Les TP distants Approche gnrique, collaborative et scurise

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Les TP distantsApproche générique, collaborative
et sécurisée

• J. Fayolle
• jacques.fayolle_at_univ-st-etienne.fr

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Agenda

• Introduction / contexte
• TP virtuels vs TP distants
• Notre vision
• Présentation de la plateforme eInstrumentation
• Objectifs
• Principe
• Collaboration
• Adaption de l'IHM
• Démonstration
• Conclusion

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Pourquoi des TPs ?

• Une étude européenne (Sere et al., 1998) explique
  quil sagit dun enjeu énorme pour les élèves
  puisquil vise à
• Apprendre à faire le lien en la théorie et les
  phénomènes réels,
• Acquérir des compétences expérimentales et une
  démarche scientifique,
• Entretenir la motivation et la curiosité,
• Participer au développement personnel,
• Contribuer à la construction des comportements
  sociaux.

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Pourquoi des téléTPs ?

• Facteur financier
• Déplacement/Hébergement
• Temps nécessaire au transport des personnes
• Pas seulement, il faut aussi résoudre des
  incapacités diverses excluant un TP in situ
• Sécurité des personnes et des biens
• Observabilité de la manipulation
• Dangerosité de la manipulation
• Accessibilité des personnes

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TP virtuels vs TP distantsen fonction du
contexte ...
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Actuellement, où est le problème pour l'apprenant
?

• Constructivisme favoriser les situations
  d'apprentissage par soi-même et la collaboration
  entre apprenant
• Ce qui est peu compatible avec
• TéléTPs actuels systèmes point à point entre un
  apprenant
• sentiment d'isolement (rupture de la sociabilité
  habituelle ne laboratoire) qui implique un
  désintérêt rapide

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Actuellement, où est le problème pour les
instituts de formation ?

• Coût élevé du développement de la solution
  informatique
• Faible réutilisabilité des systèmes conçus à
  d'autres manipulations
• Impose
• un tutorat individuel des élèves en Tps
• ou laisser faire des téléTP complètement seul

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Notre vision des téléTPs

• Réutilisabilité des briques logicielles pour une
  intégration rapide et avec le moins de
  compétences requises
• Collaboration entre apprenants et enseignants
  (CSCL)
• ce qui pousse à construire la métaphore du TP
  local dans le domaine l'informatique distribuée
  (reproduction des interactions sociales puisqu'il
  est suggéré qu'elles favorisent l'apprentissage,
  cf. constructivisme)
• Attention Collaboration ! Coopération
  (Dillenbourg, 1999)
• Pour nous, la succession des EIAH sera assuré par
  l'ExCAO (Expérimentation Collaborative Assistée
  par Ordinateur)

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Projet eInstrumentation

• Objectifs
• Mise en place dune architecture générique de
  manipulation collaborative distante et temps réel
  dinstruments de haute technologie
• Appareils pilotés
• Analyseur hyperfréquence,
• banc de caractérisation optique
• Banc d'antennes

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eInstrumentation

• Notre plate-forme logicielle permettant de mettre
  en pratique les observations de réutilisabilité
  et de collaboration
• Basée sur des solutions OpenSource
• Java (programmation)
• JonAS/JORAM (serveur d'application et
  intergiciels)
• PostgreSQL (base de données pour journalisation)
• OpenLDAP (authentification et autorisation)

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eInstrumentationPlateforme
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En pratique ...

• Une ontologie décrit l'IHM de l'instrument
• La connectivité à l'intergiciel est nativement
• embarquée dans les widgets
• Un client indépendant de
• l'instrument interprète
• l'ontologie

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Utilisation d'un MOM (Message Oriented
Middleware)en mode publish/subscribe
client 4
Network analyzer (.owl)
client 2
ontologie (.owl)
J2EE AS over a MOM
Optic Strecher (.owl)
client device
client 1
A generic client, GUI described in ontologies
......
client 1
client 3
client ...
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Résultats
Analyseur Vectoriel de Réseau
Application correspondante
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Et la collaboration ?

• Challenge accès  mi-concurrentiel/mi-collaborati
  f  à une ressource. Sur quels critères se baser
  pour prendre la décision d'attribuer ou non la
  main à un étudiant lorsque celui-ci la demande ?
• Problème caché Ceci dépend souvent de la
  situation pédagogique mise en place ! Par
  exemple
• Phase 1 seul l'enseignement peut avoir la main
• Phase 2 les étudiants essaient à leur tour. On
  donne la main à celui qui l'a eu le moins pour le
  moment (équité).
• Phase 3 on approche de la mi-séance, on donne la
  main à ceux qui sont le plus avancés pour
  favoriser leur sortie en avance (et donc libérer
  du temps en fin de séance pour ceux qui n'ont pas
  finis

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Résolution

• Nouvelle ontologie
• Cette fois qui décrit les éléments entrant en
  compte dans les prises de décisions
• Temps de connexion, horodatage de connexion,
  temps d'attente global, dernier temps d'attente,
  niveau de compétence, statut, ....
• A partir de celle-ci, on peut facilement
  construire des règles sémantique décrivant la
  politique de partage à mettre en place.
• Exemple d'écriture d'une politique ( enseignant
  only )
• User(?x) OperatingRequest(?x,?rlab)
  hasRole(?x,Teach) gt hasOperator(?rlab, ?x)

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Adaptation IHM

• Adaptation interface homme machine en fonction du
  contexte
• Profil
• Contexte dexécution (enseignant / chercheur)

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Exemple
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Conclusion

• On observe que les systèmes de téléTPs actuels ne
  sont pas compatible avec les approches
  pédagogiques d'aujourd'hui
• Nous proposons d'agrémenter les solutions
  informatiques actuelles de généricité et de
  collaboration
• Développement d'une plate-forme collaborative
  synchrone, indépendante des instruments pilotés
• solution testée pour un analyseur de réseau et
  une plaquette d'aiguillage de signaux  faite
  maison 
• test en cours sur un banc d'antenne et un TP de
  chimie
• Site web du projet (avec une vidéo de
  démonstration)
• http//diom.istase.fr/satin/einst/

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Pub !

• IEEE workshop on remote control of devices
• Lyon, Octobre 2007
• Appel à communications et renseignements sur
• word.istase.fr

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• Questions ?
• Discussionsjacques.fayolle at univ hyphen
  st hyphen etienne dot fr

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Références  extérieures 

• Dillenbourg1999 Dillenbourg, P., "What do you
  mean by  collaborative learning  ?",Amsterdam,
  NL Pergamon, Elsevier Science, Elsevier Science,
  1999, 116
• Sere1998 Sere, M.G. and Leach, J. and Niedderer,
  H. and Psillos, D. and Tiberghien, A.,"Improving
  Science Education Issues and Research on
  Innovative Empirical and Computer-Based Labwork
  in Europe",La Commission Européenne, action de
  recherche socio-économique, Recherche sur
  l'Education et l'Apprentissage,1998

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Références internes

• A Distributed Online Laboratory System for
  Distant Learning, Gravier, C. Fayolle, J.
  Lardon, J. Noyel, G. IEEE/ACM The
  International Conference on Signal-Image
  Technology \ \ Internet-based systems
  (SITIS'2006) , Hammamet , Tunisie 18-21 Decembre
  2006
• Distance Learning Closing the Gap between Remote
  Labs and Learning Management Systems Gravier,
  C. Fayolle, J. Noyel, G. Leleve, A.
  Benmohamed, H. IEEE First International
  Conference on E-Learning in Industrial
  Electronics ICELIE'06 , Hammamet , Tunisie 18-20
  Decembre 2006
• A Generic Distant and Collaborative Executive
  System in Extended Enterprise Gravier, C.
  Fayolle, J. INCOM'06, 12th IFAC Symposium on
  Information Control Problems in Manufacturing ,
  Saint-Etienne , France 17-19 May 2006 , pp.
  685-689
• Travaux pratiques distants et collaboratifs
  quelles répercussions ? Gravier, C. Fayolle,
  J. Bayard, B. Noyel, G. J3eA EEA (Journal
  sur l'enseignement des sciences et technologies
  de l'information et des systemes), 2006 , Vol. 5
  , pp. 1-5