Scénarisation pédagogique : Enjeux, historique, méthodologies

Jean-Philippe Pernin Domaine de recherche : Actuellement (2003-2007) Ingénierie des EIAH : Intégration des objets pédagogiques interactifs (simulations, micro-mondes, manipulation des médias, jeux de rôles, etc.) dans le processus de formation Langages de modélisation pédagogique Impact des TICE sur les pratiques des enseignants Actuellement (2003-2007) Laboratoire Informatique de Grenoble (CLIPS IMAG) Détaché auprès de l'Institut National de Recherche Pédagogique (Lyon) Coresponsable de l'Equipe de Recherche Technologique en Education e-Praxis (INRP, Laboratoires LIRIS, ISPEF, CLIPS-IMAG). Thématique : Prise en compte des pratiques TICE : les problématiques de conception et d'accompagnement.

Objectifs du cours Replacer le concept de scénario dans une perspective historique Montrer l’articulation entre connaissances, scénarios d’apprentissage et traces d’activité Préciser et affiner le concept de scénario Les usages de scénarios – la vision des enseignants Perspectives de recherche

Artefacts et EIAH

Ex: Théorie de la genèse instrumentale Rabardel (1995),

Genèse instrumentale Un artefact est une réalisation humaine élaborée pour un usage imaginé. Ex : un couteau de cuisine Un utilisateur utilise l’instrument avec une intention précise dans des usages peut être non initialement prévus (schèmes d’utilisation). L’artefact devient un instrument. Ex.: le couteau de cuisine devient tournevis L’artefact peut être modifié, transformé, enrichi pour mieux répondre aux situations d’usage. Ex.: la lame du couteau est limée puis le manche est entouré de ruban adhésif. Processus d’instrumentation de l’utilisateur Processus d’instrumentalisation de l’artefact la conception des artefacts est distribuée entre concepteurs et utilisateurs et se poursuit dans l’usage (Béguin, in Rabardel et Pastré 2005) Dans des situations courantes, il s’agit souvent de systèmes d’instruments. Voir orchestration instrumentale (Trouche 2006) [RABARDEL 95] Rabardel, P. Les hommes et les technologies. Approche cognitive des instruments contemporains. Paris, Armand Colin, 1995

Théorie instrumentale (Rabardel, 1995) [RABARDEL 95] Rabardel, P. Les hommes et les technologies. Approche cognitive des instruments contemporains. Paris, Armand Colin, 1995 Intégration des technologies dans les activités humaines quotidiennes. Etudie l’activité au travers des différentes relations entre le sujet, l’objet de l’activité et l’instrument utilisé pour y parvenir. Notion d’instrument formé de deux composantes : d’une part un artefact, matériel ou symbolique, produit par le sujet ou par d’autres : d’autre part, un ou des schèmes d’utilisation associés, résultant d’une construction propre au sujet Concept de genèse instrumentale

TICE : Grandeurs et limites ? Des espoirs parfois déçus… Qu'apprend-on vraiment ? Les étudiants ne profitent pas des ressources qu'on leur propose… Cela ne concerne que les enseignants les plus avancés. Les autres ne se sentent pas concernés…

L'approche actuelle : - primauté de la ressource sur l'activité En filigrane : une logique de transposition exercices Cours en ligne, exercices ????

Variété des "instruments"

Variété des situations                                                 

Vers un éclatement des espaces et des temporalités Comment gérer cette nouvelle complexité ? Comment l'étudiant organise-t-il ses tâches ? Quel est le rôle de l'enseignant ?

L'approche "Learning Design" Constat : Se centrer sur les objets de connaissance est insuffisant Proposition Fournir des langages de description des situations d'apprentissage complexes IMS Learning Design Learning Design Language Objectifs : Mieux formaliser pour mieux prévoir Fournir des guides aux étudiants Opérationnaliser vers des plateformes

Décrire une situation d'apprentissage ? Rôle : enseignant - Présente le cours - Répond aux questions Outils : tableau interactif, feutre, vidéoprojecteur Rôle : binôme Rôle : étudiant Outils : ordinateur, papier, crayon Ecoute la présentation et prend des notes – réalise l'exercice Environnement : la classe

L'approche IMS-Learning Design Comment organiser les activités ? Notion de scénario d'apprentissage Unité d'apprentissage Organise un ensemble Environnement utilise Activité Résultats produit Ressources est composé de Peut être Trace Production implique Rôle Service Outil Objet d'apprentissage Peut être

EIAH : De quoi parle-ton ? Généralisation des dispositifs d’apprentissage partiellement instrumentés par les technologies notamment numériques Complexité des situations, généralisation des pratiques Multiplicité des artefacts, rôle et place ? Des processus d'appropriation complexes et interreliés

Polysémie du terme environnement (2)

Polysémie du terme environnement (3)

Polysémie du terme environnement (4)

Polysémie du terme environnement Environnement d'apprentissage lieux, ressources, outils numériques et non numériques Environnement informatique Ensemble des fonctions disponibles depuis un même outil informatique Environnement numérique de travail Intégration de services au sein d'un espace logiciel unique Artefact informatique dédié Logiciel dédié à une tâche spécifique d'apprentissage

Les différents types d'artefacts : - un réseau complexe de relations

Systèmes d’artefacts Artefacts techniques Environnement d’Apprentissage Informatisé Environnement social et organisationnel Environnement technique Systèmes d’artefacts Environnement non informatique Environnement informatique Environnement matériel Environnement logiciel Ressources numériques de manipulation de connaissances Outils et services Environnement (plate-forme) numérique de formation Ressources numériques de manipulation de connaissances Outils et services logiciels Artefacts techniques Exemple - Livre - Sujet d’exercice - Dictionnaire Exemple - Rétroprojecteur - Tableau - courant électrique Exemples - ordinateur - réseau - PDA - tableau blanc interactif - etc. Fonctionnalités - intégration des ressources - planification - etc. Exemples - logiciel EIAH - hypertexte - document numérique - simulation Exemples - Forum - Chat - Traitement de texte

Historique de l'évolution des sigles Concepts Informatiques Intelligence Artificielle Approche centrée utilisateur (IIHM) Environnements collaboratifs (CSCW) EIAO Enseignement Intelligemment Assisté par Ordinateur EIAO Environnements Interactifs d'Apprentissage avec Ordinateur EIAH Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain EAO Enseignement Assisté par Ordinateur (logiciel) Approche orientée instrument ? Théories Apprentissage Approche behavioriste Approche cognitiviste Approche situationniste Approche Socio-constructiviste Enseignement programmé EAO Enseignement Assisté par Ordinateur (dispositif) NTE Nouvelles Technologies Educatives TICE Technologies d'Information et de Communication pour l'Education FOAD Formation Ouverte et A Distance (E-learning) Approche orientée dispositif Avancées technologiques Diffusion des micro-ordinateurs Vulgarisation du multimédia (CDROM) Généralisation des réseaux Généralisation de l'usage d'Internet

Connaissances, artefacts et activités

Artefacts, connaissances et contrôle de l’activité Deux questions : Comment est exprimé la connaissance enjeu de l’apprentissage au sein des artefacts ? au travers des interactions ? Comment est assuré le contrôle de l’activité ? Approches successives : Approche EAO Approche EIAO Approche Exploration & Découverte Approche par Objets d'Apprentissage Approche centrée sur les activités

Artefact et Approche EAO Apprenant Connaissances Transmission Artefact intégré : logiciel EAO stimulus Programme rétroaction Contrôle de l'activité réponse

Artefact et Approche EIAO Apprenant Artefact intégré : logiciel EIAO Transmission ? Modèle du domaine Modèle de l'apprenant Connaissances Module pédagogique Contrôle de l'activité Module interface Interactions

Artefact et Approche Exploration & Découverte Apprenant Connaissances Confrontation Artefacts : Hypermédias, micromondes, simulations, etc. Item Interactions (exploration, navigation, etc.) Contrôle de l'activité Découplage progressif

Artefact et Approche par Objets d'Apprentissage Connaissances Confrontation Autres acteurs Apprenant Artefact intégrateur : Env.Num. de Formation Service : planification, agrégation Service : contrôle de l'activité Service : communication Artefacts distribués : Objets d'apprentissage OA n°2 : Ex : simulation OA n°1 : Ex : hypertexte OA n°3 : Ex : Micromonde OA n°4 : Ex : QCM Interactions

Artefact et Approche centrée sur les activités Connaissances Artefact intégrateur : Env.Num. de Travail Environnement : Ensemble d'artefacts Objets d'apprentissage Autres acteurs Objets de manipulation de connaissance Scénario d'apprentissage : Planification et contrôle Objets "outils" Tuteur Rôles Objets de communication Activités Objets d'évaluation" Apprenant Résultats etc. Groupe

Où est l'EIAH ? Situation d'apprentissage Acteurs, activités Environnement lieux, ressources, outils, numériques et non numériques Environnement numérique Ensemble des ressources matérielles et logicielles Environnement non numérique Espace numérique de formation Intégration des fonctions logicielles au sein d'un même espace Environnement informatique spécifique d'une tâche d'apprentissage Un EIAH ?

Représentation du rôle de l’enseignant et démarches de standardisation

Représentation du rôle des enseignants dans l'accompagnement des dispositifs Auto-apprentissage Évaluation automatisée des résultats Analyse de performance Apprentissage individuel accompagné Tutorat individuel Apprentissage collaboratif, coopératif Accompagnement de communautés d'apprentissage Évaluation des interactions au sein des groupes, des productions

Représentation du rôle des enseignants dans la conception des dispositifs L'enseignant artisan L'enseignant concepteur de contenus Équipe de production L'enseignant intégrateur de ressources indexation recherche Séquence de contenus Banque de ressources L'enseignant scénariste d'activités scénarios d'activités

Quelques chantiers représentatifs L'approche artisanale ~ 1994 : Projet Kaléida ScriptX : langage universel pour la création multimédia L'approche éditoriale 1996 : Projet PCSM : Premier cycle sur mesure L'approche « documentaliste » 2002 : LOM et SCORM L'approche centrée sur l'activité 2004 : IMS Learning Design 2005 : Langage LDL 2006 : Banque EducNet

Objets et scénarios d’apprentissage

Exercice donné à des enseignants Lister le maximum de types d’objets d’apprentissage En connaissant la définition “officielle” (IEEE) : toute entité numérique ou non, qui peut être utilisée, réutilisée ou référencée lors d'une formation dispensée à partir d'un support technologique.

Comment classifier les objets d'apprentissage? école classe professeur élève cours module leçon Travail pratique Comment ces éléments de structuration sont-ils pris en compte dans les normes ? Étude de cas exercice Simulation disquette CD-Rom Dictionnaire électronique Hypertexte Le web ordinateur table Document sonore Document vidéo une feuille d'arbre Caméra numérique Tableau noir craie

De la vision centrée ressource vers la vision centrée activité (voir cours C. Choquet) LOM SCORM EML Objectif Principal Permettre le contrôle d'objets pédagogiques exécutables sur le web Permettre la description complète de processus de formation basés ou non sur des ressources numériques Permettre l'indexation efficace des objets pédagogiques Niveau 3 : Structuration Pédagogique Curriculum Agrégat de contenu Unité d'étude Cours Classe Niveau 2 : Activité et Suivi de l'apprenant Rôle Activité Environnement Objet de contenu partageable Niveau 1 : Ressource numérqiue Réseau de documents Document composite Ressource Ressource Média brut

Un concept central : le scénario d’apprentissage Fortement ancré dans les pratiques Mais avec de multiples acceptions… Extrait du site [Rézo Ø]

Une proposition de définition [Pernin&Lejeune 2004] Un scénario d’apprentissage représente la description, effectuée a priori ou a posteriori, du déroulement d'une situation d'apprentissage visant l'appropriation d'un ensemble précis de connaissances, en précisant les rôles, les activités ainsi que les ressources de manipulation de connaissances, outils et services nécessaires à la mise en œuvre des activités.

Quels enjeux pour les scénarios d’apprentissage ? Connaissances, expertise didactique Scénario d’apprentissage Comment articuler les connaissances ? Qu’est ce qu’une situation d’apprentissage? Comment représenter l’organisation de la situation d’apprentissage Situation d'apprentissage

Situation d'apprentissage le modèle IMS LD Situation d'apprentissage Rôle Activité Environnement Est_impliqué_dans utilise Résultat produit Service Outil Objet d'apprentissage Ressource Peut être est composé de Peut être Trace Production [LEJ 04] Lejeune A. IMS « Learning Design : Etude d’un langage de Modélisation pédagogique », Revue Distance et Savoirs, vol. 2, n°4, p. 409-450, Lavoisier, 2004.

Learning Design Language (LDL) Adapté à la scénarisation de situations collaboratives (modèle de participation) Learning Design Language comprend un petit nombre d'éléments.   Des Roles; Des Interactions; Des Enceintes; Des Structures; Des Positions; Des Règles; Des Observables Scenario Structure dans 0..1 * Interaction Position Règle Rôle Enceinte Si Alors de pour [MAR 06] Martel C., Vignollet L., Ferraris C., David J.P, Lejeune A., « Modeling collaborative learning activities on e-learning platforms », ICALT 2006 proceedings, p. 707-709, 2006.

Scénario d'apprentissage Un scénario se caractérise principalement par un cycle de vie (l'évolution de son statut dans le temps) une description composée de plusieurs facettes (organisation, observation, régulation, intentions) manipulées par un ou plusieurs types d'acteurs Un ensemble de critères permettant de le caractériser finalité granularité degré de contrainte degré de personnalisation degré de formalisation degré de réification [PER 04] Pernin J-P., Lejeune A., « Dispositifs d'apprentissage instrumentes par les technologies : vers une ingénierie centrée sur les scénarios », actes colloque TICE 2004, p. 407-414, 2004, disponible sur web : <http://archive-edutice.ccsd.cnrs.fr/edutice-00000730/en/> (consulté en novembre 2006).

Critères de caractérisation Voir [EDU] Banques de pratiques académiques du site Educnet, http://www2.educnet.education.fr/sections/secondaire/usages/banques-ressources/banque_de_pratiques (consulté en novembre 2006).

Degré de formalisation d'un scénario Un langage de modélisation pédagogique permet l'expression non ambiguë de scénarios, abstraits ou concrets, réutilisables dans des contextes différents ; Un scénario informel est conçu selon des règles empiriques par des enseignants pour les besoins de leur enseignement. Un scénario formalisé utilise un langage de modélisation pédagogique afin d'en favoriser le partage et la réutilisation entre communautés de pratique ; Un scénario automatisable est un scénario formalisé utilisant un langage de modélisation pédagogique "calculable" afin d'en assurer l'automatisation partielle ou totale

degré de réification d'un scénario Un scénario abstrait ou scénario-type décrit les composants de la situation d'apprentissage en termes abstraits. En particulier, la distribution des rôles à des personnes physiques, l'affectation des ressources décrites de façon abstraite à des ressources concrètes ne sont assurées que lors de la contextualisation (instanciation) du scénario abstrait. Un scénario contextualisé ou scénario concret décrit précisément les composants réels associés au scénario abstrait en termes d'affectation des rôles à des personnes physiques, de planification, de mise à disposition des ressources de connaissances, services ou outils.

finalité d'un scénario Un scénario prédictif est établi a priori par un concepteur en vue de la mise en place d'une situation d'apprentissage. Un scénario descriptif décrit a posteriori le déroulement effectif d'une situation d'apprentissage en y incluant en particulier les traces de l'activité des acteurs et leurs productions. Conception de la situation d'apprentissage Déroulement de la situation d'apprentissage Evaluation de la situation d'apprentissage Scénario Prédictif Scénario Descriptif Dessus P., La planification de séquences d’enseignement, Objet de description ou de prescription ? Revue Française de Pédagogie, n° 133, 2000, p. 101−116

granularité d'un scénario scénarios de structuration pédagogique organiser les unités de structuration pédagogiques telles que les cours, modules, leçons, cursus, crédits. scénarios d'enchaînement d'activités organiser les activités d'un apprenant ou d'un groupe d'apprenants au sein d'une séquence pédagogique, d'une séance, etc. scénarios de déroulement d'activité décrire le déroulement d'une tâche précise (ex. parcourir un hyper-document, résoudre un exercice, manipuler une simulation).

degré de personnalisation d'un scénario Un profil : ensemble d'informations concernant un apprenant ou un groupe d'apprenants, saisies, collectées ou déduites à l'issue d'une ou plusieurs activités pédagogiques.; Un profil-type est un cadre homogène permettant d'instancier des profils à partir du même ensemble d'informations ; Un scénario générique est un scénario dont l'exécution est toujours identique d'une session à l'autre ; Un scénario adaptatif est un scénario prenant en compte des profils-type et permettant l'exécution conditionnelle de plusieurs scénarios personnalisés

degré de contrainte d'un scénario Un scénario contraint décrit très précisément les activités à réaliser et laisse un faible degré d'initiative aux acteurs de la situation d'apprentissage. Un scénario ouvert ou adaptable permet d'exprimer la possibilité de déléguer aux acteurs humains les choix ne pouvant être anticipés sans nuire à la qualité des objectifs d'apprentissage poursuivis

Deux types d'agrégation à ne pas confondre Unités d'apprentissage structure Unité de structuration Ressources de manipulation de connaissances Est composée de organise structure Ressource composite de manipulation de connaissances Séquence d'activités Est composée de organise Ressource élémentaire de manipulation de connaissances Activité élémentaire Requiert et contrôle

Cycle de vie des scénarios

Scénario contextualisé Cycle de vie 3 4 Implémentation technique Exécution Déroulement effectif Scénario contextualisé Contextualisation pédagogique Boucle de conception Boucle d’adaptation 2 Scenario exécutable Evaluation 5 Scénario abstrait Scenario évalué Conception initiale Scénario adapté Adaptation Boucle de réutilisation 1 6 Scénario type Décontextualisation 7

La phase de conception Qui conçoit ? A partir de quoi ? Informaticien Ingénieur pédagogique Enseignant A partir de quoi ? À partir de ressources existantes A partir de « patrons » de scénarios A partir de scénarios existants Concevoir le scénario Concevoir Scénario abstrait

La phase de contextualisation Médiatiser : définition précise de ressources pédagogiques qui seront utilisées Planifier : organisation précise du déroulement des activités dans le temps Affecter les rôles : affectation des acteurs réels aux rôles définis de façon abstraite Instrumenter : définition des outils et services nécessaires (ENT, un chat, un ordinateur, une salle, une table, …) Adapter : en fonction de la situation précise d'apprentissage Personnaliser : prise en compte des profils d'apprenants Banque de ressources de contenu 2. Contextualiser le scénario Médiatiser Planifier Affecter les rôles Instrumenter Concevoir Scénario abstrait Scénario contextualisé Affiner Réutiliser Personnaliser

Questions sur la contextualisation Existe-t-il un ordre dans les différentes tâches de contextualisation ? La prise en compte de ressources existantes peut-elle être nécessaire dès la conception ? Le scénario contextualisé ne contient-il pas des informations supplémentaires non décrites dans le scénario abstrait Banque de ressources de contenu 2. Contextualiser le scénario Médiatiser Planifier Affecter les rôles Instrumenter Concevoir Scénario abstrait Scénario contextualisé Affiner Réutiliser Personnaliser

Le phase d’exploitation du scénario Le suivi de l'exécution du scénario constitue un facette du scénario contextualisé peut être effectué par le tuteur par l'apprenant lui-même (auto-évaluation) est basé sur les traces de l'exécution Le scénario constaté comprend toutes les traces correspond au déroulement constaté de la situation d'apprentissage Mettre en œuvre le scénario Assurer le suivi et le contrôle Tuteur Apprenant Traces Scénario contextualisé Exécuter Acteurs Scénario constaté

La phase d’exploitation Le suivi se base sur : les traces du parcours de l'apprenant les traces de l'activité de l'apprenant les productions (individuelles ou collectives) de l'apprenant les annotations réalisées par l'apprenant (carnet de bord) les échanges effectués, etc. Le contrôle consiste à : modifier les conditions d'exécution du scénario en prenant compte des résultats du suivi Suivi et contrôle peuvent être : manuels ou automatisés

Evaluer le scénario et Réutiliser La phase d'évaluation L'évaluation se fonde sur l'analyse des scénarios contextualisés, adaptés et effectifs Les scénarios "qui marchent" peuvent être catalogués pour une réutilisation future On peut décontextualiser les scénarios pour les rendre plus aisément réutilisables Scénario contextualisé Evaluer le scénario et Réutiliser Scénario adapté Analyser Evaluer Retours d'expérience Décontex- tualiser Cataloguer Bases de scénarios contextualisés abstraits hybrides Scénario effectif

Usages des scénarios : le point de vue des enseignants

Scénarisation et scénario : un thème de recherche en émergence Travaux sur les pratiques Contexte : l’évolution des métiers de la formation Travaux sur les langages de modélisation pédagogique Contexte initial : l’opérationnalisation de la formation à distance Besoin principal : échanger, partager, réutiliser des savoir faire concernant l’organisation des situations d’apprentissage Scénario Formalismes d’expression Enseignants, Ingénieurs pédagogiques Langages de notation Scénario Plateforme A Plateforme B Besoin principal : assurer l’interopérabilité technique des scénarios entre plateformes d’exécution Notre objectif : Réduire la distance entre les besoins des praticiens et langages de notation Ou

2 projets complémentaires inter-reliés Projet CAUSA Collecte et Analyse des Usages de Scénarisation Ingénierie des scénarios Communautés d’enseignants & formateurs Conception participative formalismes métiers Langages pour l’échange Langages de notation Mécanismes de déploiement Compatibilité, Transformation Communautés d’ingénieurs pédagogiques

Quelles Stratégies pour les Outils-Auteur ? Stratégie de Surcouche Stratégie de Réutilisation/Adaptation Stratégie de Généricité/Simplicité Stratégie de Rentabilisation Professionnelle  Stratégie de Spécialisation des Situations Visées

Stratégie de Surcouche manipuler directement les concepts du modèle sous-jacent IMS LD RELOAD (www-RELOAD) Ask LDT [Karampiperis et Sampson 2005] Limites réservé aux spécialistes Copie écran REload

Stratégie de Réutilisation/Adaptation proposer des ossatures (patterns) de scénarios pouvant être réutilisées et complétées par les enseignants COLLAGE [Hernández-Leo et al. 2006]

Stratégie de Généricité/Simplicité Proposer des environnements de conception aisément manipulables LAMS [Dalziel 2003] Limites transformation difficile vers le langage IMS LD situations modélisées plus simples que celles exprimables en IMS LD

Stratégie de Rentabilisation Professionnelle fournir des outils de conception s'intégrant aisément aux pratiques d’une communauté MOT+ [Paquette et al. 2006] GENSCEN [Faure & Lejeune 2005] Lien vers Genscen Limites cadre contraint : généralisation difficilement envisageable

Stratégie de Spécialisation des Situations Visées modéliser des catégories spécifiques de situations d'apprentissage Ex: langage CPM : modélisation de situations problèmes [Nodenot, Laforcade] impossibilité de traduire complètement les concepts du modèle associé au langage CPM vers ceux d'IMS LD [Nodenot 2006]