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FR2817072A1 - Computer assisted interactive teaching system has means to generate personalized teaching material according to behavior of pupil and means to evaluate degree of acquisition of material by pupil - Google Patents

Computer assisted interactive teaching system has means to generate personalized teaching material according to behavior of pupil and means to evaluate degree of acquisition of material by pupil Download PDF

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FR2817072A1
FR2817072A1 FR0015022A FR0015022A FR2817072A1 FR 2817072 A1 FR2817072 A1 FR 2817072A1 FR 0015022 A FR0015022 A FR 0015022A FR 0015022 A FR0015022 A FR 0015022A FR 2817072 A1 FR2817072 A1 FR 2817072A1
Authority
FR
France
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sep
acquisition
student
module
percentage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
FR0015022A
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French (fr)
Inventor
Xavier Lazarus
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CONCEPTION REALISATION EDITION
Original Assignee
CONCEPTION REALISATION EDITION
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/08Electrically-operated educational appliances providing for individual presentation of information to a plurality of student stations

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Abstract

A main learning unit (M) is subdivided into irreducible elements (M') which are prerequisites for succeeding with the main learning unit and are used to generate teaching material. The mastery of a main learning unit is assessed by applying weighting factors to the acquisition percentages of the irreducible constituent elements and the acquisition percentages are found from random exercises and questions

Description

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La présente invention concerne un système interactif d'enseignement assisté par ordinateur.  The present invention relates to an interactive computer-assisted teaching system.

Par le document US 5,727, 950, on connaît le principe d'un tel système interactif d'enseignement du type comprenant au moins un calculateur et des moyens d'interface avec au moins un élève, ledit calculateur devant comporter : des moyens pour générer des données pédagogiques personnalisées en fonction du comportement observé dudit élève, * des moyens pour extraire des données d'évaluation représentatives du degré d'acquisition desdits données pédagogiques par ledit élève, . des moyens de construction d'un profil dudit élève en fonction desdites données d'évaluation, et . des moyens de guidage dudit élève en fonction d'un objectif pédagogique et dudit profil.  Document US Pat. No. 5,727,950 discloses the principle of such an interactive teaching system of the type comprising at least one computer and means for interfacing with at least one pupil, said computer having to include: means for generating pedagogical data customized according to the observed behavior of said pupil, * means for extracting evaluation data representative of the degree of acquisition of said pedagogical data by said pupil,. means for constructing a profile of said student based on said evaluation data, and. means for guiding said student according to a teaching objective and said profile.

Le système d'enseignement de ce document US 5,727, 950 postule, notamment, l'utilisation d'agents intelligents, à savoir un logiciel qui offre une assistance personnalisée à un utilisateur dans la consultation d'informations organisées en une structure logique complexe. Le concept d'agent intelligent est issu du World Wide Web et désigne à l'origine des logiciels permettant de rechercher, filtrer et acheminer vers l'internaute les informations qu'il souhaite obtenir. Selon le document US 5,720, 950, un agent intelligent peut permettre de personnaliser l'enseignement qui est dispensé à chaque élève et d'évaluer et guider celui-ci dans la matière enseignée en fonction de critères qui sont ceux du système scolaire.  The teaching system of this document US Pat. No. 5,727,950 assumes, in particular, the use of intelligent agents, namely software that offers personalized assistance to a user in the consultation of information organized into a complex logical structure. The concept of intelligent agent comes from the World Wide Web and originally designates software to search, filter and route to the user the information he wishes to obtain. According to the document US 5,720,950, a smart agent can make it possible to personalize the instruction that is given to each student and to evaluate and guide it in the subject taught according to criteria that are those of the school system.

Les agents intelligents postulés par ce brevet utilisent comme données les réponses de l'élève aux questions qui lui sont posées. Le système interactif d'enseignement décrit dans ce brevet US permet donc d'orienter un enfant dans une base de cours et d'exercices, mais il ne peut pas lui construire un programme d'apprentissage personnel établissant une progression fondée sur son profil de départ.  The intelligent agents postulated by this patent use as data the answers of the student to the questions put to him. The interactive teaching system described in this US patent thus makes it possible to orient a child in a base of courses and exercises, but he can not build a personal learning program that establishes a progression based on his initial profile. .

L'invention vise à s'affranchir des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un système interactif d'enseignement assisté par  The invention aims at overcoming the disadvantages of the prior art by providing an interactive system of teaching assisted by

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ordinateur qui permette d'optimiser le processus d'enseignement d'une matière à un élève en définissant un profil cognitif de l'enfant et en lui offrant à chaque instant des priorités de travail correspondant à ce profil.  computer that optimizes the process of teaching a subject to a student by defining a cognitive profile of the child and by providing him at each moment work priorities corresponding to this profile.

A cet effet, l'invention a pour objet un système interactif d'enseignement du type précité dans lequel lesdits moyens de génération de données pédagogiques comprennent un ensemble d'unité d'enseignement irréductibles en sous-parties et hiérarchisées les unes vis-à-vis des autres en fonction des liens de dépendance logique de leur contenu, une première unité dont dépend une deuxième unité étant prérequise pour ladite deuxième unité, et dans lequel lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de mesure du degré d'acquisition desdites unités d'enseignement irréductibles.  To this end, the subject of the invention is an interactive teaching system of the aforementioned type, in which said means for generating pedagogical data comprise a set of teaching units that are irreducible in sub-parts and hierarchized one to the other. to others according to the logical dependence links of their contents, a first unit on which a second unit depends being prerequisite for said second unit, and wherein said evaluation means comprises means for measuring the degree of acquisition of said units; irreducible teaching.

Selon cet agencement, le point d'un cours épuré des notions qui lui sont prérequises est une unité d'enseignement irréductible. En évaluant ces unités irréductibles liées entre elles selon une structure logique de graphe orienté pour former la matière à enseigner, il est possible de guider particulièrement finement un élève dans son parcours d'apprentissage.  According to this arrangement, the point of a streamlined course of the notions that are prerequisite to it is an irreducible unit of instruction. By evaluating these irreducible units linked together according to a logical structure of graph oriented to form the subject to be taught, it is possible to guide a student particularly finely in his learning path.

De préférence, le système interactif d'enseignement suivant l'invention, comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes considérées seules ou en combinaison : - lesdits moyens de mesure comprennent des moyens de calcul du pourcentage d'acquisition desdites unités d'enseignement irréductibles, ledit pourcentage d'acquisition caractérisant la probabilité que ledit élève maîtrise une notion. ; - lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de génération aléatoire d'énoncés d'exercices et des moyens de notation des réponses dudit élève auxdits énoncés ; - lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de pronostic de la maîtrise d'une unité en fonction du pourcentage d'acquisition de chacune des unités prérequises dont elle dépend, ainsi que des moyens de diagnostic d'une lacune expliquant la difficulté de maîtrise d'une unité ;  Preferably, the interactive teaching system according to the invention comprises one or more of the following characteristics considered alone or in combination: said measurement means comprise means for calculating the percentage of acquisition of said irreducible teaching units, said Percentage of acquisition characterizing the probability that the student will master a notion. ; said evaluation means comprise means for random generation of exercise utterances and means of notation of said student's responses to said utterances; said evaluation means comprise means for predicting the control of a unit as a function of the percentage of acquisition of each of the prerequisite units on which it depends, as well as means for diagnosing a deficiency explaining the difficulty of controlling 'a unit ;

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- lesdits moyens de diagnostic et de pronostic comprennent des moyens de pondération du pourcentage d'acquisition desdites unités prérequises C (M) en fonction de leur distance à ladite unité diagnostiquée ; - lesdits moyens de pondération comprennent des moyens de calcul, pour chacune des unités M'constituant un prérequis d'une unité M, d'une valeur ou distance D=1-C (M') dans laquelle :
C (M') = % acquisition (M') si d-min (M') =1,
C (M') = min ( (d-min (M") *% acquisition (M') +d-min (M') *C (M"))/ (d-min (M') +d-min (M")) si d-min (M') < > 1, le min étant pris sur tous les successeurs directs M"de M'et d-min (M') étant la distance minimale entre M'et M ; - lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens pour classer lesdites unités prérequises par ordre décroissant desdites valeurs de D.
said diagnostic and prognostic means comprise means for weighting the acquisition percentage of said prerequisite units C (M) as a function of their distance from said diagnosed unit; said weighting means comprise means for calculating, for each of the units M constituting a prerequisite of a unit M, a value or distance D = 1-C (M ') in which:
C (M ') =% acquisition (M') if d-min (M ') = 1,
C (M ') = min ((d-min (M ") *% acquisition (M') + d-min (M ') * C (M")) / (d-min (M') + d- min (M ")) if d-min (M ') <> 1, the min being taken on all direct successors M" of M'et d-min (M') being the minimal distance between M'et M; said diagnostic means comprise means for classifying said prerequisite units in descending order of said values of D.

- lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens pour classer lesdites unités prérequises : . par ordre croissant du pourcentage d'acquisition si elles ont la même valeur de D, . par ordre croissant de distance minimale en nombre d'arcs à M si, de plus, elles ont le même pourcentage d'acquisition, 'par ordre décroissant du temps écoulé depuis leur dernière consultation si, de plus, elles sont à une même distance minimale de M,.  said diagnostic means comprise means for classifying said prerequisite units: in ascending order of acquisition percentage if they have the same value of D,. in ascending order of minimum distance in number of arcs to M if, moreover, they have the same percentage of acquisition, in descending order of the time elapsed since their last consultation if, moreover, they are at the same minimum distance from M ,.

. sinon, de façon indifférente ; - lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens de détection des lacunes associées à une unité par sélection, par ordre d'importance, d'un nombre prédeterminé d'unités prérequises M'dont le taux de réussite est inférieur à une moyenne déterminée ; - lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens de détermination d'un programme de révision associé à une unité M grâce à la sélection, par ordre d'importance et selon un enchaînement logique fonction  . otherwise, indifferently; said diagnostic means comprise means for detecting the deficiencies associated with a unit by selection, in order of importance, of a predetermined number of prerequisite units M'whose success rate is lower than a determined average; said diagnostic means comprise means for determining a revision program associated with a unit M by virtue of the selection, in order of importance and according to a logical sequence of functions

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desdits liens de dépendance logique, des unités prérequises de ladite unité et détermination d'un pourcentage minimal corrigé % AC-min : % AC-min= E [ (3/nb-total-pré-requis+ (1-3/nb-total-pré-requis) *coeff-disp*lambda) *100] centile, dans lequel, les centiles sont pris par rapport à la série statistique des % AC, lambda est un paramètre entre 0 et 1 qui détermine la taille du programme de travail et coeff-disp est un paramètre compris entre 0 et 1 qui mesure la dispersion de la série statistique des pré-requis par la formule : coeff-disp =1-ecart-type/ecart-max.  said logical dependency links, prerequisite units of said unit and determination of a minimum corrected percentage% AC-min:% AC-min = E [(3 / nb-total-prerequisites + (1-3 / nb-total -pre-required) * coeff-disp * lambda) * 100] percentile, in which, the percentiles are taken from the statistical series of% AC, lambda is a parameter between 0 and 1 that determines the size of the work program and coeff-disp is a parameter between 0 and 1 that measures the dispersion of the statistical series of pre-requisites by the formula: coeff-disp = 1-standard deviation / max-deviation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple illustré par les dessins annexés sur lesquels : - les figures 1 à 6 sont des graphes orientés illustrant respectivement la structure logique de six groupes thématiques relatifs à l'enseignement du calcul et de l'algèbre ; - la figure 7 est un graphe orienté représentant les différents groupes des figures 1 à 6 avec les passerelles entre ces groupes ; - la figure 8 est un graphique illustrant le mécanisme de présentation d'un module de leçon à un élève au moyen du système suivant l'invention : ; - la figure 9 est un graphe orienté illustrant la structure logique des modules M1 à M7 qui sont les pré-requis d'un module M ; - les figures 10 à 12 sont des graphes orientés similaires à la figure 9 illustrant la détermination par le système suivant l'invention des modules prérequis les plus importants à travailler pour un élève en fonction de l'évaluation du pourcentage d'acquisition de chacun des modules M1 à M7 par le système suivant l'invention ; et - la figure 13 est une vue schématique d'une structure informatique en réseau pour la mise en oeuvre du système interactif d'enseignement suivant l'invention.  Other characteristics and advantages of the invention will result from the following description of an embodiment given solely by way of example illustrated by the appended drawings in which: FIGS. 1 to 6 are oriented graphs respectively illustrating the logical structure of six thematic groups relating to the teaching of calculus and algebra; FIG. 7 is an oriented graph showing the different groups of FIGS. 1 to 6 with the bridges between these groups; FIG. 8 is a graph illustrating the mechanism for presenting a lesson module to a student using the system according to the invention; FIG. 9 is an oriented graph illustrating the logical structure of the modules M1 to M7 which are the prerequisites of a module M; FIGS. 10 to 12 are oriented graphs similar to FIG. 9 illustrating the determination by the system according to the invention of the most important prerequisite modules to work for a student according to the evaluation of the acquisition percentage of each of the modules M1 to M7 by the system according to the invention; and FIG. 13 is a schematic view of a networked computer structure for implementing the interactive teaching system according to the invention.

Le système interactif d'enseignement assisté par ordinateur décrit dans la suite fait appel à la structure logique du contenu enseigné. Les méthodes  The interactive computer-assisted teaching system described in the following uses the logical structure of the content taught. The methods

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à la Bourbaki sont fréquemment employées en algèbre moderne pour déterminer la structure d'objets de taille variable. Par exemple, pour déterminer la totalité des groupes finis, les algébristes ont cherché d'abord à réduire l'étude de la structure d'un groupe fini à celle d'autres groupes plus petits (on appelle cela un dévissage). Puis le cadre de l'étude étant suffisamment bien déterminé, on a pu répéter cette opération de réduction jusqu'à se ramener à l'étude des objets irréductibles de la théorie (ici les groupes simples). En résumé, pour déterminer une structure, il suffit de trouver les règles de réduction et de connaître la totalité des éléments irréductibles.  Bourbaki are frequently used in modern algebra to determine the structure of objects of varying size. For example, to determine the totality of finite groups, the algebrists first sought to reduce the study of the structure of a finite group to that of other smaller groups (this is called unscrewing). Then the framework of the study being sufficiently well determined, one could repeat this operation of reduction until being reduced to the study of the irreducible objects of the theory (here the simple groups). In summary, to determine a structure, it suffices to find the reduction rules and to know all the irreducible elements.

L'invention sera décrite dans le cadre d'un cours de mathématiques, étant entendu qu'il s'agit là d'un simple exemple et qu'elle peut être appliquée à tout contenu à vocation pédagogique.

Figure img00050001
The invention will be described in the context of a mathematics course, it being understood that this is a simple example and that it can be applied to any educational content.
Figure img00050001

Si l'on considère, par exemple, le chapitre concernant la multiplication de nombres relatifs, celui-ci peut se réduire à deux chapitres imbriqués :

Figure img00050002

Règle des signes dans de nombres-la multiplication de nombres relatifs relatifs relanfs
Figure img00050003

Le chapitre Multiplication de nombres positifs ne diffère du chapitre total que par l'explication de la règle des signes, et cette explication ne peut être réduite en sous-parties sans perdre son sens mathématique. De plus, le lien entre ces deux notions est un lien logique fort : pour comprendre la multiplication de nombres relatifs, il faut d'abord avoir compris la multiplication de nombres positifs et le différentiel d'apprentissage entre ces deux notions
Figure img00050004

n'est que d'une notion irréductible (la règle des signes). If we consider, for example, the chapter concerning the multiplication of relative numbers, this one can be reduced to two nested chapters:
Figure img00050002

Ruler signs in numbers-the multiplication of relative relative numbers relanfs
Figure img00050003

The Multiplication of Positive Numbers chapter differs from the total chapter only in the explanation of the sign rule, and this explanation can not be reduced to subparts without losing its mathematical meaning. Moreover, the link between these two notions is a strong logical link: to understand the multiplication of relative numbers, we must first have understood the multiplication of positive numbers and the learning differential between these two notions.
Figure img00050004

is only an irreducible notion (the rule of signs).

Nous noterons cette réduction

Figure img00050005

MZ'M Mc nombres positifs nombres relatifs nombres positifs &verbar; ~ ~ We will note this reduction
Figure img00050005

MZ'M Mc positive numbers relative numbers positive numbers &verbar; ~ ~

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La flèche indique le sens de la relation logique, et on dira que la Multiplication de nombres relatifs admet comme pré-requis la Multiplication de nombres positifs. The arrow indicates the direction of the logical relation, and one will say that the Multiplication of relative numbers admits as Prerequisite the Multiplication of positive numbers.

Cette opération de réduction s'applique à chaque notion du cours : on détermine pour chaque point du cours la liste des concepts qui lui sont prérequis. Le point du cours, épuré des notions qui lui sont pré-requises est alors une unité irréductible d'enseignement. On appelle module ces unités irréductibles d'enseignement. Ainsi, il apparaît naturellement une structure de graphe orienté dont les sommets sont les modules et dont les liens orientés correspondent à la notion est un pré-requis direct à . En partant du postulat de transitivité des pré-requis (si A est nécessaire pour comprendre B et si B est nécessaire pour comprendre C, alors A est nécessaire pour comprendre C), la liste totale des concepts qui sont pré-requis à la compréhension d'un module est obtenue dans ce graphe comme étant la liste des sommets parents du module en question.  This reduction operation applies to each notion of the course: one determines for each point of the course the list of the concepts which are prerequisite to it. The point of the course, purified of the notions which are prerequisites to it is then an irreducible unit of teaching. These units are called irreducible teaching units. Thus, it naturally appears an oriented graph structure whose vertices are the modules and whose oriented links correspond to the notion is a direct pre-requisite. Starting from the postulate of transitivity of the prerequisites (if A is necessary to understand B and if B is necessary to understand C, then A is necessary to understand C), the total list of concepts that are prerequisites to the understanding of a module is obtained in this graph as being the list of parent vertices of the module in question.

A titre d'exemple, on considérera que le graphe général, constitué par la totalité des modules du calcul et de l'algèbre d'un programme scolaire donné, se décompose en six groupes thématiques : Calcul numérique, Fractions, Calcul littéral, Fonctions & gestion de données, Equations & systèmes, Relation d'ordre & inéquations.  As an example, we will consider that the general graph, constituted by the totality of the modules of the calculus and the algebra of a given school program, is broken down into six thematic groups: Numerical Calculation, Fractions, Literal Calculation, Functions & Data management, Equations & systems, Order relationship & inequations.

Chacun des modules appartient naturellement à un seul groupe mais dépend parfois de modules qui se trouvent dans d'autres groupes. Ces liens entre modules de différents groupes sont des passerelles entres les différents thèmes enseignés.  Each module belongs naturally to a single group but sometimes depends on modules that are in other groups. These links between modules of different groups are bridges between the different topics taught.

Chaque groupe peut être décomposé en sous-groupes de niveau scolaire fixé, formés par les modules concernant un point du programme de telle ou telle classe (6ère, 5eme etc). L'ensemble de ces groupes et sousgroupes de niveau, munis donc de leurs interconnexions, représente une table des matières thématique nivelée du programme du collège. En fait, la structure non linéaire du réseau fait que cette table des matières est plus une carte des matières donnant une vision plus éclatée mais plus proche de la logique du programme scolaire abordé.  Each group can be broken down into sub-groups of fixed grade level, formed by the modules concerning a point of the program of this or that class (6th, 5th, etc.). All of these groups and subgroups, with their interconnections, represent a leveled thematic table of contents for the college program. In fact, the nonlinear structure of the network makes this table of contents more like a map of subjects giving a more exploded vision but closer to the logic of the school curriculum.

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Les six groupes thématiques (Calcul numérique, Fractions, Calcul littéral, etc.) sont illustrés respectivement aux figures 1 à 6 par des sous-graphes formés, pour chaque groupe, par les modules qui lui appartiennent ainsi que les passerelles entre ces modules et les autres groupes. Chaque module est identifié par un code : dans la notation a. b. c, a correspond au numéro du groupe, b au niveau scolaire où l'on aborde cette notion et c un numéro d'identification. Par exemple, le module 2. 5. 7 est le module numéro 7 du groupe 2 (fractions) et du niveau scolaire de Sème. La figure 7 illustre les différents groupes et les passerelles entre ces groupes.  The six thematic groups (Numerical Computation, Fractions, Literal Calculation, etc.) are illustrated respectively in Figures 1 to 6 by sub-graphs formed, for each group, by the modules belonging to it as well as the bridges between these modules and the other groups. Each module is identified by a code: in the notation a. b. c, a corresponds to the group number, b to the school level where this concept is addressed and c an identification number. For example, module 2. 5. 7 is module number 7 of group 2 (fractions) and grade level of Sem. Figure 7 illustrates the different groups and bridges between these groups.

En général, les modules décrivent une définition, une propriété, un théorème ou une méthode. Ils se classent alors en deux catégories. La première est constituée par les modules de leçon ; elle correspond à l'explication d'un concept original ou d'une idée nouvelle. La seconde est constituée par les modules de méthodologie ; on n'y apprend pas de concept nouveau mais plutôt une nouvelle façon d'utiliser ses acquis pour résoudre un type classique de problème.  In general, the modules describe a definition, a property, a theorem or a method. They fall into two categories. The first consists of lesson modules; it corresponds to the explanation of an original concept or a new idea. The second consists of the methodology modules; we do not learn a new concept but rather a new way of using our knowledge to solve a classic type of problem.

Le traitement de ces deux types de modules se différencie car l'élève peut en apparence paraître plus passif dans un cas que dans l'autre. En effet, dans le premier cas on demande plus de compréhension (et donc de réflexion) à l'élève alors que dans le second cas, on exige de l'élève une plus grande capacité à adapter et répéter une méthode. Cette distinction correspondrait à celle que l'on fait entre un cours magistral et une séance de Travaux Dirigés.  The treatment of these two types of modules differs because the student may appear to be more passive in one case than in the other. In fact, in the first case, the student is asked for more understanding (and therefore reflection) whereas in the second case, the student is required to have a greater ability to adapt and repeat a method. This distinction would correspond to that which is made between a lecture and a session of Directed Works.

Les modules de leçon servent à présenter puis définir une notion, ou à introduire puis énoncer une propriété ou un théorème.  The lesson modules are used to present then define a notion, or introduce and then state a property or theorem.

Le plan logique du contenu du module, c'est-à-dire sa façon d'être

Figure img00070001

exposé à l'élève, suit le plus souvent possible ce que l'on appelle l'arche de la connaissance illustré par le graphique de la figure 8 : - on commence en 10 par introduire la notion à partir d'un problème ou d'un constat logique accessible à un élève qui domine les bases nécessaires : on donne ainsi le but du module. The logical plan of the contents of the module, that is to say, its way of being
Figure img00070001

exposed to the pupil, follows as often as possible what is called the ark of knowledge illustrated by the graph in figure 8: - we begin by introducing the notion from a problem or from a logical statement accessible to a student who dominates the necessary bases: one thus gives the goal of the module.

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- on étudie en 11 un exemple très simple qui permet de décrire la notion ou le résultat sans pour autant avoir à le formaliser : on fait donc travailler l'intuition de l'élève.  - we study in 11 a very simple example which allows to describe the notion or the result without having to formalize it: one thus makes work the intuition of the pupil.

- on formalise et on mathématise en 12 le concept en énonçant la définition ou le théorème concerné : on donne le coeur mathématique du module.  - we formalize and mathematize in 12 the concept by stating the definition or the theorem concerned: we give the mathematical heart of the module.

- on donne en 13 des exemples plus complexes d'utilisation de la propriété ou de compréhension de la définition : on montre comment on peut appliquer la notion.  - we give in 13 more complex examples of use of the property or understanding of the definition: we show how we can apply the notion.

- on propose en 14 différents exercices à l'élève : on évalue sa compréhension.  - 14 different exercises are proposed to the student: one evaluates his understanding.

Comme le montre la figure 8, ce processus en arche part d'une base acquise de l'élève et revient par l'évaluation à une nouvelle estimation du niveau de l'élève, et son sommet correspond à la mathématisation du concept, c'est-à-dire au point le plus compliqué et le plus important du module.  As shown in Figure 8, this arch process is based on a student's acquired base and returns through evaluation to a new estimate of the student's level, and its peak corresponds to the mathematization of the concept. that is, at the most complicated and important point of the module.

Ainsi construit, le module décrit les différentes phases nécessaires à l'assimilation d'une notion par un élève.  Thus constructed, the module describes the different phases necessary for the assimilation of a notion by a student.

Les évaluations reposent sur des exercices originaux, de niveaux variés, correspondant exactement au module (donc peu d'exercices de synthèse...).  Evaluations are based on original exercises of various levels, corresponding exactly to the module (so few exercises synthesis ...).

Leur énoncé est fondé sur celui d'exercices types, par exemple au nombre de 6 par modules, dans lesquelles les variables sont fixées aléatoirement. On possède donc pour chaque module un stock très grand d'exercices différents (parfois plusieurs milliers). Their statement is based on that of standard exercises, for example 6 in each module, in which the variables are set randomly. We therefore have for each module a very large stock of different exercises (sometimes several thousand).

Les exercices peuvent être de type Q. C. M., phrases à trous, questions avec saisie alphanumérique de la réponse au clavier, ou bien opération graphique avec la souris (action sur une partie sensible de l'écran, drag-and- drop d'objets etc. ). Certains seront aussi à réaliser en temps limité.  The exercises can be of type QCM, sentences with holes, questions with alphanumeric entry of the answer to the keyboard, or graphical operation with the mouse (action on a sensitive part of the screen, drag-and-drop of objects etc. ). Some will also be realized in limited time.

Chaque exercice est ainsi composé d'une routine de génération des constantes aléatoires qu'il utilise, d'un énoncé et d'une correction (texte et parfois images) engendrés par ces constantes, d'une interface de saisie de la réponse et de correction de la véracité de cette réponse. Un format informatique est pré-défini dans la maquette logicielle.  Each exercise is thus composed of a routine of generation of the random constants that it uses, of a statement and a correction (text and sometimes images) generated by these constants, of an interface of capture of the answer and of correction of the veracity of this answer. A computer format is pre-defined in the software model.

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L'évaluation sera décrite plus en détail ultérieurement. The evaluation will be described in more detail later.

Les modules de méthodologie ont pour but d'aider un élève à assimiler une méthode de résolution d'exercice, après avoir compris et assimilé la leçon. The purpose of the methodology modules is to help a student assimilate an exercise resolution method after understanding and understanding the lesson.

Un module de méthodologie commence par la donnée d'un énoncé d'exercice, tel que l'élève pourrait le rencontrer dans un livre. L'écran est alors partagé en deux fenêtres. Dans la première, se trouve l'énoncé de l'exercice que l'ordinateur va résoudre devant l'élève. Dans la seconde, s'inscrit un énoncé similaire (avec la même logique que le précédent mais avec des valeurs numériques différentes) ; l'élève est chargé de résoudre en suivant pas à pas la méthode employée par l'ordinateur.  A methodology module begins with the data of an exercise statement, such that the student could meet in a book. The screen is then split into two windows. In the first, is the statement of the exercise that the computer will solve in front of the student. In the second, there is a similar statement (with the same logic as the previous one but with different numerical values); the student is responsible for solving by following the method used by the computer step by step.

Ainsi, à chaque étape élémentaire de la résolution, l'ordinateur explique ce qu'il va faire, puis le réalise et enfin affiche dans la fenêtre réservée à l'exemple de l'élève une phrase à trous similaire à celle que vient d'afficher l'ordinateur (les trous pouvant être remplis par des mots, des nombres ou des symboles). L'élève doit alors la remplir correctement, en utilisant les valeurs numériques de son propre énoncé.  Thus, at each elementary stage of the resolution, the computer explains what it will do, then realizes it and finally displays in the window reserved for the example of the pupil a sentence with holes similar to the one that comes from display the computer (holes that can be filled with words, numbers, or symbols). The student must then fill it correctly, using the numerical values of his own statement.

Si l'élève ne parvient pas à compléter correctement sa phrase, il a la possibilité de forcer l'ordinateur à répondre à sa place (et donc de voir une correction de ses erreurs et/ou incompréhensions). Cependant, l'ordinateur bloque l'exercice et propose à l'élève de recommencer au tout début avec de nouvelles valeurs numériques, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'élève réussisse à reproduire la méthode sans aucune faute.  If the student fails to complete his sentence correctly, he has the opportunity to force the computer to answer in his place (and therefore to see a correction of his mistakes and / or misunderstandings). However, the computer blocks the exercise and allows the student to start at the beginning with new numerical values, and so on until the student succeeds in reproducing the method without any fault.

Une évaluation similaire à celle des modules de leçon est prévue à la fin d'un module de méthodologie. Cependant, ici, la lecture complète du module implique une connaissance minimum du niveau de l'élève : ce dernier a su reproduire la méthode dans un cas certes proche mais pas exactement identique. En général, nous aurons d'autant plus d'informations sur le niveau de l'élève que l'interactivité du module sera grande.  An evaluation similar to that of the lesson modules is planned at the end of a methodology module. However, here the complete reading of the module implies a minimum knowledge of the level of the student: the latter has been able to reproduce the method in a case certainly close but not exactly identical. In general, we will have more information on the level of the student that the interactivity of the module will be large.

Afin de se repérer dans cette structure logique qu'est le graphe orienté des modules, l'utilisateur a besoin tout d'abord d'une représentation visuelle et d'une carte. Cette représentation visuelle doit être suffisamment simple et  In order to locate in this logical structure that is the oriented graph of the modules, the user needs first of all a visual representation and a map. This visual representation must be simple enough and

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intuitive pour être à la portée de tous, ainsi que reposer sur des règles logiques fortes pour permettre de mettre en place un code narratif qui soit à l'épreuve du temps et de la variation des contenus.  Intuitive to be accessible to all, as well as rely on strong logical rules to allow to set up a narrative code that is the test of time and the variation of the contents.

C'est ainsi que les modules et leurs liens, illustrés aux figures 1 à 6, sont regroupés, non plus par thèmes, mais cette fois par année scolaire, et en répartissant les modules de telle façon que, si l'on superpose les différentes représentations par année, deux modules de deux années distinctes dont l'un est pré-requis à l'autre se situent l'un au-dessus de l'autre. On aboutit ainsi à une représentation en trois dimensions du graphe des modules.  Thus the modules and their links, illustrated in Figures 1 to 6, are grouped, no longer by themes, but this time by school year, and by distributing the modules in such a way that, if we superimpose the different performances per year, two modules of two distinct years, one of which is prerequisite to the other, are located one above the other. This leads to a three-dimensional representation of the module graph.

En langage imagé, le graphe orienté mis en trois dimensions peut être assimilé à une cité ou un palais dans laquelle on trouve six bâtiments, correspondant aux six groupes thématiques décrits plus haut. Chaque bâtiment est divisé par exemple en quatre étages, un par niveau scolaire. Ces étages se composent de pièces. Chaque pièce est associée à un module et contient des portes et des trappes, qui mènent à des couloirs, des passerelles ou des escaliers, eux-mêmes conduisant à d'autres pièces. Ces couloirs, passerelles ou autres escaliers sont en correspondance avec les liens logiques du graphe orienté.  In pictorial language, the oriented graph put in three dimensions can be likened to a city or a palace in which there are six buildings, corresponding to the six thematic groups described above. Each building is divided for example into four floors, one per grade level. These floors consist of rooms. Each room is associated with a module and contains doors and hatches, which lead to corridors, walkways or stairs, themselves leading to other rooms. These corridors, walkways or other stairs are in correspondence with the logical links of the oriented graph.

Cette image offre une représentation topologique du savoir enseigné et une identité visuelle simple au graphe complexe des modules, offrant de nombreux moyens mnémotechniques d'apprentissage à l'élève. Face à cette cité, l'utilisateur se comporte comme un explorateur qui, pour apprendre les mathématiques, doit découvrir les secrets renfermés dans chaque pièce. Le principe logique qui dit que l'on ne peut comprendre une notion que si l'on a lu et compris toutes celles qui lui sont pré-requises, se traduit en un principe évident de la vie courante : on n'explore une maison qu'étages après étages, pièces après pièces en s'assurant à chaque fois que les explorations précédentes ont été bien menées.  This image offers a topological representation of the knowledge taught and a simple visual identity to the complex graph of the modules, offering many mnemonic means of learning to the student. Faced with this city, the user behaves like an explorer who, to learn mathematics, must discover the secrets contained in each room. The logical principle that one can only understand a notion if one has read and understood all those that are prerequisites to it, translates into an obvious principle of everyday life: one explores a house that 'floors after floors, rooms after rooms, making sure that the previous explorations have been well done.

Pour contrôler et orienter la lecture multidimensionnelle hypermédia de l'utilisateur, l'ordinateur procède à une évaluation permanente du degré d'acquisition de chaque concept et de chaque compétence en jeu par l'élève.  In order to control and guide the hypermedia multidimensional reading of the user, the computer makes a permanent evaluation of the degree of acquisition of each concept and of each competency involved by the student.

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Cette évaluation est proposée automatiquement après la consultation du contenu d'un module, mais peut être débutée à la demande de l'élève même, lors d'un nouveau passage dans la pièce du module. L'élève se voit proposer des exercices de trois niveaux différents : - Application directe du module : ici, les exercices sont simples et rapides (des Q. C. M. le plus souvent) ; ils permettent d'évaluer la compréhension élémentaire du module (le vocabulaire, les exemples exposés etc. ) ; dans le cas des modules de méthodologie, ces exercices sont intégrés dans la consultation du cours.  This evaluation is proposed automatically after consulting the content of a module, but can be started at the request of the student itself, during a new passage in the room of the module. The student is offered exercises of three different levels: - Direct application of the module: here, the exercises are simple and fast (Q. C. M. most often); they allow to evaluate the elementary understanding of the module (the vocabulary, the exposed examples etc.); in the case of the methodology modules, these exercises are integrated in the course consultation.

- Compréhension du module en profondeur : ici, les exercices sont plus compliqués et permettent d'évaluer la compréhension des subtilités présentées dans ce module (cas d'utilisation plus complexes etc.).  - Comprehension of the module in depth: here, the exercises are more complicated and allow to evaluate the understanding of the subtleties presented in this module (more complex use cases etc.).

- Appropriation des connaissances : ici, la résolution des exercices demande un effort d'imagination et de synthèse qui permet à l'élève de comprendre comment on peut utiliser ce module dans des cas qui demandent plus d'autonomie de sa part ; il intègre donc ici la nouvelle notion dans son bagage mathématique.  - Appropriation of knowledge: here, the resolution of exercises requires an effort of imagination and synthesis that allows the student to understand how to use this module in cases that require more autonomy on his part; he integrates here the new notion in his mathematical baggage.

Les mécanismes de détermination d'un pourcentage d'acquisition d'un module à partir des résultats d'une série d'exercices seront maintenant décrits. Pour éviter l'aspect définitif et parfois traumatisant de l'évaluation classique scolaire, le pourcentage d'acquisition d'un module doit être une moyenne pondérée des pourcentages statistiques de réussite aux exercices proposés.  The mechanisms for determining a percentage of acquisition of a module from the results of a series of exercises will now be described. To avoid the definitive and sometimes traumatic aspect of the traditional school evaluation, the percentage of acquisition of a module must be a weighted average of the statistical percentages of success in the proposed exercises.

Pour chaque niveau de difficulté, on dispose de deux exercices types pouvant être déclinés un très grand nombre de fois. L'élève peut donc s'évaluer autant de fois que nécessaire sur chacun des niveaux sans que l'on risque l'apprentissage par coeur des réponses. Pour chaque exercice type, l'ordinateur tient compte des résultats des cinq dernières tentatives (qui n'auront pas toutes forcément eu lieu dans la même séance) et obtient un pourcentage de réussite à cet exercice. Ce pourcentage par contre ne devient significatif qu'après un certain nombre minimum de tentatives.  For each level of difficulty, there are two typical exercises that can be declined a very large number of times. The student can evaluate himself as many times as necessary on each of the levels without risk of learning the answers by heart. For each typical exercise, the computer takes into account the results of the last five attempts (which may not have all occurred in the same session) and gets a percentage of success in this exercise. This percentage, on the other hand, becomes significant only after a certain minimum number of attempts.

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Chaque niveau de difficulté est composé de deux exercices types qui représentent chacun une partie du pourcentage de réussite des exercices du niveau de difficulté en question (cette partie est variable et dépend des exercices).  Each level of difficulty is composed of two typical exercises which each represent a part of the success rate of the exercises of the level of difficulty in question (this part is variable and depends on the exercises).

Le pourcentage d'acquisition du module est une moyenne pondérée de ces trois pourcentages de réussite par niveau. Les poids relatifs et les méthodes de calcul pour des exercices réalisés dans le cadre d'un module de méthodologie et dans le cadre d'un module de leçon sont donnés respectivement dans les tableaux 1 et 2. On y note p1, p2 et p3 les pourcentages de réussite aux exercices de niveau 1,2 et 3. On permet à un élève en confiance de ne pas s'évaluer sur des exercices de niveau 1 ou de niveaux 1 et 2 dans le cas des modules de leçon ou de niveau 2 dans le cas des modules de méthodologie (il est impossible de se soustraire à l'évaluation de niveau 1 qui a lieu lors de la lecture du module).  The percentage of acquisition of the module is a weighted average of these three percentages of success per level. The relative weights and calculation methods for exercises performed as part of a methodology module and as part of a lesson module are given in Tables 1 and 2, respectively. There are p1, p2 and p3. Percentages of success at Level 1,2 and Level 3 exercises. A trusted student is allowed not to evaluate on Level 1 or Level 1 and Level 2 exercises for Lesson Level 2 or Level 2 modules. the case of the methodology modules (it is impossible to avoid the level 1 evaluation that takes place when reading the module).

Tableau 1

Figure img00120001
Table 1
Figure img00120001

<tb>
<tb> Exercices <SEP> réalisés <SEP> poids <SEP> relatifs <SEP> % <SEP> d'acquisiti
<tb> module <SEP> de <SEP> métho. <SEP> niveau <SEP> 1 <SEP> niveau <SEP> 2 <SEP> niveau <SEP> 3
<tb> niveaux <SEP> 1,2 <SEP> et <SEP> 3 <SEP> 30% <SEP> 30% <SEP> 40% <SEP> 0, <SEP> 3*p1+0, <SEP> 3*p2+0, <SEP> 4*p3
<tb> niveaux <SEP> 1 <SEP> et <SEP> 3 <SEP> 43% <SEP> xxx <SEP> 57% <SEP> 0,43*p2+0, <SEP> 57*p3
<tb>
Tableau 2

Figure img00120002
<Tb>
<tb> Exercises <SEP> performed <SEP> weight <SEP> relative <SEP>% <SEP> of acquired
<tb> module <SEP> of <SEP> method. <SEP> level <SEP> 1 <SEP> level <SEP> 2 <SEP> level <SEP> 3
<tb> levels <SEP> 1,2 <SEP> and <SEP> 3 <SEP> 30% <SEP> 30% <SEP> 40% <SEP> 0, <SEP> 3 * p1 + 0, <SEP> 3 * p2 + 0, <SEP> 4 * p3
<tb> levels <SEP> 1 <SEP> and <SEP> 3 <SEP> 43% <SEP> xxx <SEP> 57% <SEP> 0.43 * p2 + 0, <SEP> 57 * p3
<Tb>
Table 2
Figure img00120002

<tb>
<tb> Exercices <SEP> réalisés <SEP> poids <SEP> relatif
<tb> % <SEP> d <SEP> acquisition
<tb> module <SEP> de <SEP> leçon <SEP> niveau <SEP> 1 <SEP> niveau <SEP> 2 <SEP> niveau <SEP> 3
<tb> niveaux <SEP> 1,2 <SEP> et <SEP> 3 <SEP> 20% <SEP> 40% <SEP> 40% <SEP> 0, <SEP> 2*p1+0, <SEP> 4*p2+0,4*p3
<tb> niveaux <SEP> 2 <SEP> et <SEP> 3 <SEP> xxx <SEP> 50% <SEP> 50% <SEP> 0,5*p2+0, <SEP> 5*p3
<tb> niveau <SEP> 3 <SEP> xxx <SEP> xxx <SEP> 100% <SEP> p3
<tb>
<Tb>
<tb> Exercises <SEP> performed <SEP> weight <SEP> relative
<tb>% <SEP> d <SEP> Acquisition
<tb> module <SEP> of <SEP> lesson <SEP> level <SEP> 1 <SEP> level <SEP> 2 <SEP> level <SEP> 3
<tb> levels <SEP> 1,2 <SEP> and <SEP> 3 <SEP> 20% <SEP> 40% <SEP> 40% <SEP> 0, <SEP> 2 * p1 + 0, <SEP> 4 * 0.4 * p2 + p3
<tb> levels <SEP> 2 <SEP> and <SEP> 3 <SEP> xxx <SEP> 50% <SEP> 50% <SEP> 0.5 * p2 + 0, <SEP> 5 * p3
<tb> level <SEP> 3 <SEP> xxx <SEP> xxx <SEP> 100% <SEP> p3
<Tb>

Figure img00120003

L'ordinateur qualifiera le module de non évalué si aucun exercice n'a été tenté. Si par contre trop peu d'exercices ont été tentés (soit moins de deux exercices différents ont été tentés, soit moins de la moitié des exercices tentés ont une pourcentage de réussite non significatif), le pourcentage d'acquisition ne sera pas affiché et sera qualifié de non significatif.
Figure img00120003

The computer will qualify the module as unassessed if no exercise has been attempted. If, on the other hand, too few exercises have been attempted (ie less than two different exercises have been attempted, ie less than half of the exercises attempted have a non-significant success rate), the acquisition percentage will not be displayed and will be qualified as not significant.

A partir de données globales dynamiques relatives à un élève et à son utilisation du système et de données locales dynamiques relatives à chaque module consulté par l'élève, le système construit un profil électronique de cet élève.  Using dynamic global data about a student and his or her use of the system and dynamic local data for each module that the student accessed, the system builds an electronic profile of this student.

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Ce profil électronique est mis à jour automatiquement et de façon continue : chaque opération de l'élève se traduit par une modification infinitésimale de son profil électronique. On appelle consultation du module toute lecture de son cours, suivi ou non d'évaluation mais aussi toute séance d'évaluation sans lecture. On appelle session toute suite temporelle ininterrompue de consultations, c'est-à-dire toute séance continue d'utilisation du système.  This electronic profile is updated automatically and continuously: each student's operation results in an infinitesimal modification of his electronic profile. The consultation of the module is any reading of its course, followed or not evaluation but also any evaluation session without reading. A session is defined as any uninterrupted sequence of consultations, that is, any continuous session of use of the system.

Les données constituant le profil électronique sont les suivantes :
Données globales : - Nom de l'utilisateur, login et mot de passe
Niveau scolaire actuel de l'utilisateur (éventuellement établissement scolaire, nom de la classe, options...) - Nombre de modules consultés au moins une fois, pourcentage du nombre total - Nombre total de consultations réalisées (ici plusieurs par modules peuvent être comptabilisées) - Durée moyenne d'une consultation de module - Nombre total d'exercices tentés (resp. réussis) - Nombre moyen d'exercice réalisés (resp. réussis) par module.
The data constituting the electronic profile are as follows:
Global data: - User name, login and password
Current school level of the user (possibly school, class name, options ...) - Number of modules consulted at least once, percentage of the total number - Total number of consultations made (here several per module can be counted ) - Average duration of a module consultation - Total number of exercises attempted (respectively successful) - Average number of exercises performed (respectively successful) per module.

- Nombre moyen d'exercice réalisés (resp. réussis) par consultation.  - Average number of exercises performed (respectively successful) per consultation.

- Pour chaque session : durée d'utilisation de M. A. T. H. S, nombre de modules consultés, nombre d'exercices réalisés (resp. réussis) et historique des consultations
Données locales :
La liste de toutes les consultations précédentes (date, durée, % acquisition à la fin de la consultation, nombre d'exercices tentés (resp. réussis) - Nombre de consultations - Temps total de consultation - Pourcentage d'acquisition du module - Pour chaque exercice de ce module :
- For each session: duration of use of MATH S, number of modules consulted, number of exercises performed (respectively successful) and consultation history
Local data:
The list of all previous consultations (date, duration,% acquisition at the end of the consultation, number of exercises attempted (respectively successful) - Number of consultations - Total consultation time - Percentage of acquisition of the module - For each exercise of this module:

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- Valeur du coefficient de pondération (i. e. de difficulté) dans le calcul du pourcentage d'acquisition (ce chiffre actuellement fixe peut être amener à varier avec le niveau de l'élève) - Nombre total de tentatives - Nombre total de réussites - Tableau des cinq derniers résultats
Le profil électronique est un fichier informatique dont les format est préparé pour le traitement au sein du système, pour une exportation vers un tableur et/ou vers une base de données, pour une transmission sur un réseau (éventuellement sécurisée) et enfin pour une synchronisation entre différents lieux d'utilisation (école et maison par exemple).
- Value of the weighting coefficient (ie of difficulty) in the calculation of the acquisition percentage (this currently fixed figure can be brought to vary with the level of the student) - Total number of attempts - Total number of successes - Table of last five results
The electronic profile is a computer file whose format is prepared for processing within the system, for export to a spreadsheet and / or a database, for transmission over a network (possibly secure) and finally for a synchronization between different places of use (school and house for example).

Le profil électronique constitue un véritable bilan cognitif exhaustif de l'élève en mathématiques, qui tient autant compte de ses résultats à l'instant de la consultation que de l'évolution de ces résultats.  The electronic profile is a true mathematical assessment of the student in mathematics, which takes as much into account his results at the time of the consultation as the evolution of these results.

Une première utilisation du profil électronique est statistique.  A first use of the electronic profile is statistical.

On dispose de nombreux histogrammes, diagrammes circulaires etc. décrivant la progression de l'élève ainsi que d'une série de données décrivant la situation exacte de l'élève à un instant donné. On a alors un outil performant de suivi et de contrôle à plusieurs niveaux : - Autocontrôle de l'utilisateur : l'élève peut en consultant, imprimant et archivant ces données statistiques se rendre compte et suivre sa progression.  There are many histograms, pie charts, and so on. describing the student's progress as well as a series of data describing the exact situation of the student at a given moment. We then have a powerful tool of monitoring and control at several levels: - Self-control of the user: the student can by consulting, printing and archiving these statistical data to realize and monitor its progress.

- Contrôle et suivi des parents/enseignants : l'ordinateur gardant en mémoire le comportement de l'élève, on peut aisément vérifier son assiduité à travailler, l'évolution de ses performances etc. Ces bilans jouent le rôle à la fois du bulletin de notes trimestrielles pour l'aspect exhaustif de l'information obtenue et du carnet de liaison pour l'aspect permanent du lien qui se crée entre les parents et les enseignants.  - Control and monitoring of parents / teachers: the computer keeping in memory the behavior of the student, one can easily check his attendance to work, the evolution of his performances etc. These reports play the role of both the quarterly report card for the comprehensiveness of the information obtained and the liaison book for the permanent aspect of the link that is created between parents and teachers.

- Contrôle de la progression par l'ordinateur : des fonctions hypermédias guident l'élève dans sa lecture vers l'arrière ou vers le bas)), à ta recherche des bases non comprises. Cependant, il est peu probable qu'un élève que l'on laisse totalement libre dans sa navigation au sein du graphe des modules,  - Control of progress by the computer: hypermedia functions guide the student in reading backwards or downwards)), to search for bases not understood. However, it is unlikely that a student will be totally free in his navigation within the module graph,

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sache s'orienter convenablement et puisse décider de la bonne marche à suivre pour progresser.  know how to move appropriately and can decide how to progress.

Ainsi l'utilisateur standard souhaitera que l'ordinateur le guide dans l'ordre des chapitres et des modules à lire. On dit qu'un module est validé si son pourcentage d'acquisition est supérieur à 40%. Le contrôle de la navigation suit le principe suivant :
Il est impossible (car pédagogiquement inutile) d'accéder à un module dont tous les pré-requis ne sont pas validés.
Thus the standard user will want the computer to guide him in the order of chapters and modules to read. A module is validated if its acquisition percentage is greater than 40%. Navigation control follows the following principle:
It is impossible (because pedagogically useless) to access a module whose prerequisites are not validated.

De façon optimale, l'élève doit donc débuter l'utilisation du système par le premier chapitre du cours de base (6eme) : les nombre entiers et décimaux (module 1.6. 1). En effet, ce module, véritable porte d'entrée de la cité, est le seul à n'avoir aucun autre module pré-requis et à être pré-requis de tous les autres modules. L'ordinateur bloquera l'élève sur ce module jusqu'à ce qu'il soit validé. Cette validation sera l'équivalent d'une clé qui ouvrira les portes logiques vers la ou les pièces suivantes. Ainsi, l'élève est comme un explorateur perdu dans un labyrinthe dont il ne connaît que les pièces qu'il a déjà visitées. Les épreuves pour découvrir les noms et les contenus des pièces suivantes sont les exercices que lui propose l'ordinateur. Cependant, en suivant le principe mis en valeur précédemment, l'élève ne peut pénétrer dans un module que si toutes les portes ou les escaliers qui y accèdent sont ouverts, ce qui implique que la validation d'un module ne suffit pas toujours à ouvrir tous les accès qui lui sont reliés. Ainsi, ce mode de navigation, que l'on qualifiera de contrôlé, permet à un élève d'accéder librement et rapidement aux bases qu'il ne domine pas suffisamment (bien que validées) via des liens hypermédias, par contre il ne l'autorise à progresser dans sa lecture que s'il possède le minimum de bases nécessaires validées.  Optimally, the pupil must start the use of the system by the first chapter of the basic course (6th): integers and decimals (module 1.6.1). Indeed, this module, real gateway to the city, is the only one to have no other module prerequisites and to be prerequisites of all other modules. The computer will block the student on this module until it is validated. This validation will be the equivalent of a key that will open the logical doors to the following room (s). Thus, the pupil is like an explorer lost in a labyrinth of which he knows only the pieces he has already visited. The tests to discover the names and the contents of the following parts are the exercises that the computer proposes to him. However, following the principle highlighted previously, the student can only enter a module if all the doors or stairs that access it are open, which implies that the validation of a module is not always enough to open all the accesses connected to it. Thus, this mode of navigation, which we will describe as controlled, allows a student to freely and quickly access the basics that he does not dominate enough (although validated) via hypermedia links, on the other hand he does not authorizes to progress in its reading only if it possesses the minimum of necessary bases validated.

Si l'élève débute son utilisation à un autre niveau que celui de base (la 6emu), l'ordinateur rend accessibles toutes les entrées de l'étage correspondant à son niveau (une entrée est ici un module qui a tout ses prérequis dans les niveaux inférieurs) et utilise les pourcentages temporaires obtenus par les exercices de synthèse pour définir si les modules des années précédentes sont a priori validés. Toutes les bases au niveau de l'élève sont  If the pupil starts his use at a level other than the basic one (the 6emu), the computer makes accessible all the entries of the floor corresponding to his level (an entry is here a module which has all its prerequisites in the lower levels) and uses the temporary percentages obtained by the synthesis exercises to define whether the modules of the previous years are a priori validated. All the basics at the student level are

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donc accessibles par liens hypermédias mais ne seront pas forcément validées.  therefore accessible via hypermedia links but will not necessarily validated.

Les modèles de navigation précédents présentent l'inconvénient d'obliger parfois les élèves à un long travail avant d'accéder au module souhaité. Même si, pédagogiquement, il est toujours préférable de revenir sur des bases non acquises avant de progresser dans un cours, le rythme de la classe de l'élève pourrait le contraindre à souhaiter travailler sur un chapitre précis (pour un devoir par exemple) alors que l'ordinateur l'en empêcherait. Enfin, l'élève ne pourrait pas, en cas de contrôle total de l'ordinateur, laisser libre cours à sa curiosité dans l'exploration du cours de mathématiques.  The previous navigation models have the disadvantage of sometimes requiring students to a long job before accessing the desired module. Even if, pedagogically, it is always better to go back to unfulfilled bases before progressing in a class, the rhythm of the student's class could compel him to wish to work on a specific chapter (for a homework assignment for example). that the computer would prevent it. Finally, the student would not be able, in case of total control of the computer, to give free rein to his curiosity in the exploration of the mathematics course.

Il est donc offert à l'élève un mode de navigation libre, dans lequel tous les accès à tous les modules sont ouverts. Dans ce cas, l'élève peut se déplacer dans n'importe laquelle des directions des bâtiments et explorer au gré de sa curiosité ou de ses impératifs scolaires les différents modules.  It is therefore offered to the student a free navigation mode, in which all access to all modules are open. In this case, the student can move in any direction of the buildings and explore according to his curiosity or his school requirements the different modules.

Un élève en mode de navigation libre peut aussi s'auto-évaluer sur les différents modules qu'il consulte. Cependant, seules les évaluations des modules qui lui sont accessibles en mode de navigation contrôlée sont comptabilisées dans son profil électronique. Pour passer d'un module à l'autre, l'élève a plusieurs possibilités de type hypermédia. Il peut utiliser des liens hypertexte, pour aller d'un module vers un module pré-requis. Il peut aussi utiliser un plan du bâtiment pour aller d'un module vers un autre module dont il est pré-requis. Il peut tout simplement naviguer à vue à l'aide d'une représentation en 3D du module et de ses portes et escaliers vers d'autres modules.  A student in free navigation mode can also self-evaluate the different modules he consults. However, only evaluations of the modules accessible to him in controlled navigation mode are counted in his electronic profile. To move from one module to another, the student has several possibilities hypermedia type. It can use hypertext links, to go from a module to a prerequisite module. It can also use a building plan to go from one module to another module which is prerequisite. He can simply navigate on sight using a 3D representation of the module and its doors and stairs to other modules.

Enfin, l'élève peut utiliser un moteur de recherche pour localiser le ou les modules qui sont en rapport avec la partie du cours qu'il veut utiliser. A chaque module est donc associée une série de mots clés qui lui sont spécifiques. Un élève tapant un mot comme fraction voit apparaître la liste formée par tous les modules associés au mot clé fraction . Il n'a plus qu'à cliquer sur le module de son choix pour y accéder.  Finally, the student can use a search engine to locate the module or modules that are related to the part of the course he wants to use. Each module is therefore associated with a series of keywords that are specific to it. A student typing a word like fraction sees appearing the list formed by all the modules associated with the keyword fraction. He just has to click on the module of his choice to access it.

Il existe une seconde utilisation du profil électronique d'un utilisateur, fondée sur une approche algorithmique de type parcours de graphe et  There is a second use of the electronic profile of a user, based on an algorithmic approach of type graph and

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permettant d'offrir, via des agents intelligents, un système de détection de lacunes et de détermination de programme de travail.  to provide, via intelligent agents, a system for detecting gaps and determining work program.

Le concept d'agent intelligent est issu du World Wide Web. Un agent intelligent est un logiciel qui offre une assistance personnalisée à un utilisateur dans la consultation d'informations organisées en une structure logique complexe. Cette aide repose sur une connaissance précise des besoins et du comportement préalable de l'utilisateur et une analyse fine de la structure de navigation et des informations qu'elle contient.  The intelligent agent concept comes from the World Wide Web. An intelligent agent is software that provides personalized assistance to a user in the consultation of information organized into a complex logical structure. This help is based on a precise knowledge of the user's needs and prior behavior and a detailed analysis of the navigation structure and the information it contains.

Dans le système décrit ici, la structure complexe de données est le graphe orienté des modules. L'utilisateur se voit certes proposer des systèmes simples de navigation et de recherche via la lecture multidimensionnelle hypermédia et est même assisté par l'ordinateur dans sa progression dans le mode de navigation contrôlée. Cependant, de nombreuses questions pédagogiques restent en suspens : - Quand l'élève n'arrive pas à valider un module, comment être sûr que la source des erreurs est liée au concept même du module et pas à une lacune lointaine dont l'élève n'est pas forcément conscient ? - Comment en général déterminer les lacunes liées à un module ou un ensemble de modules et proposer un programme de révisions qui permette à l'élève de combler ces lacunes ? - Si l'on souhaite comprendre une notion qui est expliquée dans un module qui n'est pas encore accessible (de nombreux modules non encore acquis ou consultés nous séparent de notre but), quel est le programme de travail optimal (en temps et en chances de réussite) permettant d'y accéder sans sauter de pré-requis mais sans non plus nous égarer en lisant des notions accessoires à notre problème ?
Pour répondre à ces besoins d'ordre pédagogique, le modèle cognitif du savoir mathématiques qu'est le graphe orienté des modules et la connaissance exhaustive de comportement préalable de l'utilisateur face à ce savoir, contenue dans son profil électronique, sont utilisés. Ces paramètres sont intégrés dans un agent intelligent dont le but est de répondre à ces questions pédagogiques de façon la plus autonome possible.
In the system described here, the complex data structure is the oriented graph of the modules. The user is certainly offered simple navigation and search systems via multidimensional hypermedia reading and is even assisted by the computer in its progression in the controlled navigation mode. However, many pedagogical questions remain unresolved: - When the student fails to validate a module, how to be sure that the source of the errors is related to the very concept of the module and not to a distant gap whose pupil is not necessarily conscious? - How in general to identify the deficiencies related to a module or set of modules and propose a program of revisions that allow the student to fill these gaps? - If we want to understand a notion that is explained in a module that is not yet accessible (many modules not yet acquired or consulted separate us from our goal), what is the optimal work program (in terms of time and chances of success) to access it without skipping pre-requisites but without getting lost by reading notions incidental to our problem?
To meet these pedagogical needs, the cognitive model of mathematical knowledge that is the oriented graph of the modules and the exhaustive knowledge of the prior behavior of the user in relation to this knowledge, contained in his electronic profile, are used. These parameters are integrated into an intelligent agent whose goal is to answer these pedagogical questions as independently as possible.

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Les réponses données par l'agent intelligent reposent essentiellement sur l'algorithme décrit ci-après. The answers given by the intelligent agent are essentially based on the algorithm described below.

Considérons un graphe orienté de modules, dont chaque module est valué par le pourcentage d'acquisition du profil électronique et pointons un module particulier, appelé M. L'algorithme va donner la liste des pré-requis de M, dont le pourcentage d'acquisition est inférieur à un pourcentage donné pmin et au sein de ce sous-graphe, l'algorithme va classer les pré-requis à M par ordre d'importance par rapport à la compréhension de M, dans un sens qui tient compte de la distance en nombre d'arcs entre les pré-requis et M ainsi que du pourcentage d'acquisition de ces pré-requis ou du temps passé depuis la dernière lecture.  Consider an oriented graph of modules, each module of which is evaluated by the percentage of acquisition of the electronic profile and point out a particular module, called M. The algorithm will give the list of the prerequisites of M, whose acquisition percentage is less than a given percentage pmin and within this subgraph, the algorithm will rank the prerequisites to M in order of importance with respect to the understanding of M, in a sense that takes into account the distance in number of arcs between the prerequisites and M as well as the percentage of acquisition of these prerequisites or the time spent since the last reading.

L'algorithme d'exploration lui-même ne sera pas détaillé : il est de type Breadth-First Search (exploration en largeur) et assez rapide étant donné que le graphe est de petite taille et ne présente aucun circuit.  The exploration algorithm itself will not be detailed: it is of the Breadth-First Search type and quite fast since the graph is small and has no circuit.

Par contre, la technique de pondération des chemins qui permet de déterminer le classement des pré-requis recherché sera explicitée ci-après. A chaque pré-requis M'on associe une distance en arc minimale entre M'et M, notée d-min (M') (que l'on calcule aisément lors de la mise en place de l'algorithme BFS) et un coefficient C (M') défini de manière récurrente de la façon suivante :
C (M') = % acquisition (M') si d-min (M') =1,
C (M') =

Figure img00180001

min ( (d-min (M") *% acquisition (M') +d-min (M') *C (M"))/ (d-min (M') +d-min (M")) ; si d-min (M') < > 1 le min étant pris sur tous les successeurs directs M"de M'. La moyenne utilisée ci dessus est prise en pondérant le % d'acquisition de M'par l'inverse de d-min (M') et C (M") par l'inverse de d-min (M"). Comme la distance minimale représente l'éloignement logique entre M et son pré-requis, la valeur 1-C (M') apparaît comme étant le pourcentage d'importance de M'par rapport à M qui tient compte du niveau de l'utilisateur. Cette valeur est notée D (M'). Ainsi plus la notion est éloignée, plus ce nombre risque de diminuer mais un pré-requis On the other hand, the technique of weighting paths that makes it possible to determine the classification of the pre-requisites sought will be explained below. With each pre-requisite I associate a minimum arc distance between M'et M, noted d-min (M ') (which is easily calculated during the implementation of the BFS algorithm) and a coefficient C (M ') defined recurrently as follows:
C (M ') =% acquisition (M') if d-min (M ') = 1,
C (M ') =
Figure img00180001

min ((d-min (M ") *% acquisition (M ') + d-min (M') * C (M")) / (d-min (M ') + d-min (M ")) if d-min (M ') <> 1 the min being taken on all the direct successors M "of M" The average used above is taken by weighting the acquisition% of M'by the inverse of d -min (M ') and C (M ") by the inverse of d-min (M") Since the minimum distance represents the logical distance between M and its prerequisite, the value 1-C (M') appears as the percentage of importance of M'compared to M which takes into account the level of the user.This value is denoted by D (M '), so the further away the notion is, the more likely it is to decrease but a pre-requisite

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plus lointain qu'un autre pourra être considéré comme plus important s'il est beaucoup moins bien dominé que l'autre.  more distant than another may be considered more important if it is much less dominated than the other.

Les pré-requis peuvent donc être classés par ordre décroissant d'importance en suivant l'ordre lexicographique appliqué au triplet (D, % acquisition, d-min, temps-écoulé) :
Deux pré-requis sont classés :
1) Par ordre décroissant des valeurs de D ;
2) S'ils ont même valeur de D, par ordre croissant du pourcentage d'acquisition ;
3) Si de plus, ils ont même pourcentage d'acquisition, par ordre croissant de distance minimale en nombre d'arcs à M ;
4) Si de plus ils sont à une même distance minimale de M, par ordre décroissant du temps écoulé depuis leur dernière consultation.
The prerequisites can therefore be ranked in descending order of importance by following the lexicographic order applied to the triplet (D,% acquisition, d-min, time-out):
Two prerequisites are classified:
1) In descending order of the values of D;
2) If they have the same value of D, in ascending order of the acquisition percentage;
3) If, moreover, they have the same percentage of acquisition, in ascending order of minimum distance in number of arcs to M;
4) If, moreover, they are at the same minimum distance from M, in descending order of the time elapsed since their last consultation.

5) Sinon, de façon indifférente.  5) Otherwise, indifferently.

Le passage du temps (mesuré par la variable temps-écoulé) peut être intégré plus finement dans le classement des pré-requis. En effet, supposons que l'on ait deux pré-requis qui ont quasiment la même importance par rapport à M (via le coefficient D) mais tels que le pré-requis légèrement plus important ait été consulté le jour même, alors que le pré-requis légèrement moins important ait été consulté pour la dernière fois il y a plusieurs mois. Le classement explicité plus haut ne tient pas compte du passage du temps qui, intuitivement, nous indique que c'est le pré-requis qui n'a pas été consulté depuis plusieurs mois qui devrait être plus important. Le passage du temps est intégré en introduisant le concept de pourcentage d'acquisition corrigé (% AC) défini par :
Si temps-écoulé < 30 jours, alors % AC = % acquisition ;
Sinon % AC = % acquisition/log (temps-écoulé), le temps écoulé étant compté en nombres de jours et le logarithme étant pris en base 30.
The passage of time (measured by the time-elapsed variable) can be integrated more finely in the ranking of prerequisites. Indeed, suppose that we have two pre-requisites that have almost the same importance with respect to M (via the coefficient D) but such that the slightly higher pre-requisite was consulted the same day, whereas the pre-requisite - slightly less important issue was last consulted several months ago. The classification explained above does not take into account the passage of time which, intuitively, indicates to us that it is the prerequisite which has not been consulted for several months which should be more important. The passage of time is integrated by introducing the concept of corrected acquisition percentage (% AC) defined by:
If time-lapse <30 days, then% AC =% acquisition;
Otherwise% AC =% acquisition / log (elapsed time), the elapsed time being counted in numbers of days and the logarithm being taken in base 30.

Le tableau 3 donne des valeurs du pourcentage de réduction permettant de passer du pourcentage d'acquisition à sa valeur corrigée :  Table 3 gives values of the percentage of reduction allowing to go from the percentage of acquisition to its corrected value:

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Tableau 3

Figure img00200001
Table 3
Figure img00200001

<tb>
<tb> temps <SEP> écoulé <SEP> ! <SEP> à <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 180 <SEP> 365 <SEP> 730 <SEP> 1460
<tb> % <SEP> de <SEP> réduction <SEP> 100, <SEP> 00% <SEP> 94, <SEP> 61% <SEP> 87, <SEP> 77% <SEP> 83, <SEP> 40% <SEP> 75, <SEP> 80% <SEP> 68, <SEP> 89% <SEP> 62, <SEP> 80%
<tb>
<Tb>
<tb> time <SEP> elapsed <SEP>! <SEP> to <SEP> 30 <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 180 <SEP> 365 <SEP> 730 <SEP> 1460
<tb>% <SEP> of <SEP> Reduction <SEP> 100, <SEP> 00% <SEP> 94, <SEP> 61% <SEP> 87, <SEP> 77% <SEP> 83, <SEP> 40% <SEP> 75, <SEP> 80% <SEP> 68, <SEP> 89% <SEP> 62, <SEP> 80%
<Tb>

Il est alors utile de remplacer dans la description précédente le pourcentage d'acquisition par sa valeur corrigée. It is then useful to replace in the above description the acquisition percentage by its corrected value.

Ces notions-sauf celle du passage du temps-seront illustrées ciaprès par des exemples liés au graphe orienté de la figure 9 sur laquelle les modules M1 à M7 sont des pré-requis du module M.  These notions-except that of the passage of time-will be illustrated hereinafter by examples related to the oriented graph of FIG. 9 on which the modules M1 to M7 are prerequisites of the module M.

Plusieurs cas décrivant les calculs de C et D, pour chacun des modules M1 à M7 en fonction de sa distance d-min à M et de son pourcentage d'acquisition (% acquisition) sont données dans les tableaux suivants, puis la réponse de l'algorithme dans le cas où p-min est fixé à 60% (on part directement du graphe des pré-requis de M) est déterminée. L'influence du temps n'est pas prise en compte : pour cela il suffit de remplacer les pourcentage d'acquisition par les % AC.  Several cases describing the calculations of C and D, for each of the modules M1 to M7 as a function of its distance d-min to M and its acquisition percentage (% acquisition) are given in the following tables, then the response of the algorithm in the case where p-min is fixed at 60% (one starts directly from the graph of the prerequisites of M) is determined. The influence of time is not taken into account: for this it suffices to replace the acquisition percentage with the% AC.

Exemple 1 :
Les valeurs de C et D pour chacun des modules M1 à M7 sont données dans le tableau 4.
Example 1
The values of C and D for each of the modules M1 to M7 are given in Table 4.

Tableau 4

Figure img00200002
Table 4
Figure img00200002

<tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> % <SEP> acquisition <SEP> 20% <SEP> 50% <SEP> 60% <SEP> 80% <SEP> 40% <SEP> 50% <SEP> 60%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 20% <SEP> 50% <SEP> 53% <SEP> 60% <SEP> 27% <SEP> 30% <SEP> 42%
<tb> D=1-C <SEP> (%) <SEP> 80% <SEP> 50% <SEP> 47% <SEP> 40% <SEP> 73% <SEP> 70% <SEP> 58%
<tb>
<Tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb>% <SEP> acquisition <SEP> 20% <SEP> 50% <SEP> 60% <SEP> 80% <SEP> 40% <SEP> 50% <SEP> 60%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 20% <SEP> 50% <SEP> 53% <SEP> 60% <SEP> 27% <SEP> 30% <SEP> 42%
<tb> D = 1-C <SEP> (%) <SEP> 80% <SEP> 50% <SEP> 47% <SEP> 40% <SEP> 73% <SEP> 70% <SEP> 58%
<Tb>

Dans ce premier exemple, si l'on cherche intuitivement à déterminer les pré-requis les plus sensibles quant à la compréhension de M, on conclut que vraisemblablement M1 est le module le plus important par rapport à M (dans

Figure img00200003

la mesure où il est le plus près et le moins bien acquis), que la branche M1, M5 est la plus faiblement acquise, suivie par les branches M1, M6, M7 (principalement la partie M1, M6) et que ces deux branches son nettement moins acquises que les deux autres. In this first example, if we intuitively try to determine the most sensitive prerequisites for understanding M, we conclude that M1 is probably the most important module with respect to M (in
Figure img00200003

the extent to which it is nearest and least well acquired), that the branch M1, M5 is the weakest acquired, followed by the branches M1, M6, M7 (mainly the part M1, M6) and that these two branches are significantly less than the other two.

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On retrouve ces diagnostics en ordonnant les sommets suivant les valeurs de D : les trois modules les moins bien acquis relativement à M sont très nettement M1, M5 et M6.  We find these diagnoses by ordering the vertices according to the values of D: the three least well-acquired modules with respect to M are very clearly M1, M5 and M6.

On remarque que M6 est plus important si on le compte dans la branche qui passe par M1 que si on le compte dans la branche qui passe par M2. C'est pour cela que l'on retient la valeur la plus faible, qui décrit mieux le rôle de M6.  We note that M6 is more important if we count it in the branch that passes through M1 than if we count it in the branch that passes through M2. This is why we retain the lowest value, which better describes the role of M6.

La réponse de l'algorithme est illustrée à la figure 10 dont il ressort que les modules les plus importants sont dans l'ordre décroissant d'importance : M1, M5, M6, M7.  The response of the algorithm is illustrated in Figure 10 which shows that the most important modules are in descending order of importance: M1, M5, M6, M7.

Exemple 2 :
Les valeurs C et D pour chacun des modules M1 à M7 sont données dans le tableau 5.
Example 2
The values C and D for each of the modules M1 to M7 are given in Table 5.

Tableau 5

Figure img00210001
Table 5
Figure img00210001

<tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> ~ <SEP> % <SEP> acquisition <SEP> 70% <SEP> 50% <SEP> 80% <SEP> 30% <SEP> 50% <SEP> 20% <SEP> 90%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 70% <SEP> 50% <SEP> 60% <SEP> 43% <SEP> 63% <SEP> 40% <SEP> 60%
<tb> D=1-C <SEP> (%) <SEP> 30% <SEP> 50% <SEP> 40% <SEP> 57% <SEP> 37% <SEP> 60% <SEP> 40%
<tb>
<Tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> ~ <SEP>% <SEP> acquisition <SEP> 70% <SEP> 50% <SEP> 80% <SEP> 30% <SEP> 50% <SEP> 20% <SEP> 90%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 70% <SEP> 50% <SEP> 60% <SEP> 43% <SEP> 63% <SEP> 40% <SEP> 60%
<tb> D = 1-C <SEP> (%) <SEP> 30% <SEP> 50% <SEP> 40% <SEP> 57% <SEP> 37% <SEP> 60% <SEP> 40%
<Tb>

Ici, la répartition des pourcentages d'acquisition est plus irrégulière mais reste toutefois assez homogène. Les grandes tendances sont que les problèmes se trouvent dans la branche M2, M4 et au module M6 principalement. On retrouve à nouveau ces diagnostics en comparant les différentes valeurs de D, qui sont ici plus homogènes. On remarquera tout de même que ce système de pondération donne une importance relative trop élevée au module M3 et M7 par rapport au module M5. C'est pourquoi l'algorithme complet couple ce système de pondération avec un élagage du graphe des pré-requis (qui est ici un arbre ! ) : après la détermination des coefficients D, on retire du graphe des pré-requis ceux qui ont un pourcentage élevé d'acquisition. Here, the distribution of the percentages of acquisition is more irregular but remains rather homogeneous. The main trends are that the problems are in the M2 branch, M4 and the M6 module mainly. We find again these diagnoses by comparing the different values of D, which are here more homogeneous. It should nevertheless be noted that this weighting system gives M3 and M7 a relatively high relative importance with respect to the M5 module. This is why the complete algorithm couples this weighting system with a pruning of the pre-requisite graph (which is here a tree!): After the determination of the coefficients D, we remove from the graph of the pre-requisites those which have a high percentage of acquisition.

La réponse de l'algorithme est illustrée à la figure 11 : la racine la plus importante est M6 et les modules les plus importants sont dans l'ordre décroissant d'importance M6, M4, M2.  The response of the algorithm is illustrated in Figure 11: the most important root is M6 and the most important modules are in descending order of importance M6, M4, M2.

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Exemple 3 :
Les valeurs de C et D pour chacun des modules M1 à M7 sont données par le tableau 6.
Example 3
The values of C and D for each of the modules M1 to M7 are given in Table 6.

Tableau 6

Figure img00220001
Table 6
Figure img00220001

<tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> % <SEP> acqulsltlon <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 40% <SEP> 70% <SEP> 70% <SEP> 90%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 13% <SEP> 23% <SEP> 23% <SEP> 50%
<tb> D=1-C <SEP> (%) <SEP> 100% <SEP> 100% <SEP> 100% <SEP> 87% <SEP> 77% <SEP> 77% <SEP> 50%
<tb>
<Tb>
<tb> Module <SEP> M1 <SEP> M2 <SEP> M3 <SEP> M4 <SEP> M5 <SEP> M6 <SEP> M7
<tb> d-min <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb>% <SEP> acqulsltlon <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 40% <SEP> 70% <SEP> 70% <SEP> 90%
<tb> C <SEP> (%) <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 0% <SEP> 13% <SEP> 23% <SEP> 23% <SEP> 50%
<tb> D = 1-C <SEP> (%) <SEP> 100% <SEP> 100% <SEP> 100% <SEP> 87% <SEP> 77% <SEP> 77% <SEP> 50%
<Tb>

Figure img00220002

Dans ce dernier exemple, trois modules n'ont pas encore été consultés et le module M4 est de loin le plus important. Le calcul des coefficients D traduit à nouveau bien la situation.
Figure img00220002

In this last example, three modules have not yet been consulted and the M4 module is by far the most important. The calculation of the coefficients D again reflects the situation well.

La réponse de l'algorithme est illustrée à la figure 12 : la racine la plus importante est M3 et les modules les plus importants sont dans l'ordre décroissant d'importance : M1, M2, M3 et M4, seul le dernier ayant déjà été consulté. The response of the algorithm is illustrated in Figure 12: the most important root is M3 and the most important modules are in descending order of importance: M1, M2, M3 and M4, only the last one having already been consulted.

La détection de lacunes (DL) et la détermination d'un programme de révision (DPR) Un élève peut éprouver des difficultés à augmenter son pourcentage d'acquisition d'un certain module M. Cela peut être dû à la notion expliquée dans M mais cela peut aussi être lié à un pré-requis de M, validé mais mal dominé. Les éventuelles lacunes de l'élève par rapport à ce module doivent être étudiées afin de s'assurer que c'est la nouvelle notion qui pose problème. The detection of gaps (DL) and the determination of a revision program (DPR) A pupil may have difficulty increasing his percentage of acquisition of a certain module M. This may be due to the notion explained in M but this can also be related to a prerequisite of M, validated but poorly dominated. Any deficiencies of the student with respect to this module must be studied to ensure that it is the new notion that poses a problem.

Cette difficulté pourra être volontairement signalée à l'ordinateur par l'élève ; elle pourra aussi être diagnostiquée grâce à un nombre élevé d'exercices réalisés (c'est-à-dire au dessus de la moyenne) associé à un taux de réussite très en dessous de la moyenne (très en dessous signifie inférieur à la moyenne moins l'écart type) ou à un temps de lecture élevé avec un pourcentage d'acquisition très en dessous de la moyenne ou à toute autre combinaison négative des critères de temps, nombres d'exercices et pourcentage d'acquisition. This difficulty may be voluntarily reported to the computer by the student; It can also be diagnosed with a high number of exercises performed (ie above average) associated with a very low success rate below the average (far below average means below average) standard deviation) or at a high reading time with a very low acquisition percentage or any other negative combination of time criteria, number of years and percentage of acquisition.

A chaque fois qu'une telle difficulté se présente, l'ordinateur propose à l'élève le choix entre la recherche des lacunes qui semblent les plus urgentes Whenever such a difficulty arises, the computer offers the student the choice between looking for the gaps that seem the most urgent

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à combler ou la détermination exhaustive de tous les pré-requis qu'il serait bon de mettre à niveau.  to fill or the exhaustive determination of all the prerequisites that it would be good to upgrade.

Dans le premier cas, l'ordinateur débute la DL. Il détermine grâce à l'algorithme clé, la liste classée des lacunes par ordre d'importance. Il calcule la moyenne et l'écart type de cette série et propose la liste classée des trois premières lacunes par ordre d'importance qu'il complète ensuite par les suivantes, tant que leur importance est supérieure à la moyenne plus l'écart type précédents. L'élève peut accéder aux modules correspondants, les lire et s'évaluer à nouveau sur ces notions. Dès que son profil électronique a été modifié, l'élève peut à tout moment revenir à l'évaluation du module problématique ou demander une mise à jour de la recherche de lacunes et de la détermination de celles qui semblent les plus importantes (la détermination de D tient compte de tous les pourcentages d'acquisition de tous les successeurs du module ; modifier un seul pourcentage peut donc provoquer une variation de nombreux coefficients D et changer la composition et l'ordre de la liste des lacunes à combler).  In the first case, the computer starts the DL. It determines through the key algorithm, the list ranked deficiencies in order of importance. It calculates the mean and the standard deviation of this series and proposes the ranked list of the first three deficiencies in order of importance which it then completes by the following, as long as their importance is greater than the average plus the preceding standard deviation . Students can access the corresponding modules, read them and evaluate themselves again. Once his or her electronic profile has been modified, the student can return to the evaluation of the problem module at any time or request an update of the search for gaps and the identification of those that seem most important (the determination of D takes into account all the acquisition percentages of all the successors of the module, modifying a single percentage can therefore cause a variation of many coefficients D and change the composition and order of the list of gaps to be filled).

Dans le second cas ou si après consultation de trois modules qui représentent des lacunes importantes (déterminés donc par la DL), l'élève n'a toujours pas validé le module M, l'ordinateur débute la détermination d'un programme de travail DPR.  In the second case or if after consultation of three modules that represent significant gaps (determined by the DL), the student has still not validated the module M, the computer begins the determination of a work program DPR .

Ces deux procédures sont assez proches mais il existe une différence fondamentale entre la DL et DPR. Dans le cas de la DL, il est proposé à l'élève de réviser d'abord les lacunes les plus importantes, qui sont souvent aussi les plus proches dans l'arbre des pré-requis, en espérant ainsi régler le problème rapidement. Cette méthode rapide risque cependant d'échouer si la compréhension de ces lacunes elles-mêmes reposent sur la compréhension préalable d'autres lacunes plus lointaines, et ainsi de suite.  These two procedures are quite similar but there is a fundamental difference between DL and DPR. In the case of DL, it is suggested to the student to first review the most important gaps, which are often also the closest ones in the prerequisite tree, hoping to solve the problem quickly. This rapid method, however, may fail if the understanding of these gaps themselves is based on the prior understanding of other, more distant gaps, and so on.

La DPR a été conçue pour pallier ce défaut. Dans ce cas, l'ordinateur propose à l'élève de reprendre, en suivant l'ordre logique, toutes les lacunes, de la plus lointaine à la plus proche. Ce travail est beaucoup plus long pour l'élève mais dans ce cas, on est sûr de s'appuyer sur des bases comprises ou tout au moins relues.  The DPR has been designed to overcome this defect. In this case, the computer offers the student to resume, in the logical order, all the gaps, from the farthest to the nearest. This work is much longer for the student but in this case, we are sure to rely on basics understood or at least read.

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La DPR commence tout comme la DL par la détermination, grâce à l'algorithme clé, de la liste classée des pré-requis par ordre d'importance.  The DPR begins just like the DL by determining, through the key algorithm, the ranked list of prerequisites in order of importance.

L'ordinateur détermine ensuite un pourcentage minimal (corrigé) % AC-min, qui va lui permettre de détecter les pré-requis qui lui semblent bon de mettre à niveau, par la formule suivante : % Arc-mon = E [ (3/nb-total-pré-requis + (1-3/nb-total-pré-requis) *coeff-disp*lambda) *100] centile. The computer then determines a minimum percentage (corrected)% AC-min, which will allow it to detect the prerequisites that seem good to upgrade, by the following formula:% Arc-mon = E [(3 / nb-total-prerequisite + (1-3 / nb-total-prerequisite) * coeff-disp * lambda) * 100] percentile.

Dans cette formule, les centiles sont pris par rapport à la série statistique des % AC, lambda est un paramètre entre 0 et 1 qui est choisi par l'utilisateur afin de contrôler la taille du programme de travail (en limitant le nombre de modules sélectionnés) et coeff-disp est un paramètre entre 0 et 1 qui mesure la dispersion de la série statistique des pré-requis par la formule : coeff-disp =1-ecart-type/ecart-max.  In this formula, the percentiles are taken with respect to the statistical series of% AC, lambda is a parameter between 0 and 1 which is chosen by the user in order to control the size of the work program (by limiting the number of modules selected ) and coeff-disp is a parameter between 0 and 1 that measures the dispersion of the statistical series of pre-requisites by the formula: coeff-disp = 1-standard deviation / max-deviation.

Les valeurs de coeff-disp, pour différentes valeurs de lambda, sont données au tableau 7 dans le cas des exemples 1 à 3.  The coeff-disp values for different lambda values are given in Table 7 in the case of Examples 1 to 3.

Tableau 7

Figure img00240001
Table 7
Figure img00240001

<tb>
<tb> centles <SEP> sélectionnés <SEP> ; <SEP> % <SEP> AC-min
<tb> lambda=O <SEP> lambda=0,25 <SEP> lambda=0,5 <SEP> lambda=0, <SEP> 75 <SEP> lambda=1
<tb> Ex <SEP> 1 <SEP> 0,4508 <SEP> 42 <SEP> ; <SEP> 50% <SEP> 49 <SEP> ; <SEP> 50% <SEP> 55 <SEP> ; <SEP> 53% <SEP> 62 <SEP> ; <SEP> 57,2% <SEP> 68 <SEP> ; <SEP> 60%
<tb> Ex <SEP> 2 <SEP> 0,3331 <SEP> 42 <SEP> ; <SEP> 50% <SEP> 47,50% <SEP> 52,52, <SEP> 4% <SEP> 57,58, <SEP> 4% <SEP> 61 <SEP> ; <SEP> 50%
<tb> Ex <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 2995 <SEP> 42, <SEP> 20,8% <SEP> 47,32, <SEP> 8% <SEP> 51 <SEP> ; <SEP> 41,8% <SEP> 55,49% <SEP> 59 <SEP> ; <SEP> 56, <SEP> 2%
<tb>
<Tb>
<tb> one hundred <SEP> selected <SEP>;<SEP>%<SEP> AC-min
<tb> lambda = O <SEP> lambda = 0.25 <SEP> lambda = 0.5 <SEP> lambda = 0, <SEP> 75 <SEP> lambda = 1
<tb> Ex <SEP> 1 <SEP> 0.4508 <SEP> 42 <SEP>;<SEP> 50% <SEP> 49 <SEP>;<SEP> 50% <SEP> 55 <SEP>;<SEP> 53% <SEP> 62 <SEP>;<SEP> 57.2% <SEP> 68 <SEP>;<SEP> 60%
<tb> Ex <SEP> 2 <SEP> 0.3331 <SEP> 42 <SEP>;<SEP> 50% <SEP> 47.50% <SEP> 52.52, <SEP> 4% <SEP> 57.58, <SEP> 4% <SEP> 61 <SEP>;<SEP> 50%
<tb> Ex <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 2995 <SEP> 42, <SEP> 20.8% <SEP> 47.32, <SEP> 8% <SEP> 51 <SEP>;<SEP> 41.8% <SEP> 55.49% <SEP> 59 <SEP>;<SEP> 56, <SEP> 2%
<Tb>

Ensuite, l'arbre des pré-requis est élagué en retirant les sommets qui ont un % AC supérieur à % AC-min. L'arbre obtenu est celui des pré-requis que l'ordinateur suggère de réviser. Ce choix est motivé pour tenir compte de la dispersion de la série tout en imposant que le nombre de pré-requis sélectionnés soit au moins trois. Plus la série est dispersée (Le. les valeurs sont loin de la moyenne), plus coeff-disp est proche de 0 et plus % AC-min est faible, ce qui correspond au fait que les pré-requis étant statistiquement soit très dominés soit très peu dominés, il est bon de ne suggérer la révision que de ceux qui sont très faiblement dominés. Inversement, plus la série est regroupée, plus coeff-disp est proche de 1 et plus % AC-min est élevé. Dans Then, the prerequisite tree is pruned by removing the vertices that have a% AC greater than% AC-min. The tree obtained is that of the prerequisites that the computer suggests to revise. This choice is motivated to take into account the dispersion of the series while imposing that the number of pre-requisites selected is at least three. The more scattered the series are (the values are far from the average), the more coeff-disp is close to 0 and the lower% AC-min is low, which corresponds to the fact that the pre-requisites being statistically either very dominated or very little dominated, it is good to suggest revision only to those who are very weakly dominated. Conversely, the more the series is grouped, the more coeff-disp is close to 1 and the more% AC-min is high. In

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ce cas les pré-requis sont sensiblement tous aussi peu ou bien dominés et l'ordinateur ne va pas pouvoir en retirer autant dans son élagage.  In this case, the prerequisites are essentially all the less or less well controlled and the computer will not be able to remove as much in its pruning.

Une fois l'élagage réalisé, la consultation de tous les modules qui ne sont pas dans l'arbre final est bloquée et les raccourcis éventuels entre les prérequis sélectionnés sont créés afin de décrire toutes les branches de l'arbre : d'un point de vue logique, on remplace le graphe orienté de tous les modules par ce sous-graphe des pré-requis sélectionnés. Les règles de lecture et d'évaluation dans ce sous-graphe sont toujours les mêmes, cependant seules les bulles d'aide dont disponibles alors que les liens hypertextes sous-jacents sont bloqués.  Once the pruning is done, all modules not in the final tree are blocked and any shortcuts between the selected prerequisites are created to describe all branches of the tree: from one point of logical view, we replace the oriented graph of all modules by this sub-graph of the selected pre-requisites. The reading and evaluation rules in this subgraph are always the same, however only the help bubbles available while the underlying hypertext links are blocked.

De plus, l'ordinateur classe par ordre décroissant d'importance la liste des points de départ possibles pour la lecture (qui sont les feuilles de notre arbre). Il suggère ainsi le point de départ du chemin le plus important pour comprendre la notion finale.  In addition, the computer ranks in descending order of importance the list of possible starting points for reading (which are the leaves of our tree). He thus suggests the starting point of the most important way to understand the final notion.

Enfin, l'ordinateur guide l'élève dans sa lecture de la façon suivante : après la consultation d'un pré-requis, l'élève peut continuer à progresser dans le chemin via les règles de lecture multidimensionnelle dans le sous-graphe, les accès aux modules s'ouvrant dès que tous leur pré-requis ont été consultés (on peut donc continuer tant que l'on arrive pas à un embranchement du type Y à l'envers, c'est-à-dire un successeur qui a différents pré-requis dans l'arbres). S'il ne peut pas continuer cette lecture (ou ne veux pas la continuer seul), l'ordinateur élimine de l'arbre le module qui vient d'être consulté ; de nouvelles entrées apparaissent alors. Puis il reprend le graphe de tous les pré-requis et recommence ces calculs en tenant compte de la modification apportée par la consultation (même si l'élève ne s'évalue pas, la lecture peut modifier le paramètre temps-écoulé et donc la valeur % AC). Il suggère alors le point de départ du nouveau chemin le plus important pour comprendre la notion finale.  Finally, the computer guides the student in his reading as follows: after the consultation of a pre-requisite, the student can continue to progress in the path via the rules of multidimensional reading in the sub-graph, the access to modules that open as soon as all their prerequisites have been consulted (so we can continue until we reach a Y-type branch in reverse, ie a successor who has different prerequisites in the trees). If it can not continue this reading (or do not want to continue it alone), the computer eliminates from the tree the module that has just been consulted; new entries will appear. Then it takes again the graph of all the prerequisites and starts again these calculations taking into account the modification brought by the consultation (even if the pupil does not evaluate himself, the reading can modify the time-elapsed parameter and thus the value % AC). He then suggests the starting point of the new, most important path to understanding the final notion.

Une fois la notion finale atteinte, si l'utilisateur n'arrive toujours pas à s'améliorer, l'ordinateur lui propose un nouveau programme de révision, les règles de détermination étant les mêmes mais % AC-min est augmenté de 20 points. Si après la réalisation de ce nouveau programme de révision, l'élève  Once the final notion is reached, if the user still can not improve, the computer offers a new revision program, the determination rules are the same but% AC-min is increased by 20 points. If after completion of this new revision program, the student

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n'arrive toujours pas à valider le module, il est clair que ce qui le bloque est contenu dans le module même et non dans ses pré-requis.  still can not validate the module, it is clear that what blocks it is contained in the module itself and not in its prerequisites.

La détermination d'un programme de travail (DPT)
Comme dans tout système permettant la consultation d'un nombre élevé d'informations, il est fondamental d'inclure un moteur de recherche permettant de localiser les informations relatives à un mot clé. Un système d'indexation de type catalogue de la Bibliothèque du Congrès est prévu (il peut être semi-automatisé par la présence des résumés pour chaque modules).
Determining a work program (TPD)
As in any system that allows access to a large amount of information, it is important to include a search engine that locates information about a keyword. A library-style indexing system of the Library of Congress is planned (it can be semi-automated by the presence of summaries for each module).

Cependant, un moteur de recherche permet juste de localiser une information mais ne tient pas compte de l'utilisateur qui demande l'information. Cette problématique est à la base de la création d'agents intelligents sur le WWW. However, a search engine just locates information but does not consider the user requesting the information. This problem is at the root of the creation of intelligent agents on the WWW.

Etant donnés les modes de lecture dans le système décrit, c'est aussi dans ce cas, une problématique intéressante. En effet, si l'élève recherche un module qu'il a déjà consulté, il n'est pas aberrant de lui permettre d'y accéder via un moteur de recherche. Par contre, s'il cherche une information dont il n'a pas validé tous les pré-requis, il peut ne rien y comprendre en y accédant directement. Given the reading modes in the system described, it is also in this case, an interesting problem. Indeed, if the student is looking for a module that he has already consulted, it is not absurd to allow him to access it via a search engine. On the other hand, if he looks for information that he has not validated all the prerequisites, he can understand nothing by accessing it directly.

Ce cas de figure est très courant : un élève peut souhaiter préparer un devoir en classe portant sur les équations ; il localise les modules associés dans le graphe mais n'a peut-être pas les bases nécessaires à leur compréhension. Il n'est donc pédagogiquement pas souhaitable qu'il puisse accéder directement à ces notions.  This scenario is very common: a student may wish to prepare a classroom assignment on equations; it locates the associated modules in the graph but may not have the basics necessary to understand them. It is therefore not pedagogically desirable for him to have direct access to these notions.

En général, l'ouvrage pédagogique idéal du point de vue le plus efficace est celui qui débute là où s'arrêtent nos connaissances et dont la lecture nous amène à la compréhension de la ou des notion (s) qui nous intéressentle plus rapidement possible (donc en évitant les digressions inutiles...). Ainsi, si l'élève demande au moteur de recherche de localiser un module, l'ordinateur devra lui donner non seulement la position du module cherché mais aussi déterminer le cas échéant un programme de travail lui permettant de passer de son niveau actuel de connaissances au niveau nécessaire à la compréhension du module recherché. L'algorithme qui se charge d'une telle détermination est la DPT. Il sera décrit dans le cadre de son utilisation via un  In general, the ideal pedagogical work from the most effective point of view is one that begins where our knowledge ends and whose reading leads us to an understanding of the notion (s) of interest to us as soon as possible ( so avoiding unnecessary digressions ...). Thus, if the student asks the search engine to locate a module, the computer should give him not only the position of the module sought but also determine if necessary a work program allowing him to move from his current level of knowledge to level necessary to understand the desired module. The algorithm that undertakes such a determination is the DPT. It will be described as part of its use via a

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moteur de recherche. Un élève a donc entré un ou des mots clés dans l'ordinateur.  search engine. A student has entered one or more keywords into the computer.

Supposons dans un premier temps qu'un unique module corresponde à ces mots clés. L'utilisateur se voit proposer le choix entre deux options de lecture : ne pas consulter de modules validés, ou consulter à nouveau les modules validés que l'ordinateur aura considéré les moins bien acquis. Dans le premier cas, l'algorithme utilisé est quasiment identique à la DPR mais sans tenir compte du passage du temps (donc on n'utilise pas les % AC) et en enlevant de l'arbre les pré-requis qui ont un pourcentage d'acquisition supérieur au pourcentage de validation.  First suppose that a single module corresponds to these keywords. The user is offered the choice between two reading options: do not consult validated modules, or check again the validated modules that the computer has considered the least well acquired. In the first case, the algorithm used is almost identical to the DPR but without taking into account the passage of time (so we do not use the% AC) and by removing from the tree the prerequisites that have a percentage of acquisition greater than the validation percentage.

Dans le second cas, ou si l'élève ne parvient pas à atteindre et valider le module recherché à l'aide uniquement des modules non validés, l'ordinateur lance la DPR complète déjà explicitée.  In the second case, or if the student fails to reach and validate the desired module using only unvalidated modules, the computer launches the complete DPR already explained.

Si maintenant, plusieurs modules correspondent à ces mots clés, l'ordinateur va déterminer le sous-graphe des pré-requis de ces modules (qui n'a plus aucune raison d'être un arbre) et la liste des feuilles (sommets sortants) et des racines (sommets entrants) de ce sous-graphe. Pour chaque feuille, l'ordinateur va associer un coefficient D à chaque pré-requis de cette feuille. Puis, pour chaque élément de ce sous-graphe, il garde comme valeur finale qui mesure son importance, la plus grande valeur des coefficients D qui lui ont été calculés. On obtient alors un classement lexicographique des racines par ordre décroissant d'importance (le paramètre d-min de l'ordre lexicographique est ici la distance minimale d'un pré-requis à une feuille quelconque du sous-graphe). A ce stade, l'utilisateur doit à nouveau choisir entre les deux options de lecture. Dans le premier cas, l'ordinateur va juste enlever du sous-graphe les modules déjà validés, puis proposer le point de départ de lecture qui lui semble le plus important. Les règles de lecture sont alors les mêmes que pour la DPR.  If now, several modules correspond to these keywords, the computer will determine the sub-graph of the prerequisites of these modules (which no longer has any reason to be a tree) and the list of leaves (outgoing vertices). and roots (incoming vertices) of this subgraph. For each sheet, the computer will associate a coefficient D with each prerequisite of this sheet. Then, for each element of this subgraph, it keeps as final value which measures its importance, the greatest value of the coefficients D which have been calculated to it. We then obtain a lexicographic classification of the roots in descending order of importance (the parameter d-min of the lexicographic order is here the minimum distance from a pre-requisite to any sheet of the subgraph). At this point, the user must choose between the two playback options again. In the first case, the computer will just remove the already validated modules from the subgraph and then propose the starting point of reading which seems to him the most important. The reading rules are then the same as for the DPR.

Dans le second cas ou si après consultation du programme de travail précédent, un module au moins est non validé, alors l'ordinateur afine l'analyse précédente de la façon suivante : les règles de suppression de pré-  In the second case or if after consultation of the previous work program, at least one module is not validated, then the computer analyzes the previous analysis as follows:

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Figure img00280001

requis sont celles de la DPR mais appliquées à l'ensemble des modules du sous-graphe.
Figure img00280001

required are those of the DPR but applied to all modules of the sub-graph.

Ce qui distingue réellement la DPT et la DPR, c'est la gestion du temps. What really distinguishes TPD and DPR is time management.

Dans le cas de la DPR, la contrainte temporelle est du type le plus vite possible . En effet, la DPR, tout comme la DL, intervient en interrompant une lecture normale. Ainsi, les révisions diagnostiquées doivent avoir lieu le plus rapidement possible. Par contre dans le cas de la DPT, il y a une action volontaire et hors consultation normale de l'utilisateur. Celui-ci peut donc avoir des contraintes horaires différentes (par exemple, le devoir en classe sur la notion recherchée a lieu dans 10 jours). In the case of the DPR, the temporal constraint is of the type as fast as possible. Indeed, the DPR, like the DL, intervenes by interrupting a normal reading. Thus, the diagnosed revisions must take place as quickly as possible. On the other hand, in the case of the TPD, there is a voluntary action and out of normal consultation of the user. This can therefore have different time constraints (for example, the class duty on the desired notion takes place in 10 days).

Une fois la date butoir entrée, l'ordinateur affiche un calendrier dans lequel l'élève rentre le nombre d'heures dont il dispose par jour pour utiliser le système. De là, l'ordinateur déduit le nombre moyen de modules qui doivent être consultés par séance, puis de façon plus précise, il suggère un programme de travail jour après jour. Il propose de commencer par la racine la plus importante, puis de remonter jusqu'à trouver un embranchement en Y à l'envers. Il passe alors à la feuille suivante qu'il remonte alors aussi et ainsi de suite. Une fois toutes les feuilles épuisées et tous les modules dont la lecture a été programmée supprimés, l'ordinateur recommence le processus à partir des nouvelles racines (qui sont les embranchements mentionnés plus haut).  Once the deadline is entered, the computer displays a calendar in which the student enters the number of hours he has per day to use the system. From there, the computer deduces the average number of modules that must be viewed per session, and then more specifically, it suggests a program of work day after day. He proposes to start with the most important root, then to go back to find a Y-branch upside down. He then moves on to the next sheet and then goes back up and so on. Once all the sheets have been exhausted and all the modules that have been programmed for reading have been deleted, the computer starts the process again from the new roots (which are the branches mentioned above).

Lorsque l'ordre est déterminé, les modules sont répartis par jour en évitant si possible la séparation des chemins sur deux séances. When the order is determined, the modules are distributed per day avoiding where possible the separation of paths on two sessions.

Une fois le programme de travail débuté, l'ordinateur contrôle sa réalisation, le modifie en fonction du travail de l'élève, etc.  Once the program of work has begun, the computer controls its realization, modifies it according to the work of the pupil, etc.

Afin, d'une part, de pouvoir tenir compte en temps réel des modifications et des mises à jour du contenu et de la structure, de l'ajout de nouveaux bâtiments ou étages et des améliorations des outils de navigation et, d'autre part, de rendre compatibles entre elles toutes les utilisations possibles pour un même utilisateur (en classe, à la maison et dans différentes matières), le système décrit est de préférence réalisé sous forme d'une architecture client/serveur comprenant :  In order to be able to take into account in real time changes and updates to the content and structure, the addition of new buildings or floors and improvements to navigation tools and secondly , to make all the possible uses for the same user compatible with one another (in the classroom, at home and in different subjects), the system described is preferably implemented in the form of a client / server architecture comprising:

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un serveur contenant les données pédagogiques, les métadonnées relatives aux utilisateurs (bridage des utilisations, objectifs généraux communs, etc. ) et gérant leurs profils électroniques ; le serveur répond à des appels de machines clientes via un protocole, TCP/IP par exemple ; . des machines clientes équipées de navigateurs pouvant afficher le contenu, gérer la lecture hypermédia multidimensionnelle, effectuer des évaluations, mettre à jour les profils électroniques et gérer les agents intelligents.  a server containing pedagogical data, user metadata (use clipping, common general objectives, etc.) and managing their electronic profiles; the server responds to client machine calls via a protocol, TCP / IP for example; . client machines with browsers that can display content, manage multi-dimensional hypermedia, perform assessments, update electronic profiles, and manage smart agents.

Comme représenté à la figure 13, le serveur S peut être constitué par un serveur central accessible depuis des machines clientes telles que des ordinateurs personnels C1, C2, Cn via un réseau tel que Internet ou un intrant.  As represented in FIG. 13, the server S may consist of a central server accessible from client machines such as personal computers C1, C2, Cn via a network such as the Internet or an input.

Bien entendu, en variante, le système suivant l'invention peut être constitué par une machine locale telle qu'un PC remplissant à 1 fois la fonction de serveur et celle de machine cliente.  Of course, alternatively, the system according to the invention may be constituted by a local machine such as a PC filling 1 times the server function and the client machine.

Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et l'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents sans sortir pour cela du cadre de l'invention. It goes without saying that the embodiments described are only examples and they could be modified, in particular by substitution of equivalents without departing from the scope of the invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Système interactif d'enseignement comprenant au moins un calculateur et des moyens d'interface avec au moins un élève, ledit calculateur comportant : . des moyens pour générer des données pédagogiques personnalisées en fonction du comportement observé dudit élève, . des moyens pour extraire des données d'évaluation représentatives du degré d'acquisition desdites données pédagogiques par ledit élève, et . des moyens de construction d'un profil dudit élève en fonction desdites données d'évaluation, et . des moyens de guidage dudit élève en fonction d'un objectif pédagogique et dudit profil caractérisé en ce que : . lesdits moyens de génération de données pédagogiques comprennent un ensemble d'unités d'enseignement (M, M1-M7) irréductibles en sous-parties et hiérarchisées les unes vis-à-vis des autres en fonction des liens de dépendance logique de leur contenu, une première unité dont dépend une deuxième unité étant pré- requise pour ladite deuxième unité, et . lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de mesure du degré C (M) d'acquisition desdites unités d'enseignement irréductibles.  CLAIMS 1. Interactive teaching system comprising at least one computer and interface means with at least one student, said computer comprising:. means for generating personalized educational data based on the observed behavior of said student,. means for extracting evaluation data representative of the degree of acquisition of said instructional data by said student, and. means for constructing a profile of said student based on said evaluation data, and. means for guiding said pupil according to a teaching objective and said profile, characterized in that: said means for generating pedagogical data comprise a set of teaching units (M, M1-M7) which are irreducible in subparts and hierarchized with respect to one another according to the logical dependence links of their content, a first unit on which a second unit is pre-required for said second unit, and said evaluation means comprise means for measuring the degree C (M) of acquisition of said irreducible teaching units. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure comprennent des moyens de calcul du pourcentage d'acquisition C (M) desdites unités d'enseignement irréductibles (M, M1-M7), ledit pourcentage d'acquisition caractérisant la probabilité que ledit élève maîtrise une notion.  2. System according to claim 1, characterized in that said measuring means comprise means for calculating the acquisition percentage C (M) of said irreducible teaching units (M, M1-M7), said acquisition percentage characterizing the probability that the student will master a notion. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de génération aléatoire d'énoncés d'exercices et des moyens de notation des réponses dudit élève auxdits énoncés.  3. System according to claim 2, characterized in that said evaluation means comprise means for random generation of exercise statements and means for rating responses of said student to said statements. <Desc/Clms Page number 31> <Desc / Clms Page number 31> 4. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, carac4érisé en ce que lesdits moyens d'évaluation comprennent des moyens de pronostic de la maîtrise d'une unité en fonction du pourcentage d'acquisition de chacune des unités prérequises dont elle dépend, ainsi que des moyens de diagnostic d'une lacune expliquant la difficulté de maîtrise d'une unité.  4. System according to any one of claims 2 and 3, charac- terized in that said evaluation means comprise prognostic means for controlling a unit as a function of the acquisition percentage of each of the prerequisite units on which it depends. , as well as means of diagnosing a deficiency explaining the difficulty of controlling a unit. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de diagnostic et de pronostic comprennent des moyens de pondération du pourcentage d'acquisition desdites unités prérequises C (M) en fonction de leur distance à ladite unité diagnostiquée.  5. System according to claim 4, characterized in that said diagnostic and prognostic means comprise means for weighting the acquisition percentage of said prerequisite units C (M) according to their distance from said diagnosed unit. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de pondération comprennent des moyens de calcul, pour chacune des unités M'constituant un prérequis d'une unité M, d'une valeur ou distance D=1-C (M') dans laquelle :  6. System according to claim 5, characterized in that said weighting means comprise calculation means, for each of the units M'constituant a prerequisite of a unit M, a value or distance D = 1-C (M ') in which :
Figure img00310001
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C (M') = % acquisition (M') si d-min (M') =1, C (M') = min ( (d-min (M") *% acquisition (M') +d-min (M') *C (M"))/ (d-min (M') +d-min (M")) si d-min (M') < > 1, le min étant pris sur tous les successeurs directs M"de M'et d-min (M') étant la distance minimale entre M'et M.  C (M ') =% acquisition (M') if d-min (M ') = 1, C (M') = min ((d-min (M ") *% acquisition (M ') + d-min (M ') * C (M ")) / (d-min (M') + d-min (M")) if d-min (M ') <> 1, the min being taken on all direct successors M "de M'et d-min (M ') being the minimum distance between M'et M.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens pour classer lesdites unités prérequises par ordre décroissant desdites valeurs de D.  7. System according to claim 6, characterized in that said diagnostic means comprise means for classifying said prerequisite units in descending order of said values of D. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens pour classer lesdites unités prérequises : - par ordre croissant du pourcentage d'acquisition si elles ont la même valeur de D, - par ordre croissant de distance minimale en nombre d'arcs à M si, de plus, elles ont le même pourcentage d'acquisition,  8. System according to claim 7, characterized in that said diagnostic means comprise means for classifying said prerequisite units: in increasing order of the acquisition percentage if they have the same value of D, in ascending order of minimum distance in number of arcs to M if, moreover, they have the same percentage of acquisition, <Desc/Clms Page number 32> <Desc / Clms Page number 32> - par ordre décroissant du temps écoulé depuis leur dernière consultation si, de plus, elles sont à une même distance minimale de M,.  - in descending order of the time elapsed since their last consultation if, moreover, they are at the same minimum distance from M ,.
Figure img00320001
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- sinon, de façon indifférente.  - otherwise, indifferently.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens de détection des lacunes associées à une unité par sélection, par ordre d'importance, d'un nombre prédeterminé d'unités prérequises M'dont le taux de réussite est inférieur à une moyenne déterminée.  9. System according to any one of claims 6 to 8, characterized in that said diagnostic means comprise means for detecting gaps associated with a unit by selection, in order of importance, of a predetermined number of units. prerequisites Me whose success rate is below a certain average. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de diagnostic comprennent des moyens de détermination d'un programme de révision associé à une unité M grâce à la sélection, par ordre d'importance et selon un enchaînement logique fonction desdits liens de dépendance logique, des unités prérequises de ladite unité et détermination d'un pourcentage minimal corrigé % AC-min : % AC-min= E [ (3/nb-total-pré-requis+ (1-3/nb-total-pré-requis) *coeff-disp*lambda) *100] centile, dans lequel, les centiles sont pris par rapport à la série statistique des % AC, lambda est un paramètre entre 0 et 1 qui détermine la taille du programme de travail et coeff-disp est un paramètre compris entre 0 et 10. System according to any one of claims 6 to 8, characterized in that said diagnostic means comprise means for determining a revision program associated with a unit M through the selection, in order of importance and according to a logical sequence according to said logical dependency links, prerequisite units of said unit and determination of a minimum percentage corrected% AC-min:% AC-min = E [(3 / nb-total-prerequisites + (1-3 / nb-total-pre-requisite) * coeff-disp * lambda) * 100] percentile, in which, the percentiles are taken from the statistical series of% AC, lambda is a parameter between 0 and 1 that determines the size of the work program and coeff-disp is a parameter between 0 and 1 qui mesure la dispersion de la série statistique des pré-requis par la formule : coeff-disp =1-ecart-type/ecart-max. 1 which measures the dispersion of the statistical series of pre-requisites by the formula: coeff-disp = 1-standard deviation / max-deviation.
FR0015022A 2000-11-21 2000-11-21 Computer assisted interactive teaching system has means to generate personalized teaching material according to behavior of pupil and means to evaluate degree of acquisition of material by pupil Withdrawn FR2817072A1 (en)

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