Adaptation de contenu pédagogique pour

Adaptation de contenu pédagogique
pour téléphone mobile
Ivan Madjarov
Université d'Aix-Marseille
Laboratoire LSIS - WiCSi, UMR CNRS 6168
Département Réseaux et Télécommunications
163 Avenue de Luminy Case 920
13288 MARSEILLE
FRANCE
[email protected]
Résumé— Les plates-formes e-Learning existantes se ressemblent
par leurs fonctionnalités et leurs multiples extensions, mais ils
n'arrivent pas à résoudre les problèmes de description des
contenus et la réutilisation de la partie fonctionnelle des
applications qui les animent. Avec le déploiement du phénomène
"Web 2.0" nous voyons apparaitre des fonctionnalités qui
aboutissent aux éléments sociaux de partage, de participation et
d’échanges. Des rapports récents montrent que les étudiants sont
de plus en plus attirés par la mobilité des supports pédagogiques,
possible par le biais de la communication sans fil (Wifi, 3G).
Nous assistons à la prolongation logique du e-Learning vers le mLearning. En se basant sur des plates-formes libres et "open
source" et la technologie des services Web nous avons conçu
pour les auteurs de cours un cadre social et collaboratif pour la
création, le partage, l'extraction et la diffusion de contenus XML
sémantiques sur des réseaux filaires ou mobile en favorisant la
contextualisation et l'adaptation des contenus en fonction de
l'emplacement, la mobilité, le profil et le matériel des personnes
occupants un espace particulier. Nous avons développé une
méthode de contextualisation pour sommairiser un contenu sous
forme d'indexe. L'étudiant a le choix entre une séquence
hypermédia ou une séquence audio pour "visualiser" un contenu
pédagogique sur son navigateur mobile.
Mots clés— adaptation de contenu, contextualisation, navigateur
mobile, m-Learning
I. INTRODUCTION
Il existe aujourd’hui de nombreux projets dans le domaine
du e-Learning. Les plates-formes existantes se ressemblent par
leurs fonctionnalités et leurs multiples extensions. Les efforts
de standardisation ont pour objectif la structuration et la
réutilisation des documents pédagogiques en définissant un
élément de base appelé Objet Pédagogique [1] (LO). Par
contre, les problèmes de la description du contenu
(métadonnées) et la réutilisation de la partie fonctionnelle des
applications qui les animent ne sont pas traités. Avec le
développement du phénomène "Web 2.0" nous voyons
apparaitre des fonctionnalités qui aboutissent aux éléments
sociaux de partage, de participation et d’échanges. Une
tendance nettement repérée dans les derniers rapports, traitant
de l'évolution des systèmes e-Learning. Les plateformes
existantes ne répondent pas à ces critères et s'adaptent
difficilement faute de technologies informatiques dépassées.
Les recherches récentes montrent que les étudiants sont de
plus en plus attirés par la mobilité des supports pédagogiques,
possible par le biais de la communication sans fil (Bluetooth,
Wifi, GPRS, UMTS). Nous assistons à la prolongation
logique du e-Learning vers le m-Learning (Mobile Learning).
Nos activités R&D depuis 2003 (projet Xesop [2], [3])
démontrent que les plates-formes e-Learning, aussi bien
commerciales que libres, sont en général centralisées et
propriétaires, les éléments pédagogiques sont souvent déposés
dans des caches de serveurs basés Web, seuls quelques
systèmes disposent de "repository" de documents. Ils offrent
des cours avec un contenu bien défini et ne se prêtent pas à
une politique de partage et de réutilisation des composants
pédagogiques ou fonctionnels.
En se basant sur les technologies des services Web nous
avons réalisé un concept-auteur orienté vers les réalisateurs de
cours pour la création d'un contenu pédagogique XML
sémantique stocké dans une base de données XML native.
L'intégration du concept avec un LMS/LCMS (Learning
Content Management System) existant nous avons réalisé par
le développement d'un système autonome de gestion des
services Web (WSMS - Web Services Management System).
Notre technique est basée sur des principes flexibles pour
l'adaptation à la demande de contenus pour des unités fixes ou
mobiles. Notre objectif est de faire une passerelle entre les
périphériques fixes ou mobiles et le vaste ensemble d'objets
pédagogiques disponibles sur les systèmes e-Learning basés
Web. Pour aboutir à cet objectif nous avons conçu un cadre
d'environnement collaboratif et social de création, partage,
extraction et diffusion de contenus XML sémantiques sur des
réseaux filaires ou mobile en favorisant la contextualisation et
l'adaptation des contenus (texte, image, audio, vidéo) en
fonction de l'emplacement, la mobilité, le profil et le matériel
des personnes occupants un espace particulier. Le système
conçu est développé entièrement en langage Java et est orienté
vers les auteurs de cours. Il contient un éditeur sémantique
XML [13], des plug-ins pour la création et l'édition
d'équations mathématiques (MathML [14]), graphisme
vectoriel (SVG [15]), questionnaires (QTI [16]), diagrammes,
gestion d'une base de données XML native (eXist [17]), où le
cours développé est stocké sous la forme d'une ou plusieurs
collections. L'intégration avec un LMS (Moodle [18], Dokeos
Les cahiers pédagogiques des R&T - Actes du 2ème colloque - Kourou, Guyane, novembre 2010
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[19]) s'effectue par l'intermédiaire d'un gestionnaire de
services Web (Tomcat-Axis [20], [21]).
Un service Web est à la base du processus de
contextualisation qui effectue l'ajustement du contenu aux
paramètres détectés pour un client mobile ou fixe.
L'adaptation du contenu se fait en fonction du profil de
l'utilisateur et le profil technique de son "User Agent".
Un contenu sémantiquement identifié peut être adapté par
l'envoie des séquences de pages multimédias et hypertextes
[5], ou procéder à une transformation TTS (text-to-speech)
pour satisfaire les clients de téléphones portables ou
Smartphones en déplacement qui évoluent dans un contexte
particulier [6]. Une interface multimodale, par exemple, prend
en charge un clavier ou une voix. Le problème essentiel des
interfaces des téléphones mobiles est qu'ils ne sont pas adaptés
à recevoir les informations Web dans leurs formats d'origine.
Nous avons développé une méthode de contextualisation
pour sommairiser un contenu sous forme d'indexe. L'étudiant
a le choix entre une séquence hypermédia ou une séquence
audio pour "visualiser" un contenu pédagogique sur son
navigateur mobile.
II. ENVIRONNEMENT NUMERIQUE D'APPRENTISSAGE
A. Tour d'horizon
Les ENT permettent aux usagers de disposer d’une offre
cohérente et personnalisée de services numériques présentés
de manière homogène. Ces services couvrent notamment
l’accès aux ressources numériques, la vie étudiante et scolaire,
le travail collaboratif, l’organisation personnelle. Un élément
essentiel dans la conception de l’ENT est la formation en ligne
par les moyens technologiques de l’Internet (e-Learning).
Une plate-forme LMS (Learning Management System) est
un produit dérivé des logiciels CMS (Content Management
System) mais présente des fonctions différentes pour la
pédagogie et l'apprentissage. Une plate-forme LMS est entre
autres un des outils des TICE (Technologies de l'information
et de la communication pour l'éducation). Une plate-forme eLearning peut-être intégrée à un ENT, elle devient ainsi un
service numérique pour un établissement scolaire ou
universitaire.
Un système e-Learning représente un ensemble cohérent de
services personnalisés et personnalisables, destinés aux
activités
des
utilisateurs:
enseignants,
étudiants,
administrateurs. Un système de gestion de contenu
pédagogique doit maîtriser une profusion de services
(messagerie, agenda, cahier de textes, carnet de notes…), des
ressources éparpillées (banque d’exercices, logiciels, outils
pédagogiques, services documentaires…), des nouveaux
usages (partage de dossiers, documents de cours distants
accessibles en "présentiel" et en "distanciel", corrigés en ligne,
organisation de la production numérique, accès depuis le
domicile, accès depuis les espaces publics, …) et d'être ouvert
vers les nouvelles tendances inspirées par le développement
des technologies mobiles de communications (Wifi, 3G,
Bluetooth) pour une cohérence de transfert et d'intégration
avec le m-Learning. Le terme fait référence à l'utilisation des
appareils portables comme les PDA, téléphones mobiles,
Handheld PC et autres dans une forme d'apprentissage récente
qui tire parti des possibilités offertes par les technologies
mobiles. Le m-Learning brise les barrières de l'emplacement
fixe avec la mobilité des récepteurs en fournissant un contenu
d'apprentissage sur mesure aux formats adaptés.
Les filières de formation de toutes orientations sont
confrontées aux difficultés de l'accès, le partage, la création et
la diffusion de documents pédagogiques. Les besoins de
toutes les filières nécessitent l'application des standards eLearning (LOM [1], IMS [7], SCORM [8]) en vigueur pour
rendre les documents pédagogiques réutilisables en s'appuyant
sur les technologies nouvelles de l'Internet pour assurer
l'interopérabilité des systèmes hétérogènes déjà en place. Les
moyens pour atteindre les objectifs sont multiples,
complémentaires et indépendants :
• accès à des ressources variées,
• outils de communication,
• échanges entre enseignants et apprenants,
• offres des services de tutorat à distance,
• résolution d’exercices,
• outils de collaboration à distance.
Actuellement, les enseignants doivent gérer de nombreux
documents pédagogiques, la plupart sous forme numérique.
Ces documents, ayant souvent un contenu commun, possèdent
des types et des formats différents (polycopiés, transparents,
fichiers divers, documents en ligne, ...) et s’adressent à des
publics variés (apprenants de différentes filières, stagiaires de
formation continue, ...). La création de nouveaux documents
soulève parfois des difficultés à cause des outils incompatibles
utilisés antérieurement. Le problème de la mise à jour
cohérente de documents associés à un même contenu est
encore plus difficile. De plus, l’échange, le partage ou
l’élaboration en commun de documents pédagogiques entre
enseignants ne sont pas aisés. La formation continue, par
exemple, nécessite de plus en plus la création de modules
d’enseignement à la demande et sur mesure dont les contenus
sont souvent éparpillés parmi des documents hétérogènes,
donc difficiles à exploiter. Enfin, la formation tout au long de
la vie impose de s’adapter au niveau et aux besoins de chacun.
La pratique usuelle montre que les enseignants échangent
rarement des informations sur le contenu de leurs cours, même
quand ils sont similaires. Il y a certainement beaucoup de
raisons, certains de caractère purement technique, et d’autres
de caractère psychologique. Les raisons techniques résident
essentiellement dans le format d’origine des documents
pédagogiques et les technologies informatiques utilisées. En
effet, plusieurs documents pédagogiques ont été créés dans le
passé par des moyens informatiques différents incompatibles
avec les formats actuels, et ne se prêtent donc pas à une
interopérabilité avec les documents plus récents. Une simple
migration d'un objet pédagogique d'un système vers un autre
pose problème de compatibilité au niveau système de fichiers
et format des bases de données. Un témoignage récent montre
que la migration d'un cours en format standardisé de
PowerPoint ne peut pas être effectuée automatiquement d'un
système e-Learning basé Claroline [22] vers un système basé
Moodle. Les efforts engagés et le temps perdu ne contribuent
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gère à la qualité pédagogique des supports mis en ligne et à la
motivation des enseignants de s'engager dans cette voie. Il est
évident qu'une approche plus universelle est nécessaire pour
faciliter le travail purement technique de publication des
documents pédagogiques créés dans le temps avec des
supports et techniques différents.
B. Problématique et éléments de contexte.
L’objectif principal dans notre projet est d'assurer la mise
en place et le partage de contenus numériques pour toute
forme de formations (enseignement supérieur, enseignement
secondaire, formation continue, formation à la demande). En
se basant sur les normes et les standards en vigueur dans le
domaine du e-Learning et en s’appuyant sur des logiciels
libres et open source notre objectif est de mettre en ligne des
dispositifs sémantiques de création, d'adaptation et de gestion
des ressources pédagogiques pour un LCMS.
Notre plate-forme XESOP [2], [3] assure, par une structure
sémantique conforme aux standards SCORM [8] et IMS [7] la
création d'un contenu d'enseignement et la construction d'un
parcours pour l'apprenant. Les éléments essentiels du projet
consistent, d’une part, en des supports sémantiques pour la
création, la présentation et le stockage des objets
pédagogiques basés sur des technologies XML et, d’autre part,
en des moyens pour la gestion du parcours de l’étudiant et
l’exécution d’exercices à distance basés sur les services Web
[9]. Notre approche fournit des avantages pour un large
nombre d'apprenants en particulier dans l'enseignement
supérieur, l'enseignement secondaire et la formation continue
et pour une poursuite de formation à la demande mieux
adaptée aux besoins du moment. En effet, de nos jours, des
besoins de formation sont nécessaires tout au long de la vie
professionnelle, à cause de la mobilité et des mutations
technologiques et cela est aussi une conséquence de la crise
économique.
Fig. 1 Architecture fonctionnelle du système Xesop.
Notre objectif est atteint par la création d'objets
pédagogiques XML dans un environnement de développement
sémantique en s'appuyant sur les nouvelles technologies de
l'Internet, à savoir les services Web XML en considérant tout
processus d'enseignement comme un e-Service. Le concept
s'intègre facilement avec un LCMS basé Web dont le choix
dans l'espace des logiciels libres est abondant et pourrait
s'effectuer suivant des critères propres à l'établissement.
Une plate-forme e-Learning regroupe des outils (Fig. 1.)
nécessaires aux principaux utilisateurs, à savoir l'enseignant
(formateur), l'étudiant et l'administrateur (décideur). Ces
dispositifs assurent la consultation à distance des contenus
pédagogiques, l’individualisation et le suivi de l’apprentissage,
et les interactions entre les trois types d'utilisateurs. Ainsi
nous avons, d’une part, le système de gestion des contenus
pédagogiques avec les outils de création et de stockage des
documents pédagogiques et, d’autre part, le système de
diffusion et l’environnement collaboratif de travail manipulant
les supports pédagogiques mis en ligne en accord avec la
stratégie pédagogique adoptée et effectuant les interactions
avec les étudiants. Dans notre conception ces deux systèmes
peuvent être intégrés à la base des métadonnées XML et les
technologies basées Services Web.
Dans un environnement numérique d'apprentissage un
certain nombre de services essentiels sont pris en charge tels
que la création de contenu qui nécessite un outil de création,
c.à.d. un éditeur de contenu pédagogique. L'outil éditeur est
utilisé pour la création et la distribution de documents dans
divers domaines. Son utilisation n'est pas une tâche facile pour
qui veut créer du contenu pédagogique en particulier. En
général, les LMS/LCMS (par exemple, Moodle, Dokeos,
Atutor [23] ou Claroline) disposent d'outils traditionnels
d'édition. Ces outils sont basés hypertexte avec des
fonctionnalités multimédias pour la création de contenus en
format HTML qui n'est pas adapté à l'affichage direct sur les
petits écrans des navigateurs mobiles des unités portables.
L'importation de contenu à partir de formats externes, même
standardisés (Microsoft Office, Open Office), posent plusieurs
problèmes de compatibilité, filtrage et structuration.
Moodle, par exemple, est un logiciel permettant la mise en
place de cours en ligne et de sites web. C’est un projet
bénéficiant d’un développement actif et conçu pour favoriser
un cadre de formation socioconstructiviste. A la base c'est une
approche pédagogique qui se concentre sur les expériences
pouvant être les meilleures pour l’apprentissage, du point de
vue de l’apprenant, plutôt que de simplement publier et
évaluer les informations qu'on estime qu’ils doivent connaître.
Le travail d’enseignant peut se modifier, en passant d’un rôle
de source de la connaissance à celui de pôle d’influence et de
modèle de la culture de classe. Il s’agit d’avoir des contacts
personnalisés et adaptés aux besoins d’apprentissage de
chaque étudiant, et de modérer les discussions et les activités
de façon à atteindre collectivement les objectifs
d’apprentissage de la classe. Sans surprise, au point de vue
technique le contenu pédagogique est basé sur des ressources
HTML, PDF ou Texte référencés par une base de données
relationnelle (MySQL) à travers une interface PHP.
eCUME est le nom du système e-Learning adopté par
l'Université de la Méditerranée qui représente une compilation
LCMS à la base de Moodle intégrée dans l'ENT de université.
Dokeos, d'un autre côté, est certainement la plate-forme eLearning la plus facile à appréhender que ce soit par les
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apprenants (élèves, étudiants, professionnels, ...) pour prendre
connaissance des cours et de s’évaluer sur des exercices ou
des questionnaires que par les formateurs et les auteurs de
cours. La simplification de l’utilisation qui est voulue sur cette
plateforme se traduit par une facilité de prise en main et un
apprentissage rapide. Le design est attirant, le fonctionnement
est très clair et son installation se fait en quelques clics sur un
serveur Web applicatif PHP/MySQL comme xampp [24]. Des
fonctionnalités avancées de téléconférence, de diaporama
commenté sont également directement implémentées dans la
plateforme.
Des moyens complémentaires de développement et de
création de différents éléments multimédias de contenu de
cours pourront être associés au système. L’espace des
logiciels libres propose un choix abondant et de qualité pour le
traitement et la création du graphisme bitmap (Gimp [26]), du
son (Audacity [27]), de la simulation et animation à partir des
captures d'écrans (Wink [28]), des tests et d'examens (Hot
Potatoes [29]).
Nos premiers tests de déploiement de notre concept basé
services Web ont été effectués avec Dokeos. L'intégration des
services par l'interface PHP-SOAP [25] ne pose pas de
problèmes particuliers. L'intégration des sources externes
textuelles ou binaires dans notre concept est prise en charge
par le gestionnaire des services Web (WSMS) [10].
III. ARCHITECTURE DE L’APPLICATION
A. Le concept fonctionnel
L'architecture de notre application se base sur trois
éléments essentiels :
• Environnement XML sémantique de création, stockage,
modification et diffusion des objets pédagogiques. Des
éléments supplémentaires sont rattachés pour servir les
schémas, les images, les formules mathématiques, les
tableaux, les questionnaires, les tests, les exercices et la
présentation graphique des données. Ce sont les
composants de base du projet Xesop;
• Environnement LCMS/LMS permettant aux créateurs de
cours de créer, stocker, réutiliser, gérer et distribuer des
contenus pédagogiques pour les associer, les ordonner
afin de construire un cours cohérent. Cette solution se
base sur le choix d'un logiciel libre qui est conforme aux
postulats des LCMS: stockage des contenus dans un
référentiel unique, séparation du contenu de sa
présentation, interface d’administration, gestion des
profils et des droits des utilisateurs.
• Le troisième élément technologique de cette solution est
implanté par les composants des services Web pour
assurer les interactions du modèle distribué de création et
stockage des ressources pédagogiques, le mode
collaboratif de travail et l'interopérabilité avec
l'architecture des systèmes existants. Cette partie
fonctionnelle comprend :
• le service de stockage des contenus pédagogiques
dans une base de données XML native,
• le service d'adaptation d'un contenu XML
•
sémantique dans un format profilé par le service
d'indentification,
le service d'indentification des clients fixes ou
mobiles.
course
LOM Definition
chapter*
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acknowledgement
author+
date
post-face
preface
info
keywords
copyright
revision
language
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title
paragraph
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link
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table
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XESOP Extension
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numbered
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paragraph+
footnote
anchor
appendix
abstract
bulleted
definition
index
glossary
exercise
code
question
row
cell
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graphic
Fig. 2 Le schéma sémantique d'un cours
Notre conception peut être présentée par le scenario
suivant : L’auteur des cours crée ses objets pédagogiques à
l’aide des outils XML sémantiques à savoir textes, équations
mathématiques, graphiques vectoriels, questionnaires,
exercices, diagrammes, etc. Le stockage de ces objets est
possible dans leur format d'origine (XML) conforme à la
structure de métadonnées définie dans un XML Schema [30],
[4] (Fig. 2). Cette grammaire définie la structure de la
collection XML et atteste par la suite la conformité des
documents pédagogiques créés et enregistrés. Ce schéma sert
aussi à la "bonne formation" des différentes sorties générées à
la demande à travers des transformations (XSLT [31]) dans
des formats standardisés de diffusion dans l’espace Web
(XHTML, PDF, JPEG, …) selon les particularités et les
capacités de visualisation des navigateurs Web aussi bien
fixes que mobiles.
B. Les éléments fonctionnels
La réutilisation des documents pédagogiques dans un
espace coopératif entre auteurs est assurée par le format natif
(XML) de leur création et leur accessibilité par l’appel d’un
service Web. Ainsi, l’auteur d’un cours peut facilement
intégrer des composants propres avec des composants
disponibles dans la base des objets pédagogiques initialement
appartenant à un autre cours et créés par un autre auteur dans
un environnement différent. L’intégration des données par les
moyens des services Web apporte un potentiel reconnu.
L’intégration de données pédagogiques avec des sources
externes est facilitée par les services actionnant des
"wrappers" appropriés pour l'insertion de documents Word,
RDF, HTML ou texte. Un étudiant poursuit un cours à travers
des textes, questionnaires et exercices. S’il a besoin
d’informations complémentaires il peut adresser une requête
au système de gestion des services Web. Le service approprié
va rechercher les informations dans les bases de données
connues et accessibles (Fig. 3.).
Les outils sémantiques sont développés en langage Java en
associant à une application autonome plusieurs plug-ins
Les cahiers pédagogiques des R&T - Actes du 2ème colloque - Kourou, Guyane, novembre 2010
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suivant les besoins des auteurs de cours (Fig. 3). L'accès aux
cours créés est assuré par l'intermédiaire d'un service Web qui
interroge une base de données XML native eXist.
exercices et les questionnaires d'évaluation des connaissances
des étudiants constituent aussi un volet pédagogique important.
Fig. 5 Plug-in éditeur MathML
Fig. 3 Architecture fonctionnelle du système Xesop
Le déploiement du service se fait à la base des descriptions
des fichiers WSDL [32] sous Tomcat-Axis d'Apache.
C. Les composants sémantiques
Fig. 6 Plug-in éditeur SVG
Fig. 4 Éditeur de cours XML sémantique
L'analyse des besoins des principaux acteurs dans un
environnement e-Learning nous a amené à un premier constat
témoignant du besoin des enseignants auteurs de cours d’un
environnement générique et standardisé, lié à des technologies
nouvelles favorisant les échanges, les modifications et le
partage (Fig. 4.). L'éditeur de cours est développé entièrement
en Java. Le concept reprend un projet libre et open source
Jaxe [33] qui est un éditeur de document XML basé sur le
principe "WYSIWYM" (What You See Is What You Mean).
Il est rare qu’un document pédagogique soit constitué
uniquement de texte brut. Suivant la matière enseignée, des
schémas, des formules mathématiques ou des informations
sous forme de tableaux sont très souvent présentées. Les
Fig. 7 Plug-in de création de "chart"
Nous avons élargie et adapté ses fonctionnalités en ajoutant
un schéma XML orienté vers la sémantique d'un cours
pédagogique que nous avons développé dans le projet Xesop,
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une interface de gestion des plug-ins activés selon le besoin de
l'auteur et une interface services Web qui communique avec
notre système de gestion des services Web.
Pour satisfaire les divers besoins nous proposons des outils
basés sur des métalangages XML très pratiques pour la
conception d’un éditeur d’équations mathématiques (MathML,
Fig. 5.), pour la création d’un éditeur de graphisme vectoriel
(SVG, Fig. 6.) et un schéma pour la réalisation des tableaux.
La création de graphiques de type diagramme est confiée à un
plug-in de type "chart" (Fig. 7). Plusieurs exercices peuvent
être réalisés par des questionnaires de type QCM (Fig. 8.).
Pour cela nous avons créé un plug-in pour la conception de
questionnaires qui se base sur la norme IMS-QTI [11].
contenu binaire à l'origine. Alors, son implantation dans une
collection XML n'est liée à aucun problème sauf une
augmentation de la taille du contenu résultant. Exemple:
<image filename ="name" type = "gif|jpg|png"
code = "Base64"> … </image> est le balisage qui fait
insérer une image dans le contenu d'un cours (Tableau 1).
TABLEAU I
TRANSFORMATION BASE64 POUR UNE IMAGE DE TYPE "GIF"
<image filename="java-boutique" type="gif"
code="Base64" width="42" height="34">
R0lGODlhlwBxAOYAAIuLjGOYzJeh0/r6+XFxcVBQT6fC6PSya
M/LAFyHrXClzv/HAP7mALKvAdjY2TlSYI+OA4aXyou66v7ZAHF
vCKOjpDIxMQ/2md0e................................
.....................3Rrb+MY4zvEfAgEAOw==</image>
Fig. 8 Plug-in QTI pour une question "Choix multiples"
Le fonctionnement de ces plug-ins est rattaché à l’éditeur
sémantique XML de base (Fig. 4.). Ainsi, les composants
additionnels créent des objets pédagogiques XML qui sont
directement insérés dans le document XML du cours. Ce
document est enregistré localement où forme l’arborescence
d’une collection dans la NXDB eXist [17].
Texte formaté, diagrammes, formules mathématiques,
données présentées en tableaux, des images vectoriels ou
bitmap constituent en générale un contenu pédagogique. Dans
notre système les données de caractère binaire ou multimédia
sont insérées dans le format XML du cours. En résultat la
collection est ménagée plus facilement comme une entité
unique et conforme aux standards en vigueur. Pendant les
étapes de développement d'un cours l'auteur peut insérer des
images ou autres données de caractère binaire qui vont être
codés par la méthode "Base64" [34] pour obtenir une
codification textuelle entourée de balises qui déterminent son
utilisation antérieur. Base64 est un codage de l'information
utilisant 64 caractères, choisis pour être disponibles sur la
majorité des systèmes. Ainsi on obtient la séquence texte d'un
D. Stockage des cours
Un cours est une collection arborescente d'objets
pédagogiques créés aux moyens des éditeurs sémantiques en
format XML ou importés à partir d’autres systèmes conformes
au SCORM [8]. Dans notre conception, cela implique la
création d’un entrepôt de cours pouvant être partagés et
recherchés par plusieurs entités d’enseignement. Selon
l’évolution de la matière, les enseignants peuvent éprouver le
besoin de modifier le contenu d’un ou plusieurs cours d’un
enseignement ou d'en extraire des parties. Ainsi, le bon
fonctionnement du système collaboratif nécessite le stockage
des documents pédagogiques dans une structure commune et
sémantiquement définie et accessible. L’utilisation d’une base
de données contribue à une meilleure réutilisation et diffusion
de ces documents. Le choix d’une base de données adaptée
s’impose donc: nous avons opté pour une base de données
XML native qui permet le stockage de documents XML dans
leur format d’origine, sans transformations (mappings). Notre
choix, par opposition à celui d’une base de données
relationnelle, s’explique par la nature même des documents
pédagogiques qui sont en général de types narratifs c’est-àdire orientés documents (document-centric) et non pas
données (data-centric). Les systèmes LCMS existants
stockent l'ensemble des objets pédagogiques d'un cours sous
forme de répertoires et pages Web accessibles par un serveur
HTTP et répertorient ces collections dans une base de données
relationnelle (en général MySQL). Cette technique ne facilite
donc pas le travail collaboratif de l’équipe pédagogique dans
le cas de partage et réutilisation de ces objets. Nous avons mis
en place une technique et des méthodes d'intégration des
objets pédagogiques provenant de bases de données
hétérogènes. L’intégration est facilitée par le potentiel des
services Web en tant qu’applications indépendantes et
transparentes par rapport aux protocoles de communications et
aux utilisateurs [12]. Un service est engagé à traiter les
requêtes XQuery [35] et à transformer le résultat dans le
format approprié du LCMS. Ainsi les étudiants reçoivent sur
Les cahiers pédagogiques des R&T - Actes du 2ème colloque - Kourou, Guyane, novembre 2010
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leurs postes de travail des séquences de pages composées à la
demande ou en fonction de leur avancement dans le cours et la
stratégie pédagogique adoptée.
E. Les services Web
La décentralisation des fonctionnalités d'un système eLearning classique passe par la conception des composants
des services Web. En effet, dans un système distribué les
objets pédagogiques ne peuvent pas être simplement importés
dans un système de gestion d’enseignement (LMS). Ils
doivent être importés à la demande. Une telle vision des
choses nécessite de combiner les aspects techniques avec les
efforts récents de standardisation dans le domaine de gestion
d'un contenu pédagogique visant l’échange et la réutilisation
efficace (IMS CP [7]). La publication et la recherche des
objets pédagogiques peuvent se faire dans un cadre UDDI
(Apache Tomcat Axis). Les caractéristiques du service
assurent le stockage des données concernant la description des
objets pédagogiques, c’est-à-dire, des métas-informations,
alors que le contenu réel de ces mêmes objets pédagogiques
est gardé dans des sites distribués des auteurs de cours ou des
intervenants d’enseignement (Fig. 9.).
HTTP
Web Services
Management System
OSES
XML
Editor
MathML
Plug-In
XICT, XCAT
XSAT
XML
Parsers
WSDL
Allocation
Service
PHP
SOAP
Chart
Editor
Auteur
SOAP
SOAP
Learning
Objects
Database
System
Administration
User
Profile
SVG
Plug-In
QTI
Plug-In
Admin
Database
Learning
Content
Course
Management
MySQL
PHP
LCMS
NXDB
Mobile
Web
Browser
User
Authorization
Web
Application
Server
HTTP HTTP
Etudiant
Desktop
Web
Browser
Fig. 9 Intégration basée services Web des composants pédagogiques
Dans un système e-Learning la variété des dispositifs et des
composants peut être perçue comme une variété de processus,
et par conséquent, réalisée en tant que services Web atomiques
ou composés. Notre conception se base sur une liste non
exhaustive des différents composants d’un système eLearning :
• conception d’un contenu pédagogique,
• publication d’un cours à partir d’une référence unique,
• gestion des objets pédagogiques,
• mise à jour d’un contenu pédagogique,
• adaptation d’un contenu sur demande et selon le profil,
• recherche et présentation d’un contenu pédagogique,
• inscription d’un étudiant et gestion de son compte et de
son profil,
• évaluation des connaissances acquises,
• mise en place et gestion d’une classe virtuelle,
• gestion d’un système de communication synchronisé
de type chat.
Ainsi, son fonctionnement est décomposé en différentes
activités ou groupes d'activités qui peuvent être mises en
application de façon indépendante sous la forme de services.
Le fonctionnement intégral d’un système peut être reconstitué
par une composition appropriée des services définis et choisis
à la demande.
IV. MOBILE LEARNING
Mobile Learning (m-Learning) est un concept de formation
en pleine essor. Les besoins des apprenants évoluent
rapidement et les modes d'apprentissage se diversifient. Il
offre une déclinaison au e-Learning pour apprendre n’importe
où grâce à des modules de formation accessibles sur téléphone
portable.
Ces transformations permettent d'offrir des solutions
pédagogiques nouvelles et de plus en plus adaptées aux
différents contextes de travail et déplacement ainsi qu'aux
différents individus. Actuellement, les modules de formation
m-Learning sont plutôt courts et s'inscrivent en complément
d'un dispositif existant en offrant une ressource
supplémentaire dans un parcours pédagogique établit. Le mLearning est destiné à être "consommé" dans des
environnements peu favorables à l'apprentissage : dans les
transports en commun où dans une salle d'attente, nombreux
sont ceux qui en profitent pour jouer sur leur téléphone
portable, échanger des SMS ou des mails ou visionner une
vidéo sur YouTube. Alors pourquoi ne pas profiter de ce
moment de pause obligée pour revoir un point de cours,
apprendre une nouvelle notion ou réviser les verbes irrégulier
anglais.
Principale caractéristique du m-Learning est qu'il est réalisé
par l'intermédiaire de dispositifs mobiles. Ces dispositifs
diffèrent énormément les uns des autres par leurs équipements
et les capacités des logiciels installés:
• Processeur : La puissance et le modèle du processeur;
• Mémoire : La taille et la rapidité de la mémoire;
• Type d'unité mobile: téléphone cellulaire, téléphone
intelligeant, PDA, "handheld PC";
• Système d'exploitation: Java2ME, Symbian, iPhone,
Windows Mobile, Android, etc...;
• Navigateur Web: Opera Mobile and Mini, Safari, S60,
Microsoft IE for Mobile, etc…;
• Langage de marquage: XHTML MP (XHTML Mobile
Profile), WML, XML, etc…;
• Langage de script: JavaScript, VBScript
• Kit de développement: Nokia’s Ovi SDK, Samsung
Bada SDK, Sweb Apps for iPhone, etc;
• Format des fichiers et résolution de l'écran: 320X240,
320X480, 480X360.
Nous avons déjà constaté qu'un contenu pédagogique en
général est présenté sous la forme de pages Web en format
XHTML, PDF ou Texte. Les pages peuvent être
accompagnées d'éléments multimédia et peuvent être adaptées
pour des résolutions des écrans fixes des ordinateurs de
bureaux ou portables. En plus, on peut rencontrer des formats
non standardisés par le W3C tels que le Flash ou le
QuickTime. Les systèmes LMS/LCMS actuels ne disposent
Les cahiers pédagogiques des R&T - Actes du 2ème colloque - Kourou, Guyane, novembre 2010
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pas de moyen standardisés d'adaptation d'un contenu
pédagogique pour les besoins des navigateurs mobiles. Un tel
standard est difficile à élaborer vu la diversité des propriétés
techniques des unités mobiles et la variété des logiciels. En
général un navigateur Web mobile essaye de faire un zoom
sur une entité de page. Cette méthode approximative
d'adaptation ne favorise pas la lisibilité et le repérage facile
des informations pertinentes d'un cours. Il est évident qu'une
méthode plus élaborée est nécessaire surtout dans le cas de
visualisation de contenu pédagogique où la présentation a son
propre effet cognitif.
Notre approche, dans un premier temps, se base sur des
méthodes d'identification. Par des tests nous récoltons le
maximum de propriétés techniques pour pouvoir déterminer
avec précision l'approche d'adaptation du contenu
pédagogique pour un navigateur Web mobile et pour un type
d'unité portable.
Pour atteindre cet objectif nous avons appliqué une
méthode standardisée d'identification de l'unité mobile par le
biais du protocole HTTP en analysant l'entête d'une requête et
une méthode propre à l'identification du navigateur mobile
installé sur l'unité portable désormais identifiée. Nous avons
développé cette dernière méthode suite à une série de tests [38]
appliqués sur un ensemble assai large de navigateurs [6]. Les
résultats affirment la compatibilité de certains modèles de
navigateurs mobiles (Opera Mobile, Safari) avec les
navigateurs classiques (FireFox, IE), d'autres ont été classés
compatible (Opera Mini, S60, IE Mobile) avec la norme W3C
pour le langage de marquage XHTML MP établie pour les
navigateurs mobiles conformes au protocole WAP 2.0.
Suite à l'analyse des résultats obtenus notre approche
d'adaptation s'oriente vers la constitution d'un contenu lisible
sur un écran de taille réduite dans un format compatible (XML
ou XHTML MP) pour le navigateur mobile détecté.
Actuellement certains sites Web proposent de contenu
"adapté" par rapport à la taille de l'écran mobile en limitant
uniquement la largeur des paragraphes affichés. Le "scroll"
vertical sur un document de taille reste un problème de
parcours et de repère. La recherche d'une information
pertinente dans une telle présentation pose un vrai défi.
Notre approche d'adaptation comprend une deuxième
méthode qui a pour objectif de sommairiser le contenu afin de
le rendre lisible et facile à parcourir avec des points de repères
logiques par rapport à sa structure. Une structuration du
document dans le sens XML est appliquée.
Une troisième méthode vient compléter notre approche
d'adaptation. L'étudiant a le choix entre une séquence textuelle
et une séquence audio sur le même sujet, c.à.d. qu'à la
demande une séquence textuelle peut être convertie en
séquence audio par des méthodes dites de TTS (text-to-speech)
[37].
Pour sommairiser un contenu pédagogique nous se basons
sur sa structure à la sortie de notre éditeur XML sémantique
(Fig.4.). A sa création le cours contient des éléments de
repères pour les chapitres, les paragraphes, ainsi que pour tous
les autres composants pédagogiques. Le module d'adaptation
crée un index contenant les noms de tous les composants de la
collection XML choisie. Chaque élément de l'indexe pointe
sur son contenu correspondant. Au choix de l'étudiant le
contenu est transformé en séquence envoyée par le service
Web correspondant au navigateur mobile (Fig. 10).
Éditeur Sémantique XML
XML Schema Structure
2
1
Mobile index view
4
3
Web Service
Index creation
Mobile browser
content
view and listen
Web Service
XCAT
5
Web Service
XSAT
6
Fig. 10 Le processus de contextualisation multimodale
Trois services Web sont chargés de la diffusion des
contenus choisis:
1. Le service Web d'indexation du contenu d'un cours;
2. Le service XCAT (XML content adaptation tool) qui
adapte le contenu indexé aux caractéristiques de l'unité
portable;
3. Le service XSAT (XML speech adaptation tool) qui
transcode le contenu indexé dans une séquence audio.
V. CONCLUSION
Notre conception dégage une activité centrale. D'une part
cette activité assure la création d'un contenu d'enseignement et
d'autre part la construction d'un parcours pour l'apprenant. Le
Les cahiers pédagogiques des R&T - Actes du 2ème colloque - Kourou, Guyane, novembre 2010
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parcours définit un cadre temporel et une organisation pour les
activités d’apprentissage des étudiants. A cette activité
principale nous pouvons ajouter la construction de liens entre
les parcours et des documents externes, la création de
questionnaires et d'exercices, des moyens de communication
synchrones ou asynchrones. Les plates-formes en général
n’autorisent l’intervention que d’un seul créateur de cours, ou
alors elles autorisent plusieurs créateurs, mais sans gestion du
partage dans ce cas. Cela veut dire que le mode collaboratif de
création des cours est rarement disponible : cela est dû à notre
avis surtout aux technologies informatiques utilisées dans ces
plates-formes. L’administration des documents pédagogiques
est une fonction distincte de leur création et concerne les
procédures de stockage, de recherche, de partage et
d’importation des documents pédagogiques. La gestion des
évaluations assure des fonctionnalités permettant de procéder
à des évaluations et d’administrer les résultats de ces
évaluations. La gestion d’un parcours SCORM est présente
sur la plupart des plates-formes : des ressources pédagogiques
organisées de manière hiérarchique, avec (éventuellement) des
contraintes de consultation (durée, passage obligé...) ;
packager sous forme d'archive comprenant les ressources
pédagogiques et un fichier XML (Manifest) décrivant
l'organisation du parcours.
Nous avons décrit une approche basée sur les services Web
pour l'intégration d'un environnement d'adaptation d'un
contenu pédagogique pour une utilisation mobile. Nous avons
testé plusieurs navigateurs mobiles Web et nous avons apporté
la preuve de leurs compatibilités avec des navigateurs Web
classiques. En conséquence, nous avons mis en place un
système multimodal d'adaptation de contenu pour un
environnement m-Learning. Nous avons adopté la technologie
des services Web afin de fournir un modèle d'intégration
souple dans lequel toutes les composantes de l'apprentissage
et les applications sont bien définies. Notre travail a l'avantage
d'utiliser un navigateur Web mobile comme environnement de
communication universel, c.à.d. un client léger. Nous avons
combiné l'adaptation du contenu textuel avec le transcodage
audio alternative afin de mieux répondre aux besoins des
élèves. Nous avons proposé une technique d'adaptation basée
services Web qui est mieux adaptée à un large spectre de
contenus accessibles à travers les variétés de systèmes eLearning.
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