SOPHIE

Il y a donc une différence avec les didacticiels d'EAO puisqu'ils n'imposent pas un parcours plutôt rigide aux apprenants, mais offrent une interaction à initiative mixte à travers laquelle l'élève résout librement le problème, en étant interrompu par le système qui le redirige en cas d'erreur et qui lui propose une aide.

Le projet SOPHIE utilise des modèles procéduraux et met en scène un environnement d'apprentissage "intelligent" (une sorte de laboratoire) où l'apprenant peut appliquer ses connaissances en matière de circuits électroniques et recevoir des feedbacks adaptés. Une défaillance dans le circuit, laquelle peut prendre divers degrés de difficulté, y a été insérée. L'objectif que le système fixe à l'apprenant est de découvrir dans quel(s) composant(s) se trouve la défaillance, ainsi que le moyen d'y remédier : l'utilisateur doit ainsi mettre en oeuvre une série de mesures et tester des hypothèses concernant l'endroit et la nature de la panne.

Les auteurs considèrent que le système permet non seulement à l'apprenant d'appliquer ses connaissances relatives aux circuits électroniques, mais également d'acquérir des stratégies quant à la découverte des défaillances et la remise en marche d'un circuit.

L'interaction entre l'apprenant et le système (SOPHIE) est permise par les "capacités" de l'interface en matière de compréhension du langage naturel simple; l'avantage de l'interface est qu'elle n'utilise ni un système de "compréhension" basé sur un "key matching", ce qui impliquerait une compréhension approximative de ce qu'a entré l'utilisateur, ni un "parsing" syntaxique (à l'autre extrême), mais une solution intermédiaire : une grammaire sémantique qui décompose selon certains règles les constituants globaux (contenus dans l'input de l'utilisateur) en sous-constituants. Ceci nous rappelle la "grammaire générative" de Chomsky (1957), qui propose une description "générative", pour toute phrase, par une suite de "règles de réécritures" aboutissant à une structure profonde (deep structure) et par une suite des transformations conduisants à une structure superficielle (surface structure).

Dans le cas présent, les inputs de l'utilisateur ("mesure") sont décomposés en catégories d'un autre niveau sémantique, comme "l'endroit de la mesure", ce qui provoque après analyse un feedback à l'utilisateur.

Le projet SOPHIE se décompose en plusieurs périodes :

• Sophie-I (Brown et al., 1974, 1975a; Brown & Burton, 1975)
• Sophie-II (Brown et al., 1976)
• Sophie-III (Brown et al., 1982

L'intérêt central de Sophie-I réside dans son utilisation de multiples représentations de ses connaissances afin de fournir un moteur d'inférence robuste. Ces représentations multiples sont :

1. Simulées à l'aide d'un modèle mathématique du circuit (simulation quantitative)
2. Procédurales, puisqu'elles mettent en scène plusieurs spécialistes "intelligents" utilisant le modèle.

Ces spécialistes effectuent 4 tâches distinctes :

• Répondre aux questions de type hypothétique que l'apprenant peut poser au sujet des conséquences d'un action ou d'un événement. Différents spécialistes déterminent dans quelles conditions des tests doivent être réalisés pour obtenir un résultat significatif et interprètent les résultats de l'expérience simulée.
• Evaluer les hypothèses formulées par l'apprenant : le système évalue si l'hypothèse est en relation avec les différentes mesures que l'apprenant a faites jusqu'ici, mesures dont Sophie garde toujours une trace.
• Lister toutes les hypothèses qui peuvent être mises en relation avec les mesures faites par l'apprenant, dans le cas où l'élève est vraiment perdu.
• Evaluer une nouvelle mesure proposée par l'apprenant : le générateur d'hypothèses génère toutes les hypothèses qui ont une validité avec ou sans la nouvelle mesure.

L'expérimentation personnelle de l'apprenant au sein du système est donc alternée avec l'observation du comportement de l'expert.

Le système d'expertise de Sophie-III est divisé en deux tâches distinctes, la première étant prise en charge par un expert en panne, et la deuxième par un expert en électronique. En contraste avec les Sophie I et II, la division de l'expertise en deux sous-systèmes permet de déterminer les causes possibles d'une panne survenue dans un circuit sans pour autant simuler toutes les autres causes hypothétiques de panne; ceci se fait sur la base d'une simulation quantitative.

• L'expert en résolution de panne a un fonctionnement prioritaire par rapport au deuxième expert et travaille indépendemment (modularité) de l'autre expert. La connaissance qui y est contenue concerne la gestion d'une série d'hypothèses dans un contexte de résolution de panne. Afin d'éliminer des hypothèses candidates d'une série de dysfonctionnements possibles, l'expert propose de nouvelles mesures basées sur les déductions de l'expert en électronique et sur des stratégies générales de résolution de panne.
• L'expert en électronique fonctionne à trois niveaux différents; les informations qu'il transmet à l'expert en résolution de panne (inférences, hypothèses, etc.) sont élaborées à partir de ce fonctionnement à trois niveaux (hiérarchiques).