Cette synthèse d'HDR propose des clés de lecture des modes d'action et de réaction d'un système éducatif confronté au fait nouveau de l'informatique.

La formation à distance pose des problèmes spécifiques. Au nombre de ces problèmes, on note le sentiment d'isolement éprouvé par les utilisateurs et le déficit d'accompagnement des apprenants ; tout ceci conduit à un grand taux de déperdition et accroît sensiblement les risques d'éclatement des sessions de formation à distance. Devant le fort taux d'abandon observé, il serait particulièrement intéressant de dégager les facteurs de réussite et d'échec d'une session de formation à distance : quels éléments dans les dispositifs informatiques, dans les approches pédagogiques ou dans le vécu de la formation, font qu'une formation atteint ses objectifs et va jusqu'à son terme ? Quelles stratégies convient-il de mettre en place pour faire diminuer les taux d'abandon inhérents à ce type de formation ? Quels sont les indicateurs à mettre en place et à surveiller lorsque l'on est chargé du bon déroulement d'une session de FAD ? Les objectifs de nos travaux de thèse sont de répondre aux différents éléments de problématique dégagés plus haut. De façon plus précise, il s'agit à travers la conduite d'une expérimentation de FAD, de cerner le rôle du tuteur et des autres utilisateurs dans la réussite d'une session de formation à distance basée en particulier sur l'apprentissage collaboratif ; de construire des outils informatiques (pour le tuteur en particulier) capables de faciliter le suivi de l'apprentissage collaboratif distribué. Nos travaux concernent aussi la compréhension et la mise en place d'interfaces entre les plates-formes informatiques d'e-formation et les utilisateurs. Nos travaux se situent dans le champ de l'apprentissage collaboratif à distance. Nous nous intéressons à la construction d'outils et d'artefacts informatiques capables de fournir un soutien et une assistance aux personnes engagées dans l'enseignement à distance.

Une question est à l'origine de cette thèse : comment se système français s'adapte face aux conditions d'accès au savoir et à la nature même de ce savoir sui se transforme. la première partie s'interroge sur le sujet à savoir l'usage des TIC dans les collèges et le délimite. La seconde partie établit un état des lieux d'une part des TIC dans les CDI et de leurs usages, d'aute part, des CDI et de leurs professionnels. Enfin, la dernière partie se consacre à définir l'image qu'ont les professeurs-doucmentalistes de leur lieu de travail.

Le présent travail s'intéresse à la mise en place d'ordinateurs dans l'enseignement élémentaire, de la deuxième moitié des années 1970 (époque des toutes premières expérimentations pour ce niveau d'enseignement) à 1996 (moment où nous avons commencé cette thèse et surtout à la veille de nouvelles mesures visant à relancer, notamment avec Internet, l'usage des technologies dans l'ensemble de l'enseignement scolaire). Dans une perspective à dominante socio-historique, il tente de tenir compte à la fois du niveau macro-social (mesures et prescriptions institutionnelles, différentes dimensions du contexte dans lequel elles ont été décidées, enjeux majeurs mis en avant ou implicites, résultats globaux) et du niveau micro social (attitudes, motivations d'acteurs du terrain, étude de cas locaux). Ayant participé à des études sur la réception et l'utilisation en classe de divers médias audiovisuels , au Centre national de documentation pédagoqique, puis à des recherches sur les usages éducatifs des nouvelles technologies, à l'Institut national de recherche pédagogique, nous nous sommes confronté depuis de nombreuses années aux problèmes des tentatives d'intégration de nouvelles techniques de l'information et de la communication dans l'enseignement scolaire.

La thèse qui s'offre à votre lecture est le résultat de recherches menées en parallèle sur plusieurs domaines. Un des aspects originaux de ces travaux est de considérer les ontologies, au-delà de la modélisation de connaissance, comme support du raisonnement. Les principes de composition basés sur l'association d'ontologies et la répartition de poids en fonction d'une intention sur une instance d'ontologie ouvrent de nouvelles perspectives de recherche tant pour le traitement de l'information que pour la composition documentaire. Cette thèse propose certains formalismes concernant ces deux aspects. Nous espérons qu'ils serviront de base à des applications futures dans différents domaines comme par exemple la télévision interactive. Le choix d'application de ces travaux concernent les documents pédagogiques.

Le thème de la résolution de problème a été abordé très tôt en Intelligence Artificielle et de nombreuses méthodes ont été proposées, aussi bien générales (generate and test, means-ends analysis, recherche dans des graphes) que spécifiques à des domaines particuliers (systèmes experts). La majorité d'entre elles se focalisent sur l'activité consistant à trouver un chemin menant à la solution à partir des données initiales et des opérateurs légaux (règles, théorèmes, actions). Nous soutenons ici l'idée que d'autres activités entrent en jeu lors de la résolution de problèmes et qu'il est avantageux d'en tenir compte pour réaliser un système résolveur. Nous nous intéressons à des problèmes scolaires, à un niveau de connaissance donné, et dans des domaines où les énoncés des problèmes correspondent à des situations concrètes, alors que le cours est donné sous forme de connaissances théoriques. Les élèves sont en difficulté face à ce type de problèmes parce qu'ils n'arrivent pas à modéliser ces situations afin qu'elles entrent dans le cadre du cours théorique. Un résolveur de problème destiné à être utilisé par un EIAO dans ces domaines doit tenir compte de ces difficultés. Il faut en effet distinguer les connaissances destinées à modéliser le problème des connaissances du domaine destinées à résoudre un problème modélisé. Pour construire un nouveau modèle du problème posé, auquel on pourra appliquer les connaissances de résolution du cours, une méthode consiste à utiliser une classification de problèmes pour guider cette reformulation du problème. En effet, on peut essayer de reformuler le problème afin de construire un problème équivalent qui soit instance d'un schéma de problème connu, auquel on sait associer des méthodes de résolution. Pour utiliser ce procédé, il faut d'abord disposer d'un répertoire de schémas, ensuite être capable de construire une formulation du problème suivant le point de vue d'un schéma.

Le premier chapitre fait le point sur les méthodes comparatives. Le chapitre deux nous permettra de revenir sur les évolutions des matériels, sur les choix politiques successifs qui ont façonné le paysage actuel des TIC en milieu scolaire. Au chapitre trois, commence l'exploration à un niveau microscopique de quelques-unes des transformations, certes imperceptibles, mais néanmoins bien réelles, dès lors que certains modèles sont convoqués et que des mesures strictement contrôlées sont réalisées. Le quatrième chapitre est consacré à l'analyse critique des procédés de description des situations observées, et pour ce qui nous concerne de la vision technicisée des situations d'enseignement-apprentissage. Dans le chapitre cinq, nous passons alors d'une vision technicisée des situations d'enseignement-apprentissage à une vision médiatisée. Le chapitre six est l'illustration de la pertinence de cette façon de concevoir les situations d'enseignement-apprentissage. Il s'agit dès lors de mettre au jour les phénomènes de genèse instrumentale et de montrer comment les procédés pédagogiques dominants s'accommodent des instruments informatisés et, réciproquement, comment ces derniers sont détournés au profit de scénarios scolaires bien établis. Au total, ce ne sont pas moins de neuf expérimentations ou observations sur lesquelles nous revenons afin d'esquisser le cadre d'analyse qui nous paraît le plus achevé aujourd'hui et le plus susceptible de rendre compte de l'impact des TIC en éducation. C'est dans ce cadre que nous portons le débat sur l'administration de la preuve de cet impact et sur l'articulation entre recherche et pratique. Nous terminons en décrivant le programme de travail qu'il nous paraît sinon urgent du moins intéressant de conduire, à un moment où les incitations institutionnelles sont plus fortes et peut-être aussi plus aveugles que jamais : l'étude des interactions entre les artefacts matériels et les artefacts disciplinaires.

Le présent travail s'intéresse à la constitution de l'informatique comme discipline scolaire. Mais ce sujet ne s'est dégagé que progressivement, puisqu'à l'origine se trouve une étude que nous avons mené sur les trajectoires de carrière de professeur qui ont reçu une formation continue de longue durée à l'informatique et à ses applications pédagogiques.

Nous présentons dans cette habilitation à diriger des recherches nos travaux menés dans des contextes de formation en salle et en ligne. Les problématiques traitées portent sur la conception d'environnements supports de projets pédagogiques et le partenariat entre un système informatique et les acteurs de la formation que sont les apprenants et les enseignants. Nos travaux s'inscrivent dans une démarche de recherche-développement qui allie étude théorique et développement d'applications. Du point de vue théorique, elle se fonde sur une étude des théories (e.g. étayage brunérien) et pratiques (e.g. pédagogie de projet) de l'apprentissage dans le but d'élaborer des modèles de situation d'apprentissage et des représentations formalisées des théories et pratiques étudiées. Ces modèles et représentations sont utilisés dans le cadre de la conception itérative et participative d'environnements d'apprentissage et d'outils pour les enseignants. Le cycle de conception inclut des expérimentations de prototypes en milieu écologique et peut aboutir au développement de produits diffusés dans les milieux éducatifs et professionnels en vue de retours à long terme sur les usages. La démarche de recherche-développement décrite ci-dessus nous a permis de faire des propositions sur : - la modélisation de situations d'apprentissage fondées sur la notion d'espaces de coopération ; - la structuration de projets sous la forme d'étapes pour les projets monoposte et d'un modèle structurel et informationnel pour les projets distribués, structurations qui ont été instanciées dans des environnements supports de projets pédagogiques (e.g. l'application RoboTeach) ; - l'instrumentation des activités des enseignants (modèle et environnement de suivi synchrone d'activités individuelles pour des apprenants distants, environnement de suivi d'activités collectives fondé sur une analyse des comportements sociaux) ; - l'assistance aux apprenants (modèle de système coopératif d'apprentissage, systèmes conseillers). Ces idées et approches ont été mises en œuvre plus particulièrement dans le domaine de la robotique pédagogique, domaine qui s'intéresse à l'apprentissage de notions technologiques et informatiques à partir de la construction, de la programmation et du pilotage de micro-robots modulaires.

Les systèmes auteurs sont des outils de développement permettant à tout individu de concevoir un didacticiel ou un autre type de logiciel afin de partager leurs connaissances avec le minimum d'effort au niveau programmation informatique. Mais, l'impact ou le résultat de ces concepts n'est malheureusement pas proportionnel aux efforts et aux mérites des chercheurs et des professionnels qui s'y sont investis. La complexité des fonctions et des problèmes rencontrés par les personnes initiées ou non à la conception, la distribution physique et fonctionnelle des erreurs et l'hétérogénéité de moyens et de médias mis en œuvre ne facilitent pas l'adaptation des systèmes auteurs à des modifications de structures et à des évolutions de contexte et d'environnement. La robustesse incluant les concepts de fiabilité, de pérennité et de sûreté de fonctionnement est alors un des piliers manquant pour la réussite des systèmes auteurs. Dans cette thèse, nous défendons notre point de vue sur l'assistance à l'utilisateur de système auteur multimédia ou SAM dans le cadre de la conception, de l'évaluation et de l'interaction homme-machine. Notre travail contribuera également à modéliser une solution théorique fondée sur un système multi-agents ayant une architecture en couches. Notre recherche est concrétisée par la création d'un outil appelé Environnement de Création de Logiciels Robustes ou ECLR. Dans la première partie, nous allons faire une synthèse sur les recherches et le statut des systèmes auteurs actuels. Nous allons y distinguer les deux visions possibles d'un SAM : celle du concepteur et celle de l'utilisateur. Ensuite nous orientons notre travail sur les notions d'erreurs et de robustesse dans la conception de logiciel. La seconde partie présente nos recherches pour assurer cette robustesse. Nous mettons en œuvre un système multi-agents ou SMA, où nous ferons la distinction entre l'organisation et l'interaction des agents, pour intégrer les qualités d'analyse, de décision, d'anticipation, d'apprentissage présentes chez un expert humain. Nous présenterons ensuite les différentes hiérarchies entre les agents dans le groupe auquel ils appartiennent et par rapport aux autres groupes voisins. Le mode de fonctionnement des composants nous incite à adopter une architecture en couches de l'ECLR. L'intérêt de l'ECLR par rapport aux autres outils disponibles pour offrir la robustesse porte sur la dynamique d'une architecture simple et performante qui s'adapte à l'évolution du système, du contexte et de l'environnement.