Barbara Class
Je propose une fiche de lecture concernant un Intelligent Tutoring System (ITS) nommé SCHOLAR et datant des années 1970, initié par Jaime Carbonell, qui a ensuite été rejoint par Collins.
SCHOLAR utilise la méthode du dialogue socratique, à savoir une pratique heuristique consistant à faire découvrir à l'élève ce qu'on veut lui enseigner.
SCHOLAR exploite à la fois les stratégies pédagogiques et les formes de représentation de la connaissance en s'inspirant des réseaux sémantiques
pour figurer la structure générale de la représentation des connaissances. C'est un sytème largement inspiré et basé sur le langage naturel. Nous verrons cela plus en détails; il s'agit du paradigme que l'auteur a qualifié d' information-structure-oriented.
L'analyse proposée ici est basée sur le livre d'Etienne WENGER, Artificial Intelligence and Tutoring Systems , 1987, Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
Il convient encore de préciser le terme inférence qui sera largement utilisé. L'étymologie remonte au latin inferre, "être la cause de", "porter dans". L'inférence est une opération logique par laquelle on admet une proposition en vertu de sa liaison avec d'autres propositions déjà tenues pour vraies. (Définiton du Petit Robert)
Le rôle du tuteur est d'engager un dialogue avec l'élève afin de l'amener à acquérir des connaissances en élaborant et en enchaînant les questions de telle sorte que l'élève les découvre par lui-même. Faire en sorte que l'élève soit conscient de ce processus et qu'il apprenne non seulement les contenus mais qu'il apprenne également à les ancrer de manière efficace; cela lui permettant ensuite d'établir facilement des inférences. Plus techniquement, le tuteur aborde un sujet après l'autre puis les fait réapparaître dans des contextes différents. Ceci présente l'avantage de varier les exemples dans l'acquisition du concept et de ne pas associer une image unique à un concept. Dans ce sens, le tuteur joue un rôle de catalyseur par l'intermédiaire d'une méthode analogique.
SCHOLAR a pour but de produire un dialogue pédagogique avec aspect tutoriel. Pour l'implémenter, Carbonell explore plusieurs voies:
Carbonell, alors séduit par la notion de réseau sémantique développée par Quillian (1968),
cré son paradigme orienté vers la structure de l'information. Par ce choix paradigmatique, il met en avant
le modèle de réseau sémantique comme un modèle pertinent d'accès et de stockage de l'information.
Il aspire à une interactivité avec l'élève: l'élève pose une question et le système lui répond tout en
lui posant des questions en rapport avec le contenu auquel il a répondu. Carbonell estime en effet que la relation humaine réelle
professeur / élève répond de cette technique mêlant explications et questions.
Dans un deuxième temps (1973-5), deux directions ont été exploitées pour améliorer SCHOLAR. L'une a été d'étendre
la possibilité d'établir des inférences à l'intérieur du réseau sémantique, l'autre, d'approfondir les
stratégies d'apprentissage afin de mener un dialogue cohérent et efficace. C'est en fait à partir de
ce moment là que SCHOLAR s'est inspiré du dialogue socratique à proprement parler.
Pour approfondir et tendre vers le dialogue socratique, Carbonell et Collins ont étudié les méthodes utilisées par l'être humain
pour établir des inférences. De leur étude basée sur le réseau sémantique qui est qualifié d'ouvert ou de fermé selon que
la totalité de ses composantes sont connues ou non, ils ont déduit plusieurs comportements.
Enfin, dans une dernière phase d'amélioration, c'est la technique d'analyse fonctionnelle qui a été retenue. Elle insiste sur les facteurs
incertains (ceux sur lesquels on ne peut trancher par vrai ou faux) qui demandent de poser des hypothèses. Le rôle du tuteur est de guider l'élève afin qu'il établisse les inférences qui s'imposent par l'évolution même
du dialogue.
SCHOLAR développe alors des règles heuristiques pour la sélection des questions et
une évolution efficace du dialogue.
Plus techniquement, cette progression se fait par l'intermédiaire d'un agenda qui impartit un temps donné à chaque sujet selon son importance.
Le tuteur, lorsqu'il aborde un sujet, peut l'étendre soit par sa proximité conceptuelle, soit sur demande
de l'élève.
Par ailleurs, SCHOLAR comptabilise les bonnes réponses de l'élève afin de ne plus aborder les questions qui y sont rattachées.
L'implémentation informatique du réseau sémantique se fait par des objets et des concepts organisés hiérarchiquement en superparts, superconcepts,
superattributes avec entre eux des liens à partir desquels il est facile de faire des inférences
simples. Inférences établies à partir de la présence d'une propriété à différents niveaux de cette hiérarchie.
Par exemple, de dire que deux villes font partie d'un même continent.
La langue utilisée est très simple. Le texte se limite à des phrases simples tant dans les questions que dans les explications.
Pour vérifier les réponses de l'élève, le système génère un certain nombre de mots clé et les compare avec la réponse donnée.
Plus délicat... Les connaissances n'étant souvent pas classifiables comme vraies ou fausses,
les auteurs ont proposé d'ajouter un degré d'incertitude aux questions / explications de SCHOLAR.
Ils ont alors été confronté au problème du raisonnement par incertitude: comment propager les niveaux de certitude
à travers le processus d'inférences?
L'implémentation par réseau sémantique présente plusieurs limites, et en particulier la difficulté de laisser une place aux connaissances procédurales.
En effet, le procéduralisation implique le passage de connaissances déclaratives - activation d'un schéma mental suscité par l'explication que l'élève reçoit-
à des connaissances procédurales - ne nécessitant qu'un contrôle attentionel faible.
Historiquement, SCHOLAR est considéré comme le premier ITS. Il a ouvert la voie au mythe du tuteur intelligent dans les années 1970-80; que le système soit basé sur les erreurs types de l'élève (BUGGY), sur le jeu (WEST) ou autre.
Pourquoi cette voie n'a-t-elle pas aboutie? Le fait de se baser strictement sur une imitation du comportement humain qu'on a voulu reproduire dans la machine en le figeant dans la perfection en est une explication.
D'ailleurs, aujourd'hui, ces méthodes ont laissé la place à une vison complémentaire homme / machine: l'apport de la machine est richesse lorsqu'il se situe en image négative de l'intelligence humaine (pour reprendre une image de P. Mendelsohn).
Le changement de paradigme, au niveau de la méthode, s'explique aussi par l'avènement d'un esprit réseau contrairement à l'époque des tuteurs intelligents où on était dans une logique de poste de travail individuel et isolé.
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