UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA - AFRICAN STUDIES CENTER "Proposition Pour Un Environnement Informatique Pdagogique.." Jacques Guidon Proposition Pour Un Environnement Informatique Pdagogique Reposant Sur Les Rseaux Informatiques. Jacques Guidon - Universit PARIS 7 Colloque ONU-UNESCO "Les rseaux tlmatiques africains" 3-7 Avril 1995 - Addis Abeba - Ethiopie Summary: Computer environments used up till now in education and training contexts are most often reduced to a closed configuration, where all software and information is grouped as a whole locally and where the contribution of computer science becomes of secondary importance. However, hardware and software technologies today are well suited to experimentations and innovative utilization within the various approaches in education. The client-server and network approaches in particular, as well as other new software environments, revolutionize the educational process, by opening a whole new dimension in methods of support for courses, a new relationship between instructor and student, new instructional methods, and a first step towards virtual classrooms. In this article, we propose a client-server architecture for an experimental computer environment, as an approach to a virtual classroom. The outcome seems to be that the evolution and the improvement of this architecture remains intimately linked to technological advances anticipated in the areas of hardware platforms, interface software integration, data transfer rates, and the methods used for producing teaching supports. Introduction Les technologies matrielles, logicielles et les infrastructures de communication permettent aujourd'hui d'envisager des exprimentations de cadres de formation reposant partiellement ou totalement sur ces technologies. Nous ne tenterons pas, dans cette proposition, de faire trop de prospective, mais resterons dans le concret, ne proposant que des lments existants, entrant dans une enveloppe budgtaire raliste. Ces premiers lments pourraient servir de base une proposition pour l'exprimentation d'un enseignement distant dans le cadre d'une classe virtuelle. Autant que faire se peut, nous ne proposerons que des logiciels standards, inclus dans la distribution du systme d'exploitation de la machine, ou des logiciels d'application le plus souvent disponibles gratuitement sur le rseau et permettant de se crer un environnement de travail convivial et adapt. Nous tenons fortement ces derniers critres; portabilit et facilit de rcupration et d'installation. Ce sont les meilleurs gages de diffusion ultrieure en cas d'exprimentation positive. Les services existants seront utiliss, mais il sera ncessaire de prvoir en complment les supports de cours spcifiques aux besoins d'enseignement, s'ils n'existent pas dj. Le cadre d'exprimentation que nous allons proposer est le suivant: - Un contexte linguistique homogne (la francophonie par exemple), qui vite la duplication des supports, o la domination d'une langue de travail unificatrice, anglophone, n'est pas toujours bien prise en compte par les matriels et logiciels "locaux", ni par les programmes pdagogiques. - Un contexte de niveau d'enseignement dtermin. Nul n'est besoin au dpart de cibler notre projet sur l'enseignement secondaire ou suprieur, mais les ressources de contenus pdagogiques mettre disposition pourront tre variables selon le type de formation et de niveau scolaire choisi. - Le contexte doit tre suffisamment transposable pour une diffusion ultrieure plus large. - Le contexte sera celui d'un enseignement distant, dans deux sens diffrents. Le premier niveau de distance est gographique, des classes loignes, mais suivant le mme enseignement, encadres par une mme quipe pdagogique. Le second niveau de distance assurer est "physique". Le contexte doit permettre un client de cette formation, contraint par un empchement partiel, d'accder d'un autre lieu, temporairement, au mme contenu, comme s'il tait prsent dans une des deux classes, avec un confort comparable, si ce n'est les dbits disponibles. - On supposera dans notre approche que les comptences techniques existent pour la mise en place de cette configuration, et que l'quipe pdagogique souhaite s'impliquer dans cette approche, critres qui semblent reprsenter une vidence, mais qu'il vaut mieux raffirmer. A partir de ce cadre gnral, l'ventail des services doit tre disponible pour changer, transfrer, communiquer, rechercher, diter. L'environnement matriel, logiciel et de services doit permettre d'assurer l'ensemble des besoins pdagogiques et organisationnels de la classe. A- Le matriel A-1 Le rseau Nous allons supposer que les deux lieux concerns sont quips des lments suivants: - Rseau local haut dbit, de type Ethernet (10Mb/s), sur lequel seront connectes toutes les machines. - Connexion l'Internet assure par une ligne offrant une bande passante de bon niveau vers les sites distants. - Possibilits de connexion de l'extrieur sur la ou les machines "serveurs" par divers mdias: RTC (V32bis, V34, V42, V42bis) ou RNIS au minimum. Nous ne nous tendrons pas beaucoup plus sur cet aspect, si ces conditions sont respectes. Il est en effet gnralement acquis que les aspects touchant l'infrastructure des rseaux sont le fait d'autres dpartements spcialiss (service rseaux et systmes par exemple) au sein d'une institution d'enseignement. Il s'agit juste de dfinir un cadre, encore une fois raliste, dans lequel ces classes pourraient tre installes. Les deux rseaux locaux distants (ventuellement de plusieurs milliers de kilomtres), pourront tre vus comme un seul rseau local si on le souhaite, par l'utilisation d'adresses adquates et d'une ventuelle installation de systme de partage de fichiers " la NFS" si les dbits sont suffisants. A-2 Les matriels Autant le rseau correspond une infrastructure de l'institution, autant la dfinition du cahier des charges et du choix des autres composantes utiles est du ressort de l'quipe de projet. Le matriel pour chacune des deux salles sera choisi de manire identique. Ce choix commun permettra une conomie d'chelle sur de nombreux plans: prix d'achat plus faible, dveloppements et ventuels portages de logiciels facilits, maintenance allge, comptences techniques indispensables plus facilement grables. Ce choix d'un matriel identique doit quand mme s'orienter vers des solutions largement rpandues, assurant l'existence de nombreux dveloppements, mais aussi une prennit des investissements, et une ouverture et portabilit vers d'autres plates-formes lors d'une phase ultrieure. Notre choix se portera sur les matriels suivants: a) Une machine serveur, multitches et multi-utilisateurs, utilisant le systme d'exploitation UNIX dans chacun des sites (on peut mme si on veut introduire une conomie, n'envisager qu'un seul serveur, situ dans un des lieux. Il pourra tre vu comme local l'ensemble des machines si le paramtrage rseau et les performances de celui-ci sont correctes). Les raisons d'un tel choix sont nombreuses: - C'est actuellement la plate-forme la plus courante sur l'Internet en particulier pour ce qui concerne les serveurs, et donc la cible la plus courante des dveloppements. - C'est galement le type de systme sur lequel les composantes rseaux sont les mieux intgres. - Il est possible de grer concurremment un grand nombre de processus et d'utilisateurs. - Les priphriques de tous types sont nombreux et peu coteux. - L'ensemble des logiciels que nous envisageons y ont t ports Cette machine sera en quelque sorte la tte de pont de la classe, vers l'extrieur. Elle pourra servir un grand nombre de fonctions communes, allant de la fourniture de nombreux services locaux, la gestion de divers serveurs d'information, aux aspects scuritaires, ou l'change (boites lettres, news...), ou encore au calcul, utile dans certains cas. Elle permettra galement d'assurer dans de bonnes conditions l'archivage et les sauvegardes. Typiquement un serveur de type SUN Sparc ou HP, ou DEC, sous UNIX, ayant 64 Mo de mmoire centrale, quelques Go de disques (le plus possible, il n'y en a jamais assez, et tout dpendra de la proportion de donnes que l'on veut rendre disponibles en local), un moyen de sauvegarde de type DAT, et grant une ou deux bonnes imprimantes laser( dont une couleur) rpondrait parfaitement nos besoins (Les imprimantes peuvent tre galement connectes directement sur le rseau, sans charger cette machine centrale. Il en faut dans chaque localisation). Un scanner couleur doit complter ces priphriques partags.b) Machines clients. Autant de postes de travail individuels qu'il y a de participants la formation, y compris un poste pour l'enseignant ou le tuteur s'il est prsent. Les postes partags sont souvent pnalisants dans la pratique, montrant trs souvent une participation et un profit diffrent au niveau de chaque binme. Il est souhaitable sinon indispensable d'envisager les lments suivants:-un cran graphique couleur, le plus grand tant le mieux .-un systme de fentrage souple et plus gnralement un interface utilisateur convivial.-Un systme multitches, sinon multi-utilisateurs.-L'intgration de la composante rseau (TCP/IP, port Ethernet)-des priphriques complets et multimdia: micro, son, camra, CD-ROM si possible Associ ces postes, quelques exemplaires de portables reposant sur la mme base matrielle, permettant l'loignement temporaire de certaines personnes (sans doute sans camra et CDROM, bien que ce ne soit pas irraliste, mais avec modem V32bis-V34 intgr, et la possibilit d'utiliser un tlphone cellulaire). Selon ces descriptions, on peut envisager retenir, au choix des dcideurs, trois plates-formes possibles: Une station UNIX, un PC sous Windows ou encore un Macintosh. Le choix d'un PowerPC serait sans doute l'un des plus judicieux aujourd'hui. Le matriel peut en thorie supporter les trois systmes cits, et donc pouvoir basculer de l'un l'autre en fonction de l'volution des circonstances ou des besoins. Seule, la composante portable n'est pas (encore) oprationnelle, mais cela ne saurait tarder. A-3 Les logiciels Ils doivent permettre de couvrir l'ensemble des outils ncessaires l'accs, comme la production de cours: logiciels, fichiers, documents et informations. Ils doivent aussi permettre l'change sur tous les modes (textuel, image et son) entre participants, et pourquoi pas avec l'extrieur. Il n'est pas envisag de faire, au moins en interne, des dveloppements spcifiques. Ce n'est pas le rle d'une exprimentation de type pdagogique. Seule la production de contenus pdagogiques adapts est de son ressort. Cot client, cela implique la disponibilit de tous les outils de base de l'Internet, que nous avons dcrit prcdemment, et si possible un interface fdrateur permettant d'accder (quasiment) l'ensemble des fonctions souhaites (messagerie, participation des forums news, transfert de fichiers, navigation et recherche, production ou mise disposition d'informations multimdia). En plus des utilitaires spcifiques, on peut imaginer que la prsence d'un client Mosaic ou Netscape rpondra presque totalement ces souhaits. En plus de ces outils, il ne faudra pas oublier les utilitaires associs, malheureusement pas encore intgrs aux clients, que sont les dcodeurs, compresseurs et dcompresseurs, joueur de sons et visualiseurs d'images fixes ou animes et autres. Enfin les divers translateurs et diteurs permettant de produire des pages HTML. Nous avons ainsi dcrit l'essentiel de ce qui est ncessaire du cot client. Si l'on prenait pour exemple un matriel Macintosh PowerMac, la configuration logicielle pourrait pratiquement comprendre les lments suivants:-Eudora pour la messagerie-Fetch pour le transfert de fichiers-NCSA Telnet pour la connexion distance-Newswatcher pour la lecture et le postage des news-MacWais pour l'interrogation de bases indexes par WAIS-TurboGopher comme client Gopher-MacMosaic ou MacWeb ou Netscape comme client WWW-CU-SeeMe et Maven pour la visioconfrence multiple et le son associ. A cela devrait s'ajouter une liste d'autres outils qui pourrait se lister ainsi: -QuickTime -MacTCP-PPP (au moins sur les portables, pour raliser une connexion TCP/IP sur le rseau tlphonique.) -JPEGView pour la visualisation/ dcompression d'images fixes. -Sparkle pour la visualisation/dcompression d'images animes MPEG -Ulaw pour le traitement du son -BBEdit ou HTMLEditor pour la production de pages HTML -Des convertisseurs pour HTML, par exemple RTF2HTML ou Mail2HTML ou encore Latex2HTML, pour rcuperer des documents crs dans les formats respectivement cits et que l'on voudrait convertir en documents hypertextes. -Des dcompresseurs ou compresseurs de fichiers, comme Diskdoubler, StuffIt ou CompactPro, des encodeurs dcodeurs comme BinHex. Nous avons ainsi peu prs fait le tour de l'environnement ncessaire. Il faudra simplement en assurer une distribution propre, homogne et jour, ventuellement correctement configure et paramtre pour la plate-forme et le contexte d'utilisation. Du cot de la machine serveur, doivent correspondre les serveurs logiciels correspondants aux clients installs, si les informations doivent tre en tout ou partie situes en local. Il sera judicieux d'installer une passerelle entre les divers "dmons" grant ces serveurs, pour pouvoir accder le serveur WAIS ou FTP par l'intermdiaire du mme client Mosaic. Il faudra galement installer et configurer le serveur MUD et le Rflecteur CU-SeeMe pour ces deux applications. Enfin il faudra prvoir d'installer les serveurs de news et le spooler de messagerie pour grer ces derniers aspects. Il sera indiqu d'ouvrir un compte chacun des utilisateurs sur la machine centrale. C'est l que, de manire prioritaire ils recevront leur courrier, stockeront leurs fichiers importants, pour d'une part rsoudre les problmes de sauvegarde, qui pourront tre assurs de faon centralise et automatise sur le serveur, d'autre part permettre de "banaliser" le parc des stations clientes, qui pourront servir plusieurs groupes d'lves au cours de la journe ou de la semaine, sans poser de souci de confidentialit, ou de nettoyage. Cette centralisation sera aussi bien utile pour faciliter et mener bien les aspects valuation (de l'usage ou des connaissances) qui pourraient tre mis en place. Les passerelles de scurit pourront aussi se trouver ce niveau, comme les ventuelles statistiques et comptabilit d'utilisation des certaines ressources. A-4 Les services. Ds le dpart il sera sans doute fort utile de mettre disposition un cours d'auto-formation au nouvel environnement pdagogique propos. Apprendre ce genre de techniques par l'exemple est sans doute le premier bon pas pour l'utiliser ensuite avec profit. Pour tout le reste, il faudra essayer d'utiliser autant que faire se peut l'existant qui est disponible sur l'Internet, mais il reste vident que de nombreux services ne sont pas encore couverts, surtout si l'on se place dans un contexte francophone. Par ailleurs il semble indispensable, pour ce qui concerne le corps enseignant, de dfinir puis raliser un certain nombre de cours couvrant le programme traiter, suivant les objectifs pdagogiques dfinis. Ces cours seront mis disposition, au fur et mesure de leur production, sur le serveur du projet, pourquoi pas assortis de protections et / ou contrles d'accs. De la mme faon, ce devra tre aussi le cas des exercices, contrles de connaissances et corrigs associs. Dans certains cas ou certaines disciplines, il faudra pouvoir accder des protocoles d'expriences ou au contrle de leur droulement, dans d'autres on aura besoin de pouvoir lancer des traitements (compilation de programmes, traitements de donnes statistiques, traduction de textes...) entrant dans le cadre de l'apprentissage en cours, et pouvoir le faire sans avoir besoin de changer d'environnement logiciel. Il faudra bien s_r penser l'environnement informationnel: L'institution a-t-elle une bibliothque ou un centre de documentation accessible de manire lectronique? Faut-il indexer sous WAIS ce fond documentaire? Existe-t-il des documents varis qui pourraient servir de base au fond de documentation? Peut-on mettre disposition un dictionnaire unilingue, bilingue, une encyclopdie, une base d'images, de documents sonores... en local, ou faut-il prvoir un serveur Gopher ou WWW qui pointe prfrentiellement sur certaines ressources rpertories l'extrieur? Autant de questions auxquelles il faudra trouver une solution. Mais il ne faut surtout pas que cela empche la navigation et la recherche "au hasard": des nouveaux services arrivant en ligne chaque jour. Il est bien difficile pour le gestionnaire de savoir tout instant si les ressources qu'il a indiqu ne sont pas dpasses par celles d'un autre serveur. Quant au contexte d'environnement interactif partag, il sera ncessaire de dfinir son usage au sein de l'enseignement. Outil d'accompagnement et d'change entre les membres de la classe virtuelle ainsi cre ou vecteur primordial du discours de l'enseignant. Dans le paysage actuel et avec les moyens mis en oeuvre, il semble encore difficile de retenir cette deuxime approche comme majoritaire. Il reste que l'ensemble des composantes de la "classe", y compris de son environnement associ (bibliothque, lieux de discussion, salle de travail, possibilit de travailler en sous-groupe ou de rencontrer son enseignant), doivent tre prsents, accessibles de la manire la plus naturelle et conviviale possible, mais dans un cadre virtuel (qui peut se conjuguer la possibilit de le raliser aussi "en vrai"). Cette description est un rapide panorama des composantes de ce que nous avons appel le Biodome Internet, en rfrence l'original de Montral. Si l'on veut montrer de manire raliste et pas trop onreuse les possibilits d'un tel systme global, une piste envisageable est d'essayer autant que possible de le reconstituer "sous cloche", ce qui rduit un certain nombre de difficults et lve certaines contraintes, autorisant un meilleur contrle de l'ensemble. Mais il faut y introduire au maximum toutes les composantes du systme en vraie grandeur pour offrir un modle cohrent et reprsentatif. Nous allons d'ailleurs l'exprimenter dans le cadre du projet RECTO-VERSO dvelopp entre des partenaires franais et qubcois. L'volution et l'amlioration de cet atelier pourrait venir d'un certain nombre de progrs technologiques trs prochains:-Amlioration des plates-formes matrielles. Vont paratre sur le march des stations de travail multimdia, intgrant donc l'ensemble des priphriques utiles pour manipuler son et images (ceci existe dj), mais intgrant en plus des puces spcialises de compression/dcompression MPEG2, et de traitement du son. Cela doit apporter une amlioration trs sensible de qualit des performances, dans des conditions identiques de transfert.-Amlioration et meilleure intgration des logiciels d'interface. Une des directions qui est prise par les dveloppeurs et qui correspond totalement aux besoins de notre contexte d'utilisation est la convergence et l'intgration des diverses fonctions disponibles dans un mme paquetage logicielle. L'objectif tant terme de n'avoir qu'un seul client pour tout faire. Cot serveur de mme, une intgration des serveurs permettant l'indexation, la prsentation puis la recherche et la navigation est proche d'aboutir.-Amlioration des dbits de transfert disponibles. Il est clair que ces dbits augmentent rapidement et l'apparition d'ATM ou du RNIS large bande sera un grand progrs. Il faut simplement veiller ce que cette amlioration de la bande passante ne soit pas annule par une augmentation dans les mmes proportions du trafic vhiculer.-Amlioration des moyens de production de supports d'enseignement. C'est sans doute dans ce domaine qu'il existe le plus de freins. Pas seulement cause de la lenteur d'arrive sur le march de logiciels adapts (diteurs hypertextes conviviaux, outils d'intgration du multimdia), mais aussi parce que l'existant sur d'autres mdias est trs important. La plupart des documents actuellement disponibles dans le contexte dcrit sont des transformations et adaptations de documents traditionnels. Trs peu ont t crit avec la logique organisationnelle d'hypertexte. Il faut dans ce secteur, indispensable l'environnement global dcrit, promouvoir l'apparition de documents "d'un autre type", volution qui ne se fera pas en un jour, sans un apprentissage des producteurs de documents ni sans la participation active et une rvolution profonde des secteurs de l'dition et de la documentation. A plus long terme, on peut rver, prenant en compte les progrs de miniaturisation et de communication, de voir cette station de travail rduite essentiellement un cran plat, reli au Rseau et incorporant quelques puces spcialises offrant des possibilits de ralit virtuelle, de traduction automatique, d'criture cursive et de traitement de la parole... le tout sans fil qui vous attache un lieu. A l'horizon d'une ou deux dcennies, cela semble un pari envisageable. 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