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ÉpiTalk, un outil générique pour la construction de systèmes conseillers Gilbert Paquette1, François Pachet2 et Sylvain Giroux1 | | |
|1 LICEF, Télé-université, |2LAFORIA, Université Paris |
|1001 rue Sherbrooke est, |6, |
|Montréal H2X 3M4 Canada |4, Place Jussieu, 75252 |
|gilbert_paquette@teluq. |Paris, cedex 05, France |
|uquebec. ca |pachet@laforia. ibp. fr |
Résumé
Nous présentons l'architecture d'un outil générateur de systèmes
conseillers. Le système ÉpiTalk sert à développer un conseiller qui se
greffe à un environnement d'apprentissage ou un système d'aide à la
tâche existant sans en perturber le fonctionnement. Après un inventaire
des formes que prend le conseil dans les systèmes d'apprentissage à
base de connaissances et les tutoriels intelligents, nous présentons
des exemples de systèmes conseillers et une première architecture qui a
fait l'objet de travaux antérieurs. Puis nous présentons l'architecture
et l'implantation d'un nouveau système générateur de systèmes
conseillers multi-agents appelé ÉpiTalk. Ensuite, nous présentons trois
applications d'ÉpiTalk qui ont été implantées ou sont en voie d'être
complétées : AGD, un atelier de génie didactique, COPERNIC-2 un
environnement d'apprentissage sur la démarche scientifique, et
HyperGUIDE, un environnement pour la formation à distance. En
conclusion, nous discutons les résultats sur quatre plans : la
faisabilité d'un générateur de systèmes conseillers, la versatilité du
générateur quant aux formes de conseil, son applicabilité à des
conseils sur des activités de groupe et la qualité des interfaces
visant à minimiser l'usage de la programmation. Mots-clès : systèmes conseillers, environnements d'apprentissage,
systèmes d'aide à la tâche, systèmes multi-agents, systèmes
d'apprentissage à base de connaissances, système tutoriels
intelligents. Abstract We report on the architecture of a generator for advisor systems.
ÉpiTalk is used to construct an advisor component to an existing
learning environment or task support system, without disturbing its
operation. After a survey of advisory components in knowledge-based
learning environments and intelligent tutoring systems, we present
implemented examples of such systems based on a previous generic
architecture. Then we introduce a new multi-agent framework of a
generator of advisor systems called ÉpiTalk. Finally, we outline three
ÉpiTalk advisors that have been programmed or are in progress : AGD, a
course design engineering workbench, COPERNIC-2, a learning environment
on scientific discovery and HYPERGUIDE, a telelearning environement. We
end by discussing our results on four aspects : the feasability of such
an advisor generator, the versatiliy of the ÉpiTalk generator with
regards to the types of advices, its applicability to collaborative
work and learning and, finally, the quality of the designer's interface
aiming at reducing the programming load. Keywords : advisor systems, learning environments, task-support
systems, multi-agent systems, knowledge-based learning systems,
intelligent tutoring systems On trouvera dans [Wenger 1987], et plus récemment dans [Jonassen 1991] et
[Winkels 1992] trois solides revues du conseil et de l'aide intelligente
dans les environnements d'apprentissage et les tutoriels intelligents. Dans
ce contexte, nos travaux se concentrent sur une méthodologie de
développement de systèmes conseillers se greffant à une application
existante, capable de conseiller l'usager sur le contenu de ses travaux ou
les méthodes qu'il utilise, et de le faire selon différents modes
déterminés par le concepteur du système.
A la section 2, nous présenterons les travaux ayant mené à une première
architecture d'un outil générique de conseil intelligent, puis à la section
3, nous présentons une nouvelle architecture d'un tel système, appelée
ÉpiTalk. La section 4 est consacrée à trois applications de ce système et
la section 5 à la discussion des résultats obtenus jusqu'à présent. 1. Conseils dans les logiciels de formation
Nous discutons ici quatre dimensions du conseil dans les environnements
d'apprentissage : l'importance de l'aide du système, l'initiative de
l'intervention, le support aux activités de groupe et la nature du
conseil : contenu du domaine ou méthodologie. 1 1.1 Importance de l'aide du système
Nous distinguons d'abord quatre niveaux de système, selon l'importance de
l'aide apportée par le système. 1- A une extrémité se trouvent les systèmes qui se contentent de donner une
simple rétroaction à l'apprenant. C'est le cas notamment de la plupart des
progiciels et des hypermédia. C'est également le cas des systèmes experts,
lorsqu'ils ne contiennent pas de véritable module d'explication.
L'apprenant utilise les outils du système pour réaliser une tâche ou
résoudre un problème. Le système affiche certaines conséquences des actions
de l'apprenant d'une façon qui devrait l'aider à cheminer vers une
solution. Pour maximiser le rôle "enseignant" de tels systèmes, les
concepteurs devront y implanter des outils dont les interfaces sont
transparentes relativement aux connaissances méthodologiques qui leur
servent de support. 2- Un niveau interventionniste moyen consiste à prévoir une aide
interactive intelligente. Un tel mécanisme affichera, sur demande de
l'apprenant, une explication relative à la composante de l'interface où il
se trouve ou à l'outil qu'il utilise, le plus possible en relation avec la
tâche qu'il est en train de réaliser. Un bel exemple d'une telle approche
se retrouve dans le module d'explication d'un système expert. Celui-ci peut
être plus ou moins sophistiqué, mais il offre toujours une explication
directement reliée aux interventions de l'usager relativement au cas
présentement à l'étude. On peut aussi greffer des systèmes d'aide
interactive à des progiciels ou à des micro-mondes pour éviter de laisser
l'apprenant trop démuni dans l'univers des actions possibles. 3- Un niveau interventionniste plus élevé est présent dans les systèmes
"coach" ou les conseillers actifs. Dans des systèmes tels que SOPHIE-I
[Brown 1975] ou STEAMER [Steven 1983], non seulement l'apprenant obtient
sur demande une aide ciblée sur ses activités, mais le système peut
également décider d'intervenir pour afficher un conseil lorsqu'il lui
semble que l'apprenant a de trop grandes difficultés avec la tâche en
cours. Cependant, le conseil n'est pas ici impératif, il peut être suivi ou
non par l'apprenant. 4- Enfin, dans les systèmes tutoriels intelligents, entre autres dans le
"LISP TUTOR" [Anderson 1984], l'initiative est entièrement laissée au
système qui exerce un guidage de l'apprenant de type tutorat. Ici les
interventions du système sont impératives, les erreurs sont soulignées et
demandent correction de la part de l'apprenant. 2 1.2 Initiative de l'intervention
On peut aussi classifier les systèmes conseillers selon le rôle que jouent
les divers agents dans le processus d'apprentissage. Dans la plupart des
systèmes mentionnés plus haut, il n'y a que deux agents : l'apprenant et le
système. Dans ce contexte, plus l'apprenant est actif, plus le conseiller
est passif, moins il intervient, comme c'est le cas dans les systèmes
d'aide intelligente. Par contre, plus le conseiller est actif ou carrément
interventionniste, comme dans le cas du tutorat, moins l'apprenant a de
marge de manoeuvre pour exercer son activité cognitive. En règle générale, il s'agit de trouver le bon dosage en fonction des
besoins de formation des apprenants. C'est par une coopération
apprenant/système que l'apprentissage sera le mieux favorisé. Trop de
conseils directifs et l'apprenant n'a plus d'espace pour apprendre. Trop
peu de conseils et la plupart des apprenants piétineront dans des voies peu
productives. Voilà pourquoi de plus en plus de systèmes adoptent un mode
mixte de conseil dans lequel c'est tantôt l'apprenant qui consulte un
conseiller passif, tantôt le conseiller pro-actif qui intervient pour
donner un conseil ou suggérer un élément de solution. C'est le cas, par exemple, de ERMA [Brahan 1992], un système
d'apprentissage combinant tous les types d'aide. Un système conseiller est
greffé à l'outil de modélisation des données informatiques SILVERRUN,
lequel permet à un apprenant de construire des modèles de données. En mode
réactif ou passif, le système conseiller fournit sur demande une aide à
l'apprenant sur ses constructions. En mode pro-actif, le système observe
l'interaction de l'apprenant avec le système et offre un conseil pour
améliorer ses chances de solutions. Enfin, en mode tutoriel, le système
utilise des problèmes dont il possède la solution pour guider l'apprenant.
Ce module est particulièrement utile auprès d'apprenants débutants. Support au travail de groupe Sur un autre plan, on commence à prendre en compte des contextes de
collaboration qui tiennent compte de la présence d'autres agents que
l'apprenant et le système, notamment le formateur et les co-apprenants
[Vivet 1991]. Il faut alors partager les rôles