| UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA - AFRICAN STUDIES CENTER |
Proposition Pour Un Environnement Informatique PŽdagogique Reposant Sur Les RŽseaux Informatiques.
Jacques Guidon - UniversitŽ PARIS 7
Colloque ONU-UNESCO "Les rŽseaux tŽlŽmatiques 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 matŽrielles, logicielles et les infrastructures de communication permettent aujourd'hui d'envisager des expŽrimentations 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 ŽlŽments existants, entrant dans une enveloppe budgŽtaire rŽaliste. Ces premiers ŽlŽments pourraient servir de base ˆ une proposition pour l'expŽrimentation 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 rŽseau et permettant de se crŽer un environnement de travail convivial et adaptŽ. Nous tenons fortement ˆ ces derniers critres; portabilitŽ et facilitŽ de rŽcupŽration et d'installation. Ce sont les meilleurs gages de diffusion ultŽrieure en cas d'expŽrimentation positive. Les services existants seront utilisŽs, mais il sera nŽcessaire de prŽvoir en complŽment les supports de cours spŽcifiques aux besoins d'enseignement, s'ils n'existent pas dŽjˆ.
Le cadre d'expŽrimentation que nous allons proposer est le suivant:
- Un contexte linguistique homogne (la francophonie par exemple), qui Žvite la duplication des supports, o la domination d'une langue de travail unificatrice, anglophone, n'est pas toujours bien prise en compte par les matŽriels et logiciels "locaux", ni par les programmes pŽdagogiques.
- Un contexte de niveau d'enseignement dŽterminŽ. Nul n'est besoin au dŽpart de cibler notre projet sur l'enseignement secondaire ou supŽrieur, mais les ressources de contenus pŽdagogiques ˆ mettre ˆ disposition pourront tre variables selon le type de formation et de niveau scolaire choisi.
- Le contexte doit tre suffisamment transposable pour une diffusion ultŽrieure plus large.
- Le contexte sera celui d'un enseignement distant, dans deux sens diffŽrents. Le premier niveau de distance est gŽographique, des classes ŽloignŽes, mais suivant le mme enseignement, encadrŽes par une mme Žquipe pŽdagogique. Le second niveau de distance ˆ assurer est "physique". Le contexte doit permettre ˆ un client de cette formation, contraint par un empchement partiel, d'accŽder d'un autre lieu, temporairement, au mme contenu, comme s'il Žtait prŽsent dans une des deux classes, avec un confort comparable, si ce n'est les dŽbits disponibles.
- On supposera dans notre approche que les compŽtences techniques existent pour la mise en place de cette configuration, et que l'Žquipe pŽdagogique souhaite s'impliquer dans cette approche, critres qui semblent reprŽsenter une Žvidence, mais qu'il vaut mieux rŽaffirmer.
A partir de ce cadre gŽnŽral, l'Žventail des services doit tre disponible pour Žchanger, transfŽrer, communiquer, rechercher, Žditer. L'environnement matŽriel, logiciel et de services doit permettre d'assurer l'ensemble des besoins pŽdagogiques et organisationnels de la classe.
A- Le matŽriel
A-1 Le rŽseau
Nous allons supposer que les deux lieux concernŽs sont ŽquipŽs des ŽlŽments suivants: - RŽseau local ˆ haut dŽbit, de type Ethernet (10Mb/s), sur lequel seront connectŽes toutes les machines.
- Connexion ˆ l'Internet assurŽe par une ligne offrant une bande passante de bon niveau vers les sites distants.
- PossibilitŽs de connexion de l'extŽrieur sur la ou les machines "serveurs" par divers mŽdias: RTC (V32bis, V34, V42, V42bis) ou RNIS au minimum.
Nous ne nous Žtendrons pas beaucoup plus sur cet aspect, si ces conditions sont respectŽes. Il est en effet gŽnŽralement acquis que les aspects touchant ˆ l'infrastructure des rŽseaux sont le fait d'autres dŽpartements spŽcialisŽs (service rŽseaux et systmes par exemple) au sein d'une institution d'enseignement. Il s'agit juste de dŽfinir un cadre, encore une fois rŽaliste, dans lequel ces classes pourraient tre installŽes. Les deux rŽseaux locaux distants (Žventuellement de plusieurs milliers de kilomtres), pourront tre vus comme un seul rŽseau local si on le souhaite, par l'utilisation d'adresses adŽquates et d'une Žventuelle installation de systme de partage de fichiers "ˆ la NFS" si les dŽbits sont suffisants.
A-2 Les matŽriels
Autant le rŽseau correspond ˆ une infrastructure de l'institution, autant la dŽfinition du cahier des charges et du choix des autres composantes utiles est du ressort de l'Žquipe de projet. Le matŽriel pour chacune des deux salles sera choisi de manire identique. Ce choix commun permettra une Žconomie d'Žchelle sur de nombreux plans: prix d'achat plus faible, dŽveloppements et Žventuels portages de logiciels facilitŽs, maintenance allŽgŽe, compŽtences techniques indispensables plus facilement gŽrables. Ce choix d'un matŽriel identique doit quand mme s'orienter vers des solutions largement rŽpandues, assurant l'existence de nombreux dŽveloppements, mais aussi une pŽrennitŽ des investissements, et une ouverture et portabilitŽ vers d'autres plates-formes lors d'une phase ultŽrieure. Notre choix se portera sur les matŽriels suivants:
a) Une machine serveur, multit‰ches et multi-utilisateurs, utilisant le systme d'exploitation UNIX dans chacun des sites (on peut mme si on veut introduire une Žconomie, n'envisager qu'un seul serveur, situŽ dans un des lieux. Il pourra tre vu comme local ˆ l'ensemble des machines si le paramŽtrage rŽseau 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 dŽveloppements.
- C'est Žgalement le type de systme sur lequel les composantes rŽseaux sont les mieux intŽgrŽes.
- Il est possible de gŽrer concurremment un grand nombre de processus et d'utilisateurs. - Les pŽriphŽriques de tous types sont nombreux et peu cožteux.
- L'ensemble des logiciels que nous envisageons y ont ŽtŽ portŽs
Cette machine sera en quelque sorte la tte de pont de la classe, vers l'extŽrieur. Elle pourra servir ˆ un grand nombre de fonctions communes, allant de la fourniture de nombreux services locaux, ˆ la gestion de divers serveurs d'information, aux aspects sŽcuritaires, ou ˆl'Žchange (boites ˆ lettres, news...), ou encore au calcul, utile dans certains cas. Elle permettra Žgalement 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 mŽmoire centrale, quelques Go de disques (le plus possible, il n'y en a jamais assez, et tout dŽpendra de la proportion de donnŽes que l'on veut rendre disponibles en local), un moyen de sauvegarde de type DAT, et gŽrant une ou deux bonnes imprimantes laser( dont une couleur) rŽpondrait parfaitement ‡ nos besoins (Les imprimantes peuvent tre Žgalement connectŽes directement sur le rŽseau, sans charger cette machine centrale. Il en faut dans chaque localisation). Un scanner couleur doit complŽter ces pŽriphŽriques partagŽs.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 prŽsent. Les postes partagŽs sont souvent pŽnalisants dans la pratique, montrant trs souvent une participation et un profit diffŽrent au niveau de chaque bin™me.
Il est souhaitable sinon indispensable d'envisager les ŽlŽments suivants:-un Žcran graphique couleur, le plus grand Žtant le mieux .-un systme de fentrage souple et plus gŽnŽralement un interface utilisateur convivial.-Un systme multit‰ches, sinon multi-utilisateurs.-L'intŽgration de la composante rŽseau (TCP/IP, port Ethernet)-des pŽriphŽriques complets et multimŽdia: micro, son, camŽra, CD-ROM si possible AssociŽ ‡ ces postes, quelques exemplaires de portables reposant sur la mme base matŽrielle, permettant l'Žloignement temporaire de certaines personnes (sans doute sans camŽra et CDROM, bien que ce ne soit pas irrŽaliste, mais avec modem V32bis-V34 intŽgrŽ, et la possibilitŽ d'utiliser un tŽlŽphone cellulaire).
Selon ces descriptions, on peut envisager retenir, au choix des dŽcideurs, 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 matŽriel peut en thŽorie supporter les trois systmes citŽs, et donc pouvoir basculer de l'un ‡ l'autre en fonction de l'Žvolution des circonstances ou des besoins. Seule, la composante portable n'est pas (encore) opŽrationnelle, mais cela ne saurait tarder.
A-3 Les logiciels
Ils doivent permettre de couvrir l'ensemble des outils nŽcessaires ‡ l'accs, comme ‡ la production de cours: logiciels, fichiers, documents et informations. Ils doivent aussi permettre l'Žchange sur tous les modes (textuel, image et son) entre participants, et pourquoi pas avec l'extŽrieur. Il n'est pas envisagŽ de faire, au moins en interne, des dŽveloppements spŽcifiques. Ce n'est pas le r™le d'une expŽrimentation de type pŽdagogique. Seule la production de contenus pŽdagogiques adaptŽs est de son ressort.
CotŽ client, cela implique la disponibilitŽ de tous les outils de base de l'Internet, que nous avons dŽcrit prŽcŽdemment, et si possible un interface fŽdŽrateur permettant d'accŽder ‡ (quasiment) l'ensemble des fonctions souhaitŽes (messagerie, participation ‡ des forums news, transfert de fichiers, navigation et recherche, production ou mise ‡ disposition d'informations multimŽdia). En plus des utilitaires spŽcifiques, on peut imaginer que la prŽsence d'un client Mosaic ou Netscape rŽpondra presque totalement ‡ ces souhaits. En plus de ces outils, il ne faudra pas oublier les utilitaires associŽs, malheureusement pas encore intŽgrŽs aux clients, que sont les dŽcodeurs, compresseurs et dŽcompresseurs, joueur de sons et visualiseurs d'images fixes ou animŽes et autres. Enfin les divers translateurs et Žditeurs permettant de produire des pages HTML. Nous avons ainsi dŽcrit l'essentiel de ce qui est nŽcessaire du cotŽ client.
Si l'on prenait pour exemple un matŽriel Macintosh PowerMac, la configuration logicielle pourrait pratiquement comprendre les ŽlŽments 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 indexŽes par WAIS-TurboGopher comme client Gopher-MacMosaic ou MacWeb ou Netscape comme client WWW-CU-SeeMe et Maven pour la visioconfŽrence multiple et le son associŽ.
A cela devrait s'ajouter une liste d'autres outils qui pourrait se lister ainsi:
-QuickTime
-MacTCP-PPP (au moins sur les portables, pour rŽaliser une connexion TCP/IP sur le rŽseau tŽlŽphonique.)
-JPEGView pour la visualisation/ dŽcompression d'images fixes.
-Sparkle pour la visualisation/dŽcompression d'images animŽes 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 rŽcuperer des documents crŽŽs dans les formats respectivement citŽs et que l'on voudrait convertir en documents hypertextes.
-Des dŽcompresseurs ou compresseurs de fichiers, comme Diskdoubler, StuffIt ou CompactPro, des encodeurs dŽcodeurs comme BinHex.
Nous avons ainsi ‡ peu prs fait le tour de l'environnement nŽcessaire. Il faudra simplement en assurer une distribution propre, homogne et ‡ jour, Žventuellement correctement configurŽe et paramtrŽe pour la plate-forme et le contexte d'utilisation.
Du cotŽ de la machine serveur, doivent correspondre les serveurs logiciels correspondants aux clients installŽs, si les informations doivent tre en tout ou partie situŽes en local. Il sera judicieux d'installer une passerelle entre les divers "dŽmons" gŽrant ces serveurs, pour pouvoir accŽder le serveur WAIS ou FTP par l'intermŽdiaire du mme client Mosaic. Il faudra Žgalement installer et configurer le serveur MUD et le RŽflecteur CU-SeeMe pour ces deux applications. Enfin il faudra prŽvoir d'installer les serveurs de news et le spooler de messagerie pour gŽrer ces derniers aspects. Il sera indiquŽ 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 ‡ rŽsoudre les problmes de sauvegarde, qui pourront tre assurŽs de faon centralisŽe et automatisŽe sur le serveur, d'autre part permettre de "banaliser" le parc des stations clientes, qui pourront servir ‡ plusieurs groupes d'Žlves au cours de la journŽe ou de la semaine, sans poser de souci de confidentialitŽ, ou de nettoyage. Cette centralisation sera aussi bien utile pour faciliter et mener ‡ bien les aspects Žvaluation (de l'usage ou des connaissances) qui pourraient tre mis en place. Les passerelles de sŽcuritŽ pourront aussi se trouver ‡ ce niveau, comme les Žventuelles statistiques et comptabilitŽ d'utilisation des certaines ressources.
A-4 Les services.
Ds le dŽpart il sera sans doute fort utile de mettre ‡ disposition un cours d'auto-formation au nouvel environnement pŽdagogique proposŽ. 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 Žvident 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 dŽfinir puis rŽaliser un certain nombre de cours couvrant le programme ‡ traiter, suivant les objectifs pŽdagogiques dŽfinis. Ces cours seront mis ‡ disposition, au fur et ‡ mesure de leur production, sur le serveur du projet, pourquoi pas assortis de protections et / ou contr™les d'accs. De la mme faon, ce devra tre aussi le cas des exercices, contr™les de connaissances et corrigŽs associŽs. Dans certains cas ou certaines disciplines, il faudra pouvoir accŽder ‡ des protocoles d'expŽriences ou au contr™le de leur dŽroulement, dans d'autres on aura besoin de pouvoir lancer des traitements (compilation de programmes, traitements de donnŽes 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 Žlectronique? Faut-il indexer sous WAIS ce fond documentaire? Existe-t-il des documents variŽs qui pourraient servir de base au fond de documentation? Peut-on mettre ‡ disposition un dictionnaire unilingue, bilingue, une encyclopŽdie, une base d'images, de documents sonores... en local, ou faut-il prŽvoir un serveur Gopher ou WWW qui pointe prŽfŽrentiellement sur certaines ressources rŽpertoriŽes ‡ l'extŽrieur? 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 indiquŽ ne sont pas dŽpassŽes par celles d'un autre serveur.
Quant au contexte d'environnement interactif partagŽ, il sera nŽcessaire de dŽfinir son usage au sein de l'enseignement. Outil d'accompagnement et d'Žchange entre les membres de la classe virtuelle ainsi crŽŽe 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 associŽ (bibliothque, lieux de discussion, salle de travail, possibilitŽ de travailler en sous-groupe ou de rencontrer son enseignant), doivent tre prŽsents, accessibles de la manire la plus naturelle et conviviale possible, mais dans un cadre virtuel (qui peut se conjuguer ‡ la possibilitŽ de le rŽaliser aussi "en vrai").
Cette description est un rapide panorama des composantes de ce que nous avons appelŽ le Biodome Internet, en rŽfŽrence ‡ l'original de MontrŽal. Si l'on veut montrer de manire rŽaliste et pas trop onŽreuse les possibilitŽs d'un tel systme global, une piste envisageable est d'essayer autant que possible de le reconstituer "sous cloche", ce qui rŽduit un certain nombre de difficultŽs et lve certaines contraintes, autorisant un meilleur contr™le de l'ensemble. Mais il faut y introduire au maximum toutes les composantes du systme en vraie grandeur pour offrir un modle cohŽrent et reprŽsentatif. Nous allons d'ailleurs l'expŽrimenter dans le cadre du projet RECTO-VERSO dŽveloppŽ entre des partenaires franais et quŽbŽcois.
L'Žvolution et l'amŽlioration de cet atelier pourrait venir d'un certain nombre de progrs technologiques trs prochains:-AmŽlioration des plates-formes matŽrielles. Vont para”tre sur le marchŽ des stations de travail multimŽdia, intŽgrant donc l'ensemble des pŽriphŽriques utiles pour manipuler son et images (ceci existe dŽjˆ), mais intŽgrant en plus des puces spŽcialisŽes de compression/dŽcompression MPEG2, et de traitement du son. Cela doit apporter une amŽlioration trs sensible de qualitŽ des performances, dans des conditions identiques de transfert.-AmŽlioration et meilleure intŽgration des logiciels d'interface. Une des directions qui est prise par les dŽveloppeurs et qui correspond totalement aux besoins de notre contexte d'utilisation est la convergence et l'intŽgration des diverses fonctions disponibles dans un mme paquetage logicielle. L'objectif Žtant ‡ terme de n'avoir qu'un seul client pour tout faire. CotŽ serveur de mme, une intŽgration des serveurs permettant l'indexation, la prŽsentation puis la recherche et la navigation est proche d'aboutir.-AmŽlioration des dŽbits de transfert disponibles. Il est clair que ces dŽbits augmentent rapidement et l'apparition d'ATM ou du RNIS large bande sera un grand progrs. Il faut simplement veiller ‡ ce que cette amŽlioration de la bande passante ne soit pas annulŽe par une augmentation dans les mmes proportions du trafic ‡ vŽhiculer.-AmŽlioration 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'arrivŽe sur le marchŽ de logiciels adaptŽs (Žditeurs hypertextes conviviaux, outils d'intŽgration du multimŽdia), mais aussi parce que l'existant sur d'autres mŽdias est trs important. La plupart des documents actuellement disponibles dans le contexte dŽcrit sont des transformations et adaptations de documents traditionnels. Trs peu ont ŽtŽ Žcrit avec la logique organisationnelle d'hypertexte. Il faut dans ce secteur, indispensable ‡ l'environnement global dŽcrit, promouvoir l'apparition de documents "d'un autre type", Žvolution qui ne se fera pas en un jour, sans un apprentissage des producteurs de documents ni sans la participation active et une rŽvolution profonde des secteurs de l'Ždition 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 rŽduite essentiellement ‡ un Žcran plat, reliŽ au RŽseau et incorporant quelques puces spŽcialisŽes offrant des possibilitŽs de rŽalitŽ virtuelle, de traduction automatique, d'Žcriture cursive et de traitement de la parole... le tout sans fil qui vous attache ‡ un lieu. A l'horizon d'une ou deux dŽcennies, cela semble un pari envisageable.
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