E-learning : normes et spécifications Etude des spécifications LOM

E-learning : normes et spécifications
Etude des spécifications LOM et IMS-QTI
caractérisant des documents numériques
inter-échangeables et réutilisables pour
l'acquisition
et
l'évaluation
des
connaissances
Christine Michel, Soufiane Rouissi
CEM-GRESIC, Université Michel de Montaigne Bordeaux 3
MSHA, 10, Esplanade des Antilles
33607 PESSAC Cedex
[email protected]
[email protected]
RÉSUMÉ.
Autour des standards ouverts de l’Internet, il est devenu nécessaire de recourir à des
systèmes de description, de codification et de mise en jeu de contenus à caractère
pédagogique basés sur des spécifications ouvertes et partagées. Notre propos ici est de
présenter une analyse critique des normes en devenir permettant de décrire de manière fine
des ressources pédagogiques et des contenus d’évaluation dans un contexte Web. Plus
spécifiquement, nous étudierons le LOM et IMS-QTI en observant en particulier comment ils
permettent ou non de favoriser la personnalisation du document numérique pédagogique et
les possibilités d’interaction entre le système et l’apprenant.
ABSTRACT.
The open standards of the Internet necessitate the use of teaching materials based
on open and shared specifications. Our intention here is to present a critical analysis of the
standards. More specifically, we will study LOM and IMS-QTI witch are developing and
witch permit a precise description of teaching resource and evaluation methods in the context
of the Web. We will observe in particular to what extent they allow the personalization of
numerical teaching material what the possibilities are for an interaction between the learner
and the system.
: document numérique pédagogique, spécification, e-learning, enseignement à
distance, évaluation, XML, LOM, métadonnées, objet pédagogique.
MOTS-CLÉS
KEYWORDS:
pedagogical numeric document, specification, e-learning, distance learning,
evaluation, XML, LOM, metadata, learning object.
Nom de la revue. Volume X – n° X/2002, pages 1 à X
2
Document numérique. Volume X – n° X/2003
1. Introduction
Le document numérique se met au service du domaine éducatif. En effet, dans le
contexte de l'e-learning, la multiplication des solutions logicielles et l'augmentation
exponentielle des documents numériques diffusés sur le Web sont devenues des
préoccupations importantes. Plus que jamais le problème de l'interopérabilité se
pose, et la nécessité de recourir à des systèmes de caractérisation et de description
communs dans le domaine de l'information pédagogique devient évidente. Le rejet
des formats propriétaires et la stabilité dans le temps (pérennité des
développements) sont possibles grâce à l’utilisation et la conformité à des
spécifications ouvertes n’excluant pas la possibilité de développements spécifiques
(indépendance). Celle qui est actuellement en cours d’élaboration dans ce domaine
est le LOM (Learning Object Metadata). Il facilite, par une caractérisation assez
complète, l’indexation, l’accès et la réutilisation des documents pédagogiques.
Certaines interactions pour la personnalisation sont possibles en utilisant les
techniques de fragmentation et de recomposition de document comme les
documents virtuels personnalisables (Michel et al., 2002). D'autres, beaucoup moins
développés, utilisent une meilleure prise en compte de l'apprenant par le biais de
l’évaluation de ses connaissances. Nous ne présenterons pas ici une argumentation
didactique ou pédagogique de l’évaluation comme soutien au processus
d’apprentissage. Nous nous attacherons, au travers des expériences développées
dans les systèmes tutoriels intelligents, à expliquer comment ce processus a été
utilisé pour rendre ces systèmes interactifs ; puis comment, par l’usage de la
spécification IMS-QTI (Question & Test Interoperability) il peut être utilisé assez
directement et en complément du LOM pour caractériser et décrire des ressources
numériques pédagogiques.
2. Emergence de deux besoins
Comme le souligne Erik Duval, « en ce qui concerne le partage et la
réutilisation des documents éducatifs numériques, il paraît clair que les
métadonnées faciliteront l'identification et le téléchargement de documents
pertinents » (Duval, 2001). Les contraintes de production de document numérique
dans le système éducatif sont généralement liées à la complexité des fonctionnalités
des systèmes dans lesquels ils sont utilisés. Comme nous l'avons vu ci-dessus, pour
les plates-formes d'enseignement à distance, le développement à grande échelle dans
des environnements techniques différents nécessite d'avoir des ressources
caractérisées de manière universelle. Dans les systèmes tutoriels intelligents (STI) le
besoin est différent. La variété des tâches proposées et la grande adaptabilité des
systèmes nécessite de disposer de ressources pédagogiques définies de manière
extrêmement fine. A l'heure actuelle, les fonctionnalités proposées par ces deux
types de systèmes sont complètement différentes. Si comme nous le supposons, le
développement technique des plates-formes suit celui des STI deux besoins
e-learning : normes et spécifications
3
fondamentaux vont émerger pour la caractérisation des documents numériques en
contexte éducatif, à savoir : définir formellement très précisément les ressources
pédagogiques utilisées, et le faire selon une norme de manière à en faciliter
l'échange et l’accessibilité. Pour comprendre pourquoi nous supposons cette
évolution et quelles seront les nouvelles fonctionnalités qui pourront être
développées dans le cadre des plates-formes, nous commencerons donc par
présenter une description fonctionnelle de l'évolution des STI.
2.1 Le développement de l’usage des systèmes tutoriels et plates-formes
pédagogiques
2.1.1. Les systèmes tutoriels
L'enseignement assisté par ordinateur (EAO) est apparu dans les années 50. A
cette époque il se présentait sous la forme d'un système préprogrammé de
succession d'écrans (frame). Certains de ces écrans contenaient des tests
d'évaluation (questions-réponses de type vrai/faux ou à choix multiples) permettant
au système de tester que les leçons présentées avaient été assimilées. Ainsi a été créé
le premier processus très limité d'interaction entre l'apprenant et le système.
Plus généralement, l’évaluation se présente sous différents aspects :
- L’évaluation diagnostique qui est mise en œuvre en début de formation permet
de définir des parcours individualisés.
- L’évaluation formative a lieu avant et pendant le cours de manière à effectuer
des ajustements si nécessaire. Le formateur et l’apprenant sont tous deux informés
des étapes ou paliers franchis (modification sur l’action pédagogique). A ce titre,
l’évaluation formative joue un rôle de régulation et d’aide à l’apprentissage.
- L’évaluation sommative est une pratique d’évaluation qui mesure des acquis
d’un apprenant en fin de formation. « On fait la somme de ces acquis » (Hadji,
2000). C’est cette évaluation qui souvent permet l’obtention d’un diplôme ou
certificat.
Ces systèmes ont évolué vers les systèmes dits adaptatifs capables de générer du
matériel didactique selon le comportement global de l'apprenant. Il s’agit des
systèmes dits intelligents (EIAO1 ou STI) qui ont réellement permis, grâce à des
techniques d'intelligence artificielle, de créer un processus complètement interactif
adapté à l'apprentissage de l'apprenant. Plusieurs types de systèmes ont été recensés
(Nkambou, 1996) :
- les STI socratiques fonctionnent à l'aide d'un dialogue avec l'apprenant
(dialogue socratique, question/réponse). Ils sont très appropriés pour présenter des
1
Enseignement Intelligemment Assisté par Ordinateur
4
Document numérique. Volume X – n° X/2003
informations factuelles, l'apprentissage de règles et de principe ou l'apprentissage de
stratégies de résolution.
- Les STI procéduraux sont utilisés pour - au travers d'exemples, exercices et
problèmes - enseigner les procédures nécessaires pour accomplir une tâche.
- Les STI démonstrateurs imitent ou simulent un phénomène dans le but de
l'enseigner à l'étudiant. L'interaction intervient dans la mesure où l'apprenant a la
possibilité de pratiquer dans un environnement « réel ».
- Les environnements interactifs d'apprentissage et les systèmes hypermédias
permettent à un étudiant d'apprendre tout en explorant de manière guidée ou libre,
l'objet d'apprentissage qui est simulé. On parle d'apprentissage par la découverte.
- Les systèmes critiques ont pour but de guider l’apprenant dans la résolution de
problèmes, en particulier pour les problèmes de conception, dans le but de l'amener
vers une solution correcte.
- Les systèmes sociaux font intervenir des agents externes : par exemple un autre
étudiant (ou plusieurs) ou encore un autre enseignant (ou plusieurs) pour
communiquer avec l'apprenant pendant la résolution du problème.
Dans tous les cas, ces systèmes s'appuient sur la réelle nécessité de formaliser
ou représenter : la matière à enseigner, l'apprenant et les stratégies
pédagogiques.
Roger Nkambou préconise de définir formellement toutes les ressources (au sens
large) nécessaires à une activité pédagogique dans un curriculum qui est « une
représentation structurée de la matière à enseigner en terme de capacité2
(capabilities) au sens de Gagné, d'objectifs dont la réalisation contribue à
l'acquisition de capacités et de ressources didactiques (exercices, problèmes,
démonstrations, vidéos, simulations, etc.). Tous ces éléments sont organisés dans
des structures de connaissances destinées à soutenir l'enseignement d'une
matière. » (Nkambou, 1996). Le cours, à proprement parler, est l'ensemble des
ressources choisies pour présenter une matière ou un savoir. Il est défini soit par des
objectifs d’enseignement (ou d’apprentissage) ayant une finalité précise et/ou par un
ensemble de connaissances que l’étudiant doit acquérir. Une interface adéquate
permet de personnaliser la présentation du cours à l’étudiant selon son profil. C'est
un document structuré (Nkambou, 1996) selon trois parties : une partie descriptive,
un graphe de cours et une partie structurelle. Le graphe et la partie structurelle sont
des ressources de type opérationnel (programme, ontologie…) que nous ne
traiterons pas ici. La partie descriptive comprend :
- le titre du cours,
- sa description, on utilisera des critères comme appariement, conclusion,
description (liste non exhaustive) pour renseigner la description,
2
Le terme capacité fait référence aux connaissances du domaine et habiletés que possède un
individu. C’est donc un terme qui couvre un sens plus large que celui de connaissance du
domaine.
e-learning : normes et spécifications
5
- une finalité (correspondant au but ultime d’un cours),
- un ensemble d’objectifs dans lesquels l’enseignant exprime son intention
pédagogique : acquisition, compréhension, application, analyse, synthèse et
évaluation3. A chaque catégorie est associée une liste de verbes d'action décrivant le
comportement rendu possible par l'atteinte de l'objectif.
- un ensemble de thèmes ou sous-thèmes correspondant à un élément du contenu
de la matière à enseigner. Un ou plusieurs objectifs spécifiques et opérationnels
peuvent être définis en fonction des capacités que l’on veut faire acquérir à
l’étudiant.
Il n’existe pas à l’heure actuelle de norme pour la construction, l’utilisation ou
les critères de caractérisation des fragments de document pédagogique. Il existe
cependant un standard pour les métadonnées de caractérisation; le LOM (Learning
Object Metadata) et un modèle d'organisation des ressources : le Content
Packaging.
2.1.2. Les plates-formes pédagogiques
Les systèmes de type plate-forme pédagogique s'appuient sur des techniques de
travail collaboratif, où des processus communicationnels et de travail à plusieurs
viennent soutenir un enseignement plus traditionnel proposé par la fourniture de
supports de cours et de ressources informationnelles externes : forums, chats,
tableaux blancs partagés, usage du courrier électronique, gestion des annotations
personnelles, agenda des activités… L'objectif est de pallier la perte de cohésion et
de stimulation de la salle de classe que peut ressentir l'étudiant seul devant sa
machine. L'usage est relativement standard, ainsi les plus-values qui vont permettre
de discriminer les systèmes tiennent, outre l'ergonomie et le design de l'interface,
non seulement à la qualité et la diversité des supports de cours proposés, mais aussi
à la dynamique et à l'aide du tuteur et de l'environnement de collaboration. De plus
en plus, les systèmes permettent de gérer des modules interactifs, souvent externes,
permettant de faire l’évaluation en ligne des connaissances acquises. Généralement,
le recours à l’évaluation peut être envisagé sous la forme d’autotests avec feedback
accompagnant le cours, et d’indications sur les points de cours à revoir
éventuellement. Ces évaluations peuvent être diffusées avant le cours (évaluation
diagnostique) comme c'est le cas dans l’enseignement des langues vivantes ou pour
la bureautique (organisation de groupes de niveau ou détermination du cours à
suivre), ou après le cours (évaluation sommative) pour l'obtention d'un diplôme ou
certificat comme c'est le cas pour le PCIE (Passeport de Compétences Informatique
Européen). L’apprenant suit chacun des modules de manière indépendante et à son
rythme. Tout au long de ce parcours individualisé l’apprenant a la possibilité de
tester ses connaissances pour voir si les compétences de base dans l'utilisation
3 Nomenclature de Bloom présentée plus explicitement dans (Nkambou, 1996)
6
Document numérique. Volume X – n° X/2003
quotidienne du poste de travail informatique ont été acquises. Il passe librement et
autant de fois que nécessaire les évaluations jusqu’à aboutir à la certification4.
Le développement des technologies, la banalisation de l'équipement
informatique et des contraintes économiques ont facilité le recours massif des
établissements à ce type d'enseignement. Cette activité est en pleine expansion. Face
à ce développement accéléré, la question du contenu est très vite apparue car il faut
alimenter ces « machines à jouer du contenu pédagogique » qui souvent sont
fournies vides. De manière à gérer des ressources économiquement rentables, une
double contrainte forte apparaît :
- caractériser de manière fine ces ressources de manière à les exploiter dans le
plus grand nombre de contextes; que ces systèmes soient simples comme les platesformes actuelles, ou plus évolués comme les STI. L’utilisation la plus triviale
concerne la personnalisation de l'affichage selon la langue de l’apprenant. Moins
trivialement et en utilisant des techniques de fragmentation, les cours peuvent être
considérés comme des documents virtuels personnalisables s’adaptant au profil de
l’apprenant grâce à des hypermédias adaptatifs dynamiques utilisant des bases
d'objets pédagogiques. On trouvera des exemple de systèmes de ce type dans
(Chabert-Ranwez, 2000) et (Delestre, 2000).
- respecter des normes de caractérisation communes.
La solution technique communément admise consiste à regrouper l'ensemble des
données dans des "packages", normalisés dans leur architecture. Pour illustrer ces
techniques, nous présentons dans la suite de cet article un exemple très simple de
personnalisation non dynamique (Rouissi et al., 2003).
Avant de présenter ces techniques en détail, observons leur genèse.
2.2 La convergence pour des spécifications ouvertes
Créé en 1988, l’AICC (Aviation Industry CBT - Computer Based TrainingCommittee) (AICC, 2003) est l'organisme chargé de la formation assistée par
ordinateur pour l’industrie aéronautique. Cette dernière, internationale, a depuis
longtemps comme souci l'interopérabilité et les volumes très importants de la
documentation ont rendu nécessaire une réflexion approfondie.
Dans un contexte éditorial plus général la même réflexion a été menée et a
permis de produire la norme de métadonnées du Dublin Core (Hillmann, 2001). Cet
ensemble présenté en 1995 comprend quinze éléments optionnels et pouvant être
répétés mais sans hiérarchie : titre, auteur, description, éditeur, autres collaborateurs,
date, type de ressource, format, code d'identification de la ressource, source,
4
<http://www.pcie.tm.fr> (consulté en janvier 2003)
e-learning : normes et spécifications
7
langage, relation, portée, gestion des droits5. L'organisme chargé du développement
de ce standard est le Dublin Core Metadata Initiative (DCMI)6.
Le Ministère de la défense américaine et l'Office of Science and Technology de
la Maison-Blanche, pour leur part, avaient comme objectif principal de pouvoir
réutiliser leurs ressources pédagogiques. Ils ont lancé le programme ADL7
(Advanced Distributed Learning) en 1997 qui a produit en 19998 le modèle SCORM
(Sharable Content Object Reference Model9), modèle dans lequel la description des
cours pouvait se faire à l'aide de « grains » ou de « fragments ».
Parallèlement, en Europe avec le projet ARIADNE10 (Alliance of Remote
Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe) la préoccupation,
plus pédagogique, était de proposer une base commune de dépôt de documents
pédagogiques à travers le Knowledge Pool System.
L’Instructional Management Systems (IMS) Global Learning Consortium est un
des groupes les plus actifs. Il a pour rôle essentiel de coordonner les travaux cités
précédemment et d'informer la communauté des acteurs en diffusant des éléments
d'information sur les spécifications, de manière à encourager le développement
d'applications conformes. L’IMS, groupe de travail né en 1997, est composé de
membres issus de l’éducation, d'entreprises et d'organisations gouvernementales.
L'IMS a pour objectifs principaux de définir des spécifications techniques pour
l’interopérabilité des applications et services de l’éducation distribuée et de
supporter l’incorporation des spécifications dans les technologies du Web. Ces
spécifications doivent répondre à des principes de base : l’interopérabilité,
l’accessibilité, la réutilisation, la pérennité, l’indépendance, la portabilité. Parmi les
spécifications qui restent au niveau du contenu pédagogique sans nous préoccuper
de la description de l'apprenant11 nous pouvons citer :
- IMS-Meta Data Specification qui définit une structure d’éléments ou
métadonnées utiles pour décrire les ressources pédagogiques. Cette dernière reprend
le LOM (Learning Object Metadata).
- IMS-Content Packaging Specification qui décrit la structure et l’organisation
d’un ensemble de fichiers regroupés en package facilitant son échange.
- IMS-Question & Test Interoperability Specification qui décrit des méthodes et
des contenus d’évaluation.
5
Les éléments du Dublin Core : <http://dublincore.org/documents/dces/>
Présentation du Dublin Core Metadata Initiative <http://www.dublincore.org/about/>
7
ADL : <http://www.adlnet.org>
8
SCORM version 0.7.3
9
initialement Sharable Courseware Object Reference Model.
10
ARIADNE : <http://www.ariadne-eu.org>
11 LIP (Learner Information Package, <http://www.improject.org/profiles>) ou PAPI Learner
(Public and Private Information for Learners, <http://edutool.com/papi>) sont des
spécifications concernant la gestion de l'apprenant qui dépassent le cadre de notre étude.
6
8
Document numérique. Volume X – n° X/2003
Ces initiatives ont porté et stimulé la recherche et le développement de normes
dans le domaine pédagogique. Les principaux organismes actuellement accrédités
pour le faire sont :
- l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE12) : il a mis en place le
Learning Technologies Standardization Committee (LTSC13) qui est constitué de
plusieurs groupes dont le groupe P1484.12 auteur du LOM (Learning Object
Metadata) en collaboration avec l'IMS14, ARIADNE et DCMI.
- l'International Standard Organization (ISO) : par le biais de son comité
technique JTC1 (Joint Technical Committee), l'ISO a créé le groupe SC36 (Sub
Committee 36 « IT for learning, education and training »15) chargé d'œuvrer dans
l'effort de normalisation pour favoriser l'interopérabilité et la réutilisation des
ressources à caractère pédagogique sans avoir pour objectif de créer une norme sur
les aspects pédagogiques eux-mêmes.
- le Comité Européen de Normalisation (CEN16) : le Comité Européen de
Normalisation a mis en place le Workshop Learning Technologies (WS-LT17). Dans
son activité de normalisation dans la société de l’information au niveau européen le
CEN travaille par exemple pour le développement de taxonomies et de vocabulaires
ou encore sur les droits d’utilisation des ressources pédagogiques.
Ces trois organismes travaillent ensemble : le CEN traduit les spécifications du
LOM dans les langues européennes et les soumet à l’IEEE, qui lui, se charge de
faire des propositions à l’ISO afin de les faire passer du statut de standard à celui de
norme.
3. Organisation et caractérisation des ressources d'apprentissage
3.1 Modèle d'organisation des données
L’IMS préconise d’organiser les ressources nécessaires aux systèmes tutoriels
selon un modèle, le Content Framework qui les divise selon deux grandes parties :
l'une regroupant les ressources physiques ainsi que toutes les données nécessaires à
leur description, c'est le content packaging; et l'autre organisant les données de
gestion du système, c'est le content management. Ces deux parties sont clairement
organisées selon le public qui va être amené à les utiliser à savoir les auteurs, les
administrateurs et les apprenants comme c'est indiqué dans le schéma ci-dessous :
12
<http://www.ieee.org>
<http://ltsc.ieee.org>
14
<http://www.imsproject.org>
15
<http://jtc1sc36.org/>
16
<http://www.cenorm.be >
17
<http://www.cenorm.be/isss/workshop/lt>
13
e-learning : normes et spécifications
9
Public
Auteur
Administrateur
Package
Data Store
Manifest
Entreprise
(cours, personnes, groupes,)
Information sur les apprenants
(certification, préférence)
Question et test
(Evaluation, Questions)
Compétences des apprenants
Metadata
Organisation
Ressources
Sous-manifest
Objets pédagogiques
(Ressources physiques)
Content Packaging
Autres informations
Apprenant
Run Time Environment
Initialisation()
Chargement
Get()/Set()
Chemins
Interaction()
Interaction
(collaboration, simulation, …)
Finition()
Finition
LMS
Content Management
Figure 1. Schéma d'organisation des données préconisé par l'IMS : le Content
Framework
Pour plus d'information sur le Content Framework on se reportera à (Anderson,
2001a) (Anderson, 2001b) (Anderson, 2001c). Nous n'explorerons dans cet article
que le Content Packaging et une partie du Data Store, celle liée à la métadescription
des questions et des tests. Nous préférons traiter ultérieurement les autres
problématiques liées aux apprenants car elles sont trop vastes et non suffisamment
abouties au niveau des spécifications à l'heure actuelle.
Le package est autonome et constitue une ressource ré-utilisable. Il est par
exemple incorporable dans une plate-forme d'enseignement ou peut servir dans
d'autres "conteneurs". Il regroupe l’ensemble des ressources d’apprentissage
proposées par les auteurs et s’organise en deux parties :
- le manifest est un document XML qui décrit l'organisation du contenu ainsi que
les objets pédagogiques,
- les objets pédagogiques sont « toute entité, sur un support numérique ou non,
pouvant être utilisée pour l'apprentissage, l'enseignement ou la formation »18
(IEEE, 2002). Pour Yolaine Bourda et Marc Hélier, « les objets pédagogiques
peuvent être, par exemple, des transparents, des notes de cours, des pages Web, des
logiciels de simulation, des programmes d'enseignement, des objectifs
pédagogiques, etc. » (Bourda et al., 2000). Ces objets peuvent être utilisés tels quels
ou comme des briques pour construire des cours de type documents virtuels
18
"a learning object is defined as any entity, digital or non-digital, that may be used for
learning, education or training".
10
Document numérique. Volume X – n° X/2003
personnalisables grâce aux informations du content management. Dans tous les
contextes, ils peuvent être caractérisables par le LOM (Michel et al., 2002).
Dans une perspective multimodale, on peut ajouter au Content Packaging des
feuilles de styles XSL (XSL-T et XSL-FO19), construites dynamiquement ou non,
décrivant les modes de présentation des données comme nous le verrons dans
l'exemple qui suit.
3.2 Présentation du LOM
Le Learning Object Metadata (LOM) décrit l’objet pédagogique selon neuf
catégories (IEEE, 2002) (McKell, 2001a). Dans chacune d'entre elles plusieurs
éléments peuvent être répétés (parfois de façon récursive).
Pour donner leurs valeurs aux éléments descriptifs, le LOM utilise plusieurs
ensembles de balises « outils » : langstring (balise <langstring>) permet de préciser
des valeurs selon plusieurs langues (avec l’attribut xml:lang), vocabulary (balises
<source>, <value>) qui permet de les choisir en accord avec un vocabulaire défini,
date (balises <datetime>, <description>) et vcard (balise <vcard>) pour la « carte de
visite virtuelle » (McKell, 2001b). Dans ce qui suit nous présentons une description
synthétique des éléments des catégories du LOM v1.0 (version conseillée par les
spécifications).
3.2.1. Description générale : « general »
Dans la catégorie « general » l'objet pédagogique est décrit dans son ensemble.
On y trouve des données sur l'identifiant de l'objet, son titre, sa description, la liste
des langues utilisées, une liste de mots clés, l'étendue de la ressource (temps,
géographie, culture ...), le type de structure (collection, linéaire, hiérarchique ...),
son niveau de granularité (de 1 à 4, 1 désignant un cours entier).
3.2.2. Cycle de révision : « lifecycle »
Cette catégorie permet de décrire les caractéristiques relatives à l'historique et à
l'état courant de l'objet pédagogique (draft, final...), les personnes qui l'ont modifié,
à quelle date ainsi que leur rôle (author, publisher, instructional designer...). Cette
partie décrit la liste complète des modifications ou cycle de révision.
3.2.3. Métadonnées sur les métadonnées : « metametadata »
C'est un ensemble de métadonnées sur les métadonnées décrivant l'objet
pédagogique. Cet ensemble décrit le schéma ou la spécification utilisée
19
XSL eXtensible Stylesheet Language, langage de manipulation des fichiers XML
XSL-T (XSL-Transformation) et XSL-FO (XSL-Formatting Object)
e-learning : normes et spécifications
11
(metadatascheme). Il est possible de satisfaire à plusieurs schémas et de définir des
liens dans un système de catalogage connu.
3.2.4. Les informations techniques : « technical »
Cette partie définit les exigences techniques en terme de navigateur (type,
version), de système d'exploitation ou les caractéristiques comme le type des
données ou format (permettant d'identifier les logiciels nécessaires pour les lire), la
taille de l'objet numérique (en octets), sa localisation physique (URL Uniform
Resource Locator ou URI UR Identifier), des informations pour installer l'objet
pédagogique et sa durée (en particulier pour les fichiers de type son, animation ou
vidéo).
3.2.5. La partie pédagogique : « educational »
Cette partie permet de définir les conditions d'utilisation de la ressource :
comment celle-ci doit être utilisée, savoir quel est son type (exercice, figure,
index...), son niveau d'interactivité (de très faible à très élevée), à qui s'adresse la
ressource (apprenant, enseignant, auteur...), le contexte (université, formation
professionnelle, école primaire...) ou la tranche d'âge à laquelle s'adresse la
ressource. C’est souvent par ces caractéristiques que l’on améliore l’exploitation du
contenu pédagogique.
3.2.6. La gestion des droits : « rights »
Cette partie concerne les droits (copyright) liés à la ressource pédagogique,
éventuellement son coût.
3.2.7. L'aspect relationnel : « relation »
Cette catégorie couvre les relations ou liens avec d'autres objets pédagogiques en
précisant le type de relation (« ...est requis par... », « ...est une partie de ... »…).
3.2.8. Annotation
Cette partie regroupe les annotations ou commentaires.
3.2.9. Classification
Cet ensemble indique l’appartenance de la ressource à une ou plusieurs instances
de classifications, permettant entre autre de définir le type de la ressource
« discipline, idée, prérequis, objectifs pédagogiques, restriction, accessibilité,
niveau pédagogique, niveau de compétence, niveau de sécurité » (McKell, 2001c).
12
Document numérique. Volume X – n° X/2003
3.3 Exemple d'utilisation du LOM dans un Content Packaging
Pour illustrer notre propos nous avons formaté un ensemble de ressources
pédagogiques selon les spécifications du Content Packaging et du LOM : il s'agit
d’un cours décomposé en six leçons permettant de comprendre de manière très
générale ce que sont les langages de marquage (Rouissi et al., 2003). Le cours est
présenté sous forme de fichiers en html. Nous l’avons méta décrit selon les
spécifications du LOM dans le fichier cours.xml présenté dans la figure 2. Nous
avons indiqué, dans la balise <general>, son titre (title), la langue de publication,
une description de son contenu (description) et quelques mots clés en français. Puis
nous avons renseigné, dans la balise <lifecycle> et sous forme de vcard, l'organisme
de publication (publisher) et l'auteur de la ressource (author). Ensuite, dans
<metametadata>, nous avons mentionné la personne ayant caractérisé la ressource
(creator) et sa date de caractérisation. Dans <technical>, nous avons indiqué le
format de la ressource ; dans <educational> que ce cours s'adresse à des étudiants
universitaires du second cycle, dans <difficulty> que le niveau est facile et dans
<rights> que la ressource est gratuite. Enfin, dans <classification>, nous avons
mentionné la discipline selon la classification Décimale de Dewey ainsi que les
objectifs pédagogiques selon la taxonomie de Bloom20.
<?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?>
<!DOCTYPE lom SYSTEM "imsmd_rootv1p2.dtd">
<lom>
<general>
<title><langstring xml:lang="fr">Langages de marquage</langstring></title>
<language>fr</language>
<description><langstring xml:lang="fr">Support de cours sur les langages de
marquage</langstring></description>
<keyword>
<langstring xml:lang="fr">HTML</langstring>
<langstring xml:lang="fr">XML</langstring>
<langstring xml:lang="fr">langage</langstring>
</keyword>
</general>
<lifecycle>
<contribute>
<role><source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0 </langstring> </source>
20
Dans la taxonomie de Bloom, les objectifs appartenant au domaine cognitif sont
catégorisés sous les titres suivants : la connaissance, la compréhension, l'application,
l'analyse, la synthèse et l'évaluation.
e-learning : normes et spécifications
13
<value><langstring xml:lang="x-none">Author</langstring></value></role>
<centity><vcard>
begin:vcard EMAIL;INTERNET: [email protected]
end:vcard
</vcard> </centity>
</contribute>
<contribute>
<role><source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring> </source>
<value><langstring xml:lang="x-none">Publisher</langstring></value></role>
<centity><vcard>begin:vcard ORG:Département Informatique - Université Michel de
Montaigne Bordeaux 3 end:vcard</vcard></centity>
</contribute>
</lifecycle>
<metametadata>
<contribute>
<role><source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">Creator</langstring></value></role>
<centity><vcard> begin:vcard EMAIL;INTERNET: [email protected]
end:vcard</vcard></centity>
<date><datetime>2003-04-14</datetime>
<description><langstring xml:lang="fr">Création de la description</langstring>
</description></date>
</contribute>
</metametadata>
<technical>
<format>text/html</format>
</technical>
<educational>
<learningresourcetype>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">Narrative Text</langstring></value>
</learningresourcetype>
<context>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">University Second Cycle</langstring></value>
</context>
<difficulty>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">easy</langstring></value>
</difficulty>
</educational>
14
Document numérique. Volume X – n° X/2003
<rights>
<cost>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">no</langstring></value>
</cost>
</rights>
<classification>
<purpose>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">Discipline</langstring></value></purpose>
<taxonpath>
<source><langstring xml:lang="fr">Classification Décimale de Dewey</langstring>
</source>
<taxon><id>004.678</id><entry><langstring xml:lang="fr">Internet</langstring>
</entry></taxon></taxonpath>
<purpose>
<source><langstring xml:lang="x-none">LOMv1.0</langstring></source>
<value><langstring xml:lang="x-none">Educational Objective</langstring></value>
</purpose>
<taxonpath>
<source><langstring xml:lang="fr">Taxonomie de Bloom</langstring></source>
<taxon><entry><langstring xml:lang="fr">compréhension</langstring></entry>
</taxon></taxonpath>
</classification>
</lom>
Figure 2. Cours.xml - un exemple d'utilisation du LOM
Les ressources ont été organisées conformément au Content Packaging décrit
précédemment c'est à dire que dans un répertoire sont regroupés : l'ensemble des
fichiers physiques (fichiers html) nécessaires au cours, un manifeste en XML
décrivant la structure hiérarchique de présentation des ressources (imsmanifest.xml),
la méta description présentée précédemment (cours.xml), les DTD de lecture des
fichiers XML (imscp_rootv1p1.dtd et imsmd_rootv1p2.dtd) et trois feuilles de style
en XSL (etudiant.xsl, enseignant.xsl, administrateur.xsl). On pourra consulter
l’ensemble des fichiers en cliquant sur "voir les fichiers sources" dans (Rouissi et
al., 2003). L'interface de présentation (visible dans la figure 3 suivante) permet de
consulter le cours et de voir les informations de méta description du cours. Cette
dernière partie est personnalisée pour trois publics : l'interface étudiant permet de
visualiser le titre, l’auteur, la classification thématique et le contexte pédagogique;
l'interface enseignant permet de voir le titre, l'auteur, l'organisme de publication, le
niveau de difficulté, la classification et les objectifs pédagogiques et enfin l'interface
e-learning : normes et spécifications
15
administrateur permet de voir le titre, les informations sur la méta description, la
classification thématique et le format technique. Ces trois personnalisations sont
extrêmement simples et n'ont qu'une valeur illustrative de l'utilisation globale du
modèle.
Figure 3. Interface de visualisation à partir du LRN Toolkit librement adapté
Ce package est autonome. Il est présenté ici grâce au LRN Toolkit de Microsoft
(disponible sur http://www.microsoft.com/elearn) mais peut très bien est transféré
dans une autre plateforme, il sera lu sans aucun problème. Ce site Web expérimental
n'a qu'une valeur d'exemple pour cette publication et n'est absolument pas exploité
en contexte pédagogique.
3.4 Utilisation du LOM dans d’autres contextes que la description de ressources
« banales »
Le LOM est-il suffisamment robuste pour décrire des ressources interactives
comme celles nécessaires à l’évaluation des connaissances, le traitement des
résultats de collaboration ou communication entre apprenants et tuteurs ou encore
les ressources nécessaires à l’adaptabilité « intelligente » des systèmes ?
Dans une faible mesure oui. En effet, on peut traiter l’évaluation des
connaissances avec le LOM en faisant apparaître dans la catégorie educational des
valeurs indiquant que le type de la ressource (<learningresourcetype>) est
16
Document numérique. Volume X – n° X/2003
Questionnaire, Exam, Exercise, ProblemStatement ou SelfAssesment par exemple
(valeurs prises dans le vocabulaire LOMv1.0). Nous pouvons envisager également
de traiter les résultats des processus collaboratifs (conversation de type chat,
contributions dans un forum…) comme étant de type Experiment ou Simulation
toujours selon le vocabulaire recommandé. En agissant sur le type ou format (au
niveau de la catégorie technical) de la ressource il est possible de décrire des
modules adaptatifs considérés alors comme des logiciels autonomes. En complétant
les données sur le type de ressource il est possible d’indiquer le niveau
d’interactivité avec <interactivitytype> et <interactivitylevel>.
On peut voir que le LOM se révèle en fait insuffisant. Pour pallier ces
insuffisances l’IMS réfléchit actuellement à de nouvelles spécifications :
- la spécification « Learner to learner interaction scheme »21devrait permettre de
gérer toutes les ressources générées par des collaborations communicationnelles.
Pas encore assez aboutie, nous ne l’expliciterons pas en détail dans cet article.
- la spécification IMS-QTI devrait permettre de gérer les ressources nécessaires
à l’évaluation des connaissances, nous allons l’expliciter plus en détail dans la suite.
Concernant les ressources adaptatives, il n’y a actuellement aucune réflexion
suffisamment aboutie.
4. L'évaluation des connaissances et la spécification "IMS - Question & Test
Interoperability"
La question de l’évaluation est un des enjeux majeurs dans le domaine de la
formation et de l’enseignement. Selon Hadji, « l’évaluation dans un contexte
d’enseignement a pour fin légitime de contribuer à la réussite de l’enseignement,
c’est à dire à la construction de ces savoirs et compétences par les élèves». Selon
lui, l’évaluation est au service de l’apprentissage et « l’évaluation formative est
l’horizon logique d’une pratique évaluative » (Hadji, 1997). De plus, l'évaluation,
comme cela a été le cas au début du développement des STI, permet aux systèmes
d'apprentissage d'avoir une interactivité avec l'apprenant.
La spécification Question & Test Interoperability (QTI) de l’IMS permet de
représenter la structure de données d’une question (item) et d’un test (assessment)
ainsi que de leurs résultats correspondants. Ces éléments doivent permettre
l’échange de ces contenus entre plate-formes d’enseignement à distance et leur
intégration avec d’autres contenus. Tout comme pour le LOM, le choix de XML
pour présenter la spécification QTI dénote l’intention d’ouverture et de facilitation
sans prédire des choix techniques d’implémentation à mettre en œuvre.
A l’instar de XML, la spécification IMS-QTI est extensible et adaptable pour des
applications spécifiques. Comme c’est le cas pour les autres spécifications, celle-ci
21
proposée par le groupe de travail : Information Technology for Learning, Education, and
Training ISO/IEC JTC1 SC36 WG2 - Collaborative Technology.
e-learning : normes et spécifications
17
n’influe pas sur les concepts pédagogiques ni sur les choix techniques de
programmation et/ou d’interface graphique laissés à la libre appréciation des
concepteurs d’outils logiciels et des producteurs de contenus. La spécification QTI
est encore jeune, la première version publique v 1.0 a été présentée au mois de mai
2000 et nous nous appuyons ici sur la version v 1.2 datée de janvier 2002. QTI
concerne les fournisseurs de contenus (éditeurs d’évaluations, de tests…), les
éditeurs de plates-formes d’enseignement à distance (VLE Virtual Learning
Environment ou LMS Learning Management System), les éditeurs d’outils logiciels
d’évaluation et les utilisateurs (apprenants et enseignants/concepteurs d’évaluation).
4.1. Les composants de la spécification IMS-QTI
L'étude de la spécification peut se faire selon différentes approches et la
documentation fournie est assez riche. Une vue d'ensemble (Smythe et al., 2002a)
est un bon point d'entrée avant d'aborder les concepts principaux regroupés sous
l’acronyme ASI pour Assessment-Section-Item (Smythe et al., 2002b). Il est
nécessaire de voir comment décrire le modèle à l'aide de XML (Smythe et al.,
2002c), deux guides (Smythe et al., 2002d) et (Smythe et al., 2002e) complétant la
présentation des concepts et aidant à la mise en œuvre. Tous les documents cités ici
sont mis à disposition sur le serveur Web de l’IMS22.
Item est l’objet servant à l’évaluation; c’est à dire généralement une question. Il
est souvent accompagné de sa présentation (rendering) et des informations pour sa
notation (scoring). Selon la spécification IMS QTI Lite 1.2 (Smythe et al., 2002j)
qui est une version simplifiée de l’IMS QTI23 un item se décrit selon plusieurs
éléments dont :
- objectives qui permet d’indiquer les buts éducatifs (objectif pédagogique) de la
question
- rubric qui permet de définir des éléments d’information liés au contexte
- presentation qui comprend aussi bien l’énoncé de la question que les choix de
réponses possibles
- resprocessing gère le processus de notation et les solutions de la question
- itemfeedback gère les retours écran des utilisateurs en fonction de leur réponse
La spécification prévoit plusieurs types de questions « True/false », « Multiplechoice », « Multiple-response », « FIB-string », « FIB-numeric », « Image hotspot », « Drag-and-drop », « Essay » qui correspondent respectivement à « question
vrai/faux », « QCM à réponse unique », « QCM à plusieurs réponses », « Texte à
22
IMS, <http://www.imsproject.org> (site consulté en février 2003)
La spécification est en fait extrêmement complexe et va bien au-delà qu'un simple système
de méta-description des questions, des éléments de réponse et des résultats correspondants.
Pour en faciliter le développement et l’usage, l’IMS a prévu une version allégée : « QTI Lite
Specification » qui peut être un point de départ d’implémentation.
23
18
Document numérique. Volume X – n° X/2003
trous pour du texte ou un nombre », « image cliquable », « déplacer les objets »,
« question ouverte ». Les réponses aux questions peuvent être simples, multiples ou
ordonnées et s'expriment par « single », « multiple », « ordered », « proprietary »
dans <qmd_responsetype>. La déclaration des types de question et des types de
réponses attendues se font par les balises de type render_… et response_…. Ces
balises permettent de gérer le format de données et le mode de présentation proposé
au participant à l'évaluation.
La notion de niveau de difficulté est indiquée par <qmd_levelofdifficulty> qui
peut être : « Pre-school », « School », « Higher/further education », « Vocational »,
« Professional Development » (c’est à dire respectivement différents niveaux de
scolarité ou formation professionnelle).
La spécification permet de contrôler les objets en les ordonnant et en les
sélectionnant (Smythe et al., 2002e) et intègre des algorithmes de calcul des scores
(Smythe et al., 2002f) de manière à éviter le développement de calculs sur XML.
Les résultats obtenus par les participants peuvent eux aussi être caractérisés (Smythe
et al., 2002g). La mise en oeuvre en XML est facilitée par le « Results Reporting
XML Binding » (Smythe et al., 2002h) et « Results Reporting Best Practices &
Implementation Guide » (Smythe et al., 2002i) qui s'inspirent d'expériences des
utilisateurs de la spécification.
L’utilisateur en interaction avec un exercice (assessment) est appelé participant.
Le modèle de données se décrit de la manière suivante. Un assessment est l’unité de
base pour un test (évaluation). Une section est une enveloppe pouvant contenir des
groupes de sections et des items qui vérifient un même objectif. L’item est un bloc
contenant la question (mais également la réponse, les aides… comme nous l'avons
dit précédemment). Un object bank est un ensemble de sections et/ou d’items qui
peut être échangé en tant que base de données d’objets d’évaluations. Comme nous
l'avons vu dans la figure 1 précédente, on peut l'intégrer au niveau du Content
Packaging de manière à permettre l’échange entre applications. Ce principe est le
même que pour les objets pédagogiques présenté ci-avant.
4.2. Un exemple d’évaluation avec IMS-QTI
Supposons que nous voulions décrire la question suivante :
Figure 4. Exemple de question à réponse unique de type Vrai/Faux
e-learning : normes et spécifications
19
La question est de type True/False, les propositions sont de type texte
(<mattext>Vrai</mattext> et <mattext>Faux</mattext>), une partie feedback pour la
vue du « candidat » est prévue et affichera en cas de bonne réponse le texte « Oui,
c'est exact ». Ce texte figure dans la partie <itemfeedback>. L’apparition
conditionnelle du message est gérée par l’objet <resprocessing>. L’item est
enveloppé par <questestinterop> élément racine du document XML comportant
l’évaluation. Avec la spécification IMS-QTI le document descriptif au format XML
serait le suivant :
<questestinterop>
<item ident="q1">
<presentation label="Exemple1">
<material><mattext>XML est un langage ouvert</mattext></material>
<response_lid ident="TF01" rcardinality="Single" rtiming="No">
<render_choice>
<response_label ident="T">
<material><mattext>Vrai</mattext></material></response_label>
<response_label ident="F">
<material><mattext>Faux</mattext></material></response_label>
</render_choice>
</response_lid>
</presentation>
<resprocessing>
<outcomes><decvar/></outcomes>
<respcondition title="Correct">
<conditionvar><varequal respident="TF01">T</varequal></conditionvar>
<setvar action="Set">1</setvar>
<displayfeedback feedbacktype="Response" linkrefid="Correct"/>
</respcondition>
</resprocessing>
<itemfeedback ident="Correct" view="Candidate">
<material><mattext>Oui, c'est exact.</mattext></material>
</itemfeedback>
</item>
</questestinterop>
Figure 5. Un exemple de question (item) avec IMS-QTI
Cette question n'a pas été mise en ligne dans le prototype décrit précédemment
(Rouissi et al., 2003) car nous comptons présenter prochainement un prototype plus
20
Document numérique. Volume X – n° X/2003
global lié aux ressources d'évaluation. En effet, la mise en ligne de la question n’est
pas aussi immédiate que pour les ressources "banales" et suppose que l’interactivité
avec la ressource soit gérée.
Comme nous pouvons le voir, le code nécessaire pour décrire une question est
complètement démesuré par rapport à la brièveté et simplicité de la question. Cette
observation nous permet de formuler une critique fondamentale : la démarche de
caractérisation de ressources d'évaluation ne sera effectivement réalisée que si l’on
développe des outils logiciels de génération automatique de balises plus évolués que
les éditeurs XML actuellement proposés. Ces outils doivent dépasser le stade de la
gestion de simples objets comme les formulaires à compléter et fournir une aide
réelle comme les systèmes auteurs le font. En effet, la richesse et la complexité des
spécifications nécessitent une intelligence logicielle capable à la fois de générer les
balises suffisantes et d’accompagner l’auteur dans sa tâche de conception de
ressources pédagogiques.
4.3. Personnalisation et interactivité de l’évaluation dans IMS-QTI
IMS-QTI permet-il de prendre en compte la personnalisation ? Dans une faible
mesure oui, car il est possible de personnaliser l’affichage selon la fonction de
l’intervenant utilisant la ressource. IMS a en effet prévu 9 types d’intervenants
différents : administering, administrator, assessor, author, candidate,
invigilator/proctor, psychometrician, scorer et tutor authorisés ou non à voir
objectives, rubric et itemfeedback grâce à l'attribut view. Ces attributs pouvant aider
à la personnalisation du document d’évaluation sont pour l’instant librement
renseignés dans la balise <itemmetadata> qui décrit <item>. A terme, il est fort
possible que les valeurs attribuées à ces balises ne le soient plus librement mais
suivant des vocabulaires normalisés. Moins directement, il est possible de
personnaliser le choix automatique des questions selon le profil pédagogique,
éducationnel, réactionnel du participant en renseignant les attributs <qmditemtype>,
<qmdtopic>, <qmdmaterial> et <qmdlevelofdifficulty> de l’élément <itemetadata>.
Par exemple <qmdlevelofdifficulty>, indiquant le niveau de difficulté de la question,
combiné avec <qmdtopic>, indiquant le domaine, peut permettre de filtrer certaines
questions selon les niveaux éducationnels.
IMS-QTI permet-il de prendre en compte l’interactivité? Là aussi, dans une
certaine mesure, oui. En effet, <itemfeedback> permet de renseigner les possibles
réactions du système et en particulier les <hint> qui sont des aides données au
participant en fonction des réponses faites ou selon les temps de réaction du
participant (géré par <duration>).
e-learning : normes et spécifications
21
5. Conclusion
Nous avons pu voir que l'avancée de la réflexion sur les spécifications
concernant les objets pédagogiques est relativement aboutie avec le LOM et le
content packaging. Grâce au LOM, les documents numériques d'apprentissage
intervenant dans des systèmes d'enseignement en ligne ou dans des STI peuvent en
effet être assez complètement caractérisés, même s'ils interviennent de manière
fragmentée. L'inter-échange et la réutilisabilité entre les systèmes, grâce au content
packaging, est donc complètement possible. Il est à gager que très prochainement,
ces spécifications deviendront des normes. Nous avons cependant pu voir que le
LOM avait des limites car son rôle de descripteur n’est pas assez poussé pour
prendre en compte des ressources plus interactives comme celles mises en oeuvre
dans l’évaluation des connaissances. L’ajout de nouvelles caractéristiques, comme
celles présentées dans IMS-QTI, est donc complètement nécessaire. Elle se révèle
d’autant plus nécessaire si on considère que, comme pour les STI à leurs débuts, la
mise en place d'évaluations diagnostiques et formatives améliorera
considérablement la personnalisation des systèmes de type plate-forme pédagogique
en leur donnant une dimension interactive et dynamique supplémentaire. Plus
pragmatiquement, en considérant le fait que l’obtention d’un diplôme ou certificat
reconnu est, pour un apprenant, un des critères fondamentaux de sélection d'une
formation en ligne, on peut supposer que des ressources d’évaluation vont être
massivement développées dans ces contextes. Cette spécification, bien qu'à son
début, est très prometteuse. Nous nous questionnons cependant sur la finesse du
degré de personnalisation et d’interactivité qu’elle permet de prendre en compte. Il y
a en effet peu de critères permettant d’indiquer au système un processus de filtrage
personnalisé ou un comportement adaptatif à réaliser. Peut être qu’à terme, avec
l’intégration de IMS-QTI et du LOM, ces limites seront repoussées.
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