrit en Java, permet aussi de valider l'en-tête, d'introduire le document électronique original et d'interroger la base de données selon les critères de l'en-tête. La structure de l'en-tête pédagogique (métadonnées générales, sémantiques, pédagogiques et techniques) est à l'origine de la norme IEEE LOM (Learning Object Metadata) en cours d'approbation. La portée de cette future norme internationale et la description des nombreuses applications qui s'y référeront sortent du cadre du présent article.

Les métadonnées sont exploitées pour rechercher du matériel pertinent dans le vivier mais aussi par le système qui compose les cursus électroniques et les rend accessibles aux apprenants (voir plus bas).

Le KPS est interrogeable par quiconque (recherche de métadonnées au moyen de l'outil ad hoc) mais seuls les personnes autorisées (enseignants, gestionnaires de cours) peuvent directement y puiser les contenus eux-mêmes (pour autant que leur auteur les ait qualifiés de libres). Il ne s'agit donc pas d'une bibliothèque de didacticiels à disposition des apprenants.

Le KPS lui-même, comme déjà dit, consiste en une base de données distribuée, actuellement implémentée avec le système ORACLE et une couche logicielle, produite par le groupe de l'Université Catholique de Louvain (KUL). Cette couche, dite KPService gère tant le mécanisme de réplications que les accès en indexation et recherche.

La figure 2 montre la structure d'ensemble du KPS, dont la topologie (actuellement étoile simple) va bientôt évoluer vers celle d'une étoile ramifiée. C'est au niveau des noeuds distants du KPS, dits viviers locaux, que toute l'activité de création, maintenance, gestion et distribution des matériels pédagogiques et des cours se fait.

Le CKP (Central Knowledge Pool) sert uniquement à maintenir l'intégrité des bases locales, qui contiennent toutes les métadonnées - produites localement ou non - et une sélection paramétrable du matériel lui-même.

	fig. 2: vivier de connaissances ARIADNE

Il s'agit donc d'un système fédéral, qui garantit l'appropriation locale des outils et l'autonomie des serveurs de cours (non représentés sur la figure) mais rend possible la collaboration et l'échange entre sites locaux.

Elaboration des cursus électroniques

La préparation d'un nouveau cursus électronique commence par le remplissage d'un scénario pédagogique. Il s'agit d'un outil méthodologique permettant de saisir les différentes contraintes socio-géographiques de la population-cible et de définir, de façon préliminaire, les contenus du cours et sa structure spatio-temporelle.

Dans un deuxième temps, les matériels pédagogiques électroniques nécessaires ayant été sélectionnés dans le vivier, l'ingénieur pédagogique va utiliser l'éditeur de Cursus pour créer la structure informatique du cursus. Il va, pour ce faire, créer un certain nombre de séances, leur attacher les documents pédagogiques pertinents, rédiger les instructions aux étudiants, et ajouter les moyens de communication de son choix (email, forums, liaisons audio et/ou vidéo, etc.). Ces données sont ensuite stockées sur le serveur de cours ALI (cf. fig. 1) sous la forme d'un fichier au format CDF (Curriculum Description Format), développé au LEAO pour décrire la structure générique d'un cursus EOD. Il est d'ailleurs possible d'éditer un CDF pour en faire un autre cours.

Enfin, le serveur ALI (surcouche logicielle du serveur http Apache, écrite en Java, exploitant la technologie des servlets) va créer l'image du cursus telle qu'elle se présentera aux apprenants. Pour ce faire, il récupère dans le vivier ces documents et leurs méta-données, qu'il exploite d'ailleurs partiellement pour décider s'il y a lieu ou non de procéder à une décompression. L'interface AMI (cf. fig. 1), outre un contrôle assez fin de ce processus, permet la gestion des étudiants qui sont en principe inscrits individuellement à un ou plusieurs cursus. Elle permet même de modifier le CDF pendant la durée du cours (on n'est jamais assez prévoyant ou assez prêt!).

Actuellement, le serveur ALI ne garde pas de trace des activités des apprenants. La version 3, prévue à la fin de l'année, gérera pour chacun d'entre eux des enregistrements d'activité, consultables par l'apprenant lui-même et l'enseignant responsable du cours.

Utilisation du système: état actuel

Les outils décrits plus haut sont tous à l'état de prototypes avancés (deuxième, voire troisième génération) et suffisamment stables pour être réellement exploités. Ils le sont d'ailleurs par la majorité des membres du Consortium et un certain nombre de membres du groupe d'utilisateurs ARIADNE. Environ une vingtaine de viviers locaux sont actuellement opérationnels ou près de le devenir. Une quinzaine de serveurs de cours AMI/ALI sont opérationnels. Y sont déployés plus de cinquante cursus incluant plus de 1000 documents électroniques de tout type. La majorité de ces cours ont déjà eu lieu ou sont en cours, les autres sont en voie de construction plus ou moins avancée. Quelque deux mille apprenants ont été, sont ou seront concernés. Ajoutons que des cursus existent en français, anglais, allemand, néerlandais, finnois et italien auxquels viendra s'ajouter l'espagnol sous peu. Enfin, les disciplines concernées sont très variées, allant de la comptabilité à la médecine en passant par la géomatique et l'électronique.

Il y a donc une réelle vitalité dans cette communauté qui comporte d'ailleurs un certain nombre d'entreprises grandes ou moyennes. Cette plate-forme est attrayante pour beaucoup de par son caractère ouvert, sa neutralité tant par rapport au choix de la stratégie pédagogique que du domaine d'enseignement, ainsi que sa non-inféodation à des formats propriétaires.

Conclusions

On peut dire qu'ARIADNE, à travers ses options techniques et méthodologiques, a réussi à exprimer et, dans une certaine mesure, à rendre envisageables des buts culturels et même sociaux:

• la réelle possibilité d'un accès universel à l'éducation et à la formation, loin de la voie de la mercantilisation de ce bien commun que prônent certains;
• la préservation du patrimoine éducatif public, sous-produit naturel de l'activité des universités;
• la possibilité et la valeur ajoutée d'une coopération à l'échelle européenne (et même au-delà);
• le respect de la diversité culturelle et linguistique de l'Europe (y compris la Suisse), dans un monde informatique où l'usage de l'anglais semble - à tort - aller de soi;
• l'espoir d'une diminution du «gaspillage éditorial» grâce au partage et à la réutilisation des ressources, s'accompagnant d'une augmentation de la qualité moyenne tant de ces ressources que des actes éducatifs humains qui garderont toute leur importance.

Si ARIADNE perdure, elle devra continuer à respecter ces valeurs, ce qui exclut une évolution purement commerciale. Mais ceci est une autre histoire!

1. E.N. Forte, M.H.K. Wentland Forte & E. Duval, «The ARIADNE Project (parts 1 and 2): Knowledge Pools for Computer Based and Telematics Supported Classical, Open and Distance education», European Journal of Engineering Education, Vol. 22 (1997, No 1 et No 2), pp.61-74 et pp.153-166.
2. Le site Web du projet se trouve à l'adresse: http://ariadne.unil.ch
3. L'acronyme ARIADNE signifie Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe
4. Wentland Forte, M.H.K., «Modélisation d'un modèle de connaissance et orientation conceptuelle dans un hypertexte pédagogique», thèse de doctorat, HEC-UNIL, 1994.
5. Voir la documentation à l'adresse http://ltsc.ieee.org/wg12
6. Il est possible d'expérimenter l'interface élève du serveur ALI de l'EPFL en utilisant le nom d'utilisateur 'guest' (sans mot de passe). Ouvrir la page web à l'adresse http://leaopc74.epfl.ch:8080/ALI
7. Le vivier ARIADNE de l'EPFL (code L1EPFL) est maintenu par M. Ion Cionca au SIC.
   

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© FI-sp-99 du 31 août 1999