| ETAPe |
| METhodologie de développement d'APplications coopératives à base de e-Services |
| La nouvelle génération des technologies d'information et de communication a fait émerger de nouveaux paradigmes de management tels que l'entreprise virtuelle [Mecella01], [Mecella02a], [Mecella02b], : différentes organisations s'associent pour offrir des produits et services plus complexes à forte valeur ajoutée, facilement accessibles par Internet. |
| Le support à la mise en œuvre de ces nouveaux paradigmes est apporté par des Systèmes d'Information Coopératifs. Ces systèmes se fondent sur une approche de coordination des processus entre organisations (inter organisations) qui est obtenue en partageant, intégrant et coordonnant des services sur le Net. |
| Ces services sont des e-Services ou Web-Services [Mecella02a] `exportés' des différentes organisations et permettant aux utilisateurs et aux applications d'accéder et d'exécuter des tâches offertes par les applications du `back office'. Un système d'information coopératif comporte différentes applications distribuées qui intègrent les e-Services offerts par différentes organisations. |
| L'objectif du projet est de développer une approche méthodologique pour concevoir un système d'information coopératif à base de e-Services et des mécanismes permettant le contrôle de son exécution. |
| La coopération entre organisations est vue comme un macro-processus qui est une agrégation de processus exécutés de manière concertée pour satisfaire la requête d'un service par un client. On appelle processus coopératif ce macro processus. Au sein du processus coopératif les organisations coopèrent les unes avec les autres en offrant des services. Chaque organisation reste maître de l'implémentation de ses services mais ne communique aux autres que leurs interfaces. Cette attitude permet de limiter considérablement l'impact du changement interne d'un service par une organisation sur le processus coopératif lui-même. Le système d'information coopératif est l'application qui assure le contrôle d'exécution du processus coopératif en orchestrant et coordonnant les e-Services offerts par les différentes organisations. |
| L'objectif d'ETAPe est double: |
|
définir une approche méthodologique qui permette de comprendre les besoins du processus coopératif inter-organisations et de concevoir l'assemblage et l'orchestration des e-Services qui répondent à ces besoins, |
|
concevoir et réaliser un prototype d'exécution distribué de processus coopératifs basé sur un moteur d'orchestration des e-services. |
| Plus précisément les points à étudier sont les suivants : |
|
Modèle intentionnel de coopération. Ce modèle vise à représenter le processus coopératif en termes de buts à atteindre et de stratégies pour les atteindre. Il est le moyen de représentation des souhaits et exigences de la communauté des parties prenantes et sert de support de l'évaluation du bien fondé du processus coopératif. |
|
Modèle conceptuel de e-Services. On reprend la définition du service du service-manifesto [Papazoglou03] “Services are autonomous platform-independent computational elements that can be described, published, discovered, orchestrated and programmed using XML artifacts for the purpose of developing massively distributed applications”. Il existe des langages de description et d'orchestration de services qui sont adéquats pour implémenter des services. On a besoin d'un modèle conceptuel qui permette de concevoir des e-Services et facilite le mapping aux solutions technologiques standards d'implémentation. Ce modèle doit être en relation avec le modèle intentionnel de coopération pour faciliter la découverte des e-services et leur assemblage pour former un processus coopératif cohérent et complet. |
|
Démarches |
|
Top-down: de construction du modèle intentionnel et de déduction des e-services qu'il implique. La priorité est cependant donnée à la recherche sur les deux modèles précédents. |
|
Bottom-up: de re ingénierie des applications existantes en services |
|
Architecture d'exécution. L'accent sera mis sur la conception et la réalisation d'un prototype de mécanisme d'orchestration distribuée des e-Services de l'application. On souhaite tester la faisabilité d'une solution qui gère l'orchestration à partir du modèle conceptuel de description de l'assemblage des e-Services qui composent un processus coopératif. Cette solution aurait l'énorme avantage de faciliter une évolution dynamique du processus coopératif. |
|
Cas d'application. Les deux partenaires en Tunisie et en France sont l'un et l'autre impliqués dans des projets d'enseignement à distance; L'Université Paris1 Panthéon Sorbonne participe au projet international e-miage de mise en service d'une formation MIAGE à distance. L'ENSI, conformément à la stratégie du Ministère de l'Enseignement Supérieur et la Recherche Scientifique te Technologique, doit d'ici à deux ans assurer 20% de ses enseignements par Internet. Les deux partenaires ont donc choisi d'appliquer les travaux du projet à un cas de système d'information coopératif de préparation d'un programme d'enseignement à distance et de diffusion du programme à des étudiants Tunisiens et Français. |
| Plusieurs solutions commerciales pour les web-services sont aujourd'hui en concurrence ; ce sont par exemple l'initiative UDDI [UDDI] et l'effort de standardisation ebXML [ebXML]. Toutes ces propositions qui s'appuient sur des technologies standards HTTP, SOAP et XML adressent certains problèmes de base tels que (a) la définition du répertoire de services, (b) la description du service [WSDL], (c) les interactions d'un service avec d'autres (les conversations) [WSCL] ou bien (d) la chorégraphie [WSCI]. |
| Toutes ces solutions sont du niveau `implémentation'. ETAPe se pose les problèmes de la sémantique d'un service et celle d'un assemblage orchestré de services et leur conceptualisation dans un modèle indépendant d'une plate-forme d'implémentation. |
| Dans le domaine de la recherche, les nouvelles approches de workflow inter-organisations telles que e-Flow [Casati01], WEBBIS [Benatallah00] ou AZTEC [Christophides01] abordent les problèmes de `l'enactment' de services composites. Mais ces propositions sont contraintes par le fait qu'elles doivent conserver des systèmes de workflow existants. |
| L'orchestration proposée dans ETAPe a l'avantage d'opérer sur une description conceptuelle du processus coopératif qui l'affranchit des technologies d'implémentation des services et facilite ainsi l'adaptation à de nouveaux besoins du processus coopératif. |
| Finalement, soulignons que la prise en compte de l'ingénierie des besoins inter-organisationnels pour la conception du processus coopératif est un aspect innovant. |
| Les technologies autour des e-Services offrent le potentiel à des retombées économiques importantes. C'est leur usage qui prouvera ou non leur utilité. En proposant une méthodologie de développement de processus coopératifs inter-organisations à forte valeur ajoutée, ETAPe peut contribuer à générer des avancées économiques significatives par : |
|
la réduction des coûts et de la complexité : le développement à base de services `exportés' d'applications existantes produit un retour important sur un investissement faible, |
|
une flexibilité accrue : le paradigme intentionnel/conceptuel adopté dans le projet permet une adaptation rapide des processus coopératifs inter-organisationnels, |
|
la réutilisation des fonctionnalités des systèmes d'information existants : l'approche de re-ingénierie développée dans le projet doit permettre d'amplifier l'effet réutilisation inhérent au paradigme `e-Services', |
|
l'amélioration de l'efficacité opérationnelle : la mise en place à moindre coût de coopération entre organisations doit augmenter l'efficacité opérationnelle de chacune des organisations participantes. |
| Les deux partenaires Français et Tunisien animent des formations doctorales. Il s'agit du DEA `I3' (Information, Interaction, Intelligence), DEA en co-habilitation entre Paris1 Sorbonne et Paris11 Orsay pour la partie Française et du Mastère Informatique de l'ENSI. |
| Ni l'une ni l'autre des formations n'ont actuellement un enseignement sur les e-Services et le développement d'applications à base de e-Services. L'intention est d'intégrer à ces formations un module sur ce thème qui sera préparé en collaboration dans le cadre du projet, en mode `enseignement à distance'. |
| La section qui suit présente le cas d'application choisi par les partenaires pour tester et améliorer les résultats de recherche du projet. Il comporte trois sections pour introduire (1) le e-learning et l'apprentissage collaboratif et (2) l'apprentissage collaboratif à distance tels qu'ils sont compris par le groupe du projet, puis (3) l'application collaborative de mise au point et d'usage d'enseignements de génie logiciel à distance. |
|
E-learning et apprentissage collaboratif |
| Le groupe du projet entend les termes e-Learning et apprentissage collaboratif de la façon suivante : |
| « Le e-Learning est une méthode d'apprentissage basée sur l'utilisation de l'ordinateur. Ce monde d'apprentissage virtuel se distingue par des systèmes et du matériel pédagogiques spéciaux » |
| Une collaboration "est un travail en commun ; un travail entre plusieurs personnes qui génère la création d'une œuvre commune " (le Petit Robert). Dans le domaine de l'enseignement/apprentissage, le travail collaboratif entre apprenants et/ou enseignants se concrétise le plus souvent par un travail d'équipe, "l'équipe étant perçue comme étant un groupe de personnes interagissant afin de se donner ou d'accomplir une cible commune, laquelle implique une répartition de tâches et la convergence des efforts des membres de l'équipe " [Alaoui96]. Dans les cas où la cible commune d'un travail d'équipe est un but ultime à atteindre nous parlerons de travail coopératif visant l'apprentissage, lequel peut se définir comme suit : "l'apprentissage coopératif est une activité d'apprentissage en groupe, organisée de façon à ce que l'apprentissage soit dépendant de l'échange d'informations socialement structuré qui s'effectue entre les apprenants du groupe. C'est également une activité dans laquelle l'apprenant est responsable de son propre apprentissage et motivé pour participer à l'apprentissage des autres." [Lopriore99]. Les tâches coopératives en formation "supposent l'assignation d'une tâche collective exercée en groupe restreint, exigeant un maximum d'interactions entre pairs, sans la supervision directe et immédiate du formateur" [Carre99]. Ainsi, contrairement à une collaboration, une coopération n'engendre pas nécessairement la création d'une œuvre commune. Nous parlerons de travail collaboratif lorsque la cible commune du travail d'une équipe consiste, outre le travail en groupe, en la réalisation d'un produit final. Par travail collaboratif, nous désignons donc, d'une part, la coopération entre les membres d'une équipe et, d'autre part, la réalisation d'un produit fini. |
| On reproche souvent à la formation à distance d'être privée d'interactions, de ne pas permettre le dialogue et de se limiter à des situations d'apprentissage individuel. Les médias traditionnels ne rendent pas possibles les relations soutenues entre l'apprenant, le formateur et les pairs. Ni les logiciels d'enseignement assisté par ordinateur (EAO) ni les tutoriels intelligents les plus puissants ne peuvent simuler de manière intégrale le répertoire cognitif et social de l'humain ou l'accompagnement du formateur et la présence des pairs. Ce qui manque à la formation à distance depuis ses débuts, est la capacité de soutenir la communication humaine. Grâce aux TIC, on peut actuellement entrevoir une solution à ce problème. Il devient possible d'intégrer dans la formation à distance la relation humaine en continu, l'interaction et le dialogue soutenus, et cela, par la communication asynchrone. Désormais, il est plus facilement envisageable de parler de co formation, de communauté virtuelle d'apprentissage, de collaboration, d'interaction de groupe, de renforcement du caractère social de l'apprentissage, de valorisation du partage et, encore plus qu'auparavant, de développement de l'autonomie. |
|
Apprentissage collaboratif à distance |
| Dans des environnements d'apprentissage virtuels, les apprenants peuvent travailler ensemble pour découvrir de nouveaux univers de connaissances, tout en gardant l'entière responsabilité de leur apprentissage et de leur auto formation. Dans ce contexte, le groupe joue un rôle actif de soutien. Il n'a pas la connotation de «classe» qui rassemble de manière quelque peu artificielle des apprenants qui sont spectateurs d'un enseignement. Le groupe a plutôt le sens de «cohorte» où des apprenants vivent ensemble un même événement et participent de manière volontaire à des activités communes. S'engager dans une démarche d'apprentissage collectif ne signifie pas s'en remettre au groupe pour apprendre. Chacun travaille activement, à sa manière, à la construction de ses propres connaissances. Au fil des échanges et des travaux de groupe, l'apprentissage se réalise par la discussion, le partage, la négociation et la validation des connaissances nouvellement construites. Ce processus qui, en lui-même, est un objet de formation suscite le développement de techniques de collaboration et la mise en œuvre de stratégies cognitives et méta cognitives de haut niveau. |
| Les communautés d'apprenants peuvent désormais vivre à distance dans des environnements technologiques rendus accessibles par diverses infrastructures de réseaux qui les réunissent afin qu'ils puissent travailler et apprendre en collaborant. |
| Dans ces environnements, on utilise des médias plus ou moins interactifs de présentation de contenu ; on donne accès à des ressources de toutes sortes incluant des outils et des espaces de collaboration. Mais ce ne sont pas les médias et les technologies qui créent les communautés d'apprenants, qui animent la communication de groupe, qui motivent à la participation, au partage et à l'entraide. C'est plutôt la philosophie et la pédagogie qui sous tendent la conception de ces environnements qui débouchent sur la naissance et le développement de la collaboration. C'est notre capacité à donner aux apprenants un contrôle accru de leur apprentissage, notre aptitude à créer des environnements assez riches pour répondre aux besoins de chacun et notre volonté de favoriser un réel dialogue entre l'apprenant, le groupe et le formateur qui permet la collaboration. |
|
Application du projet |
| L'application d'apprentissage collaboratif à distance qui est retenue dans le projet est une application d'enseignement à distance et plus particulièrement d'enseignement du génie logiciel. |
| L'objectif est de concevoir et développer une plate-forme d'interaction enseignant-apprenant qui permette un apprentissage collaboratif. L'application sera conçue comme un processus coopératif entre différents acteurs et développée à base de Web-services. La collaboration est abordée sous un double aspect (a) celui de la création/évolution collaborative des cours par le groupe d'enseignants et (b) l'apprentissage par accès au cours et collaboration notamment apprenant-apprenant et enseignant-apprenant. On souhaite en outre, que l'environnement virtuel d'apprentissage soit personnalisable et notamment qu'un enseignant puisse adapter `à la volée' l'environnement éducatif en profitant du potentiel d'adaptabilité d'une application à base de services. |
|
 |
|
- les étudiants, qui s'inscrivent à des cours, suivent des cours à distance, passent des examens, … |
|
- les enseignants auteurs de cours, qui produisent des cours et les mettent à jour, produisent les compléments de cours et la liste des ouvrages conseillés pour approfondir un cours, |
|
- les enseignants tuteurs (peuvent être des auteurs de cours), qui assurent le suivi des étudiants (synchrone et/ou asynchrone), répondent à leur interrogation, posent et corrigent des examens, … |
|
- les responsables de site qui font la mise à jour de la liste des cours disponibles, gèrent les inscriptions d'étudiants, |
|
Activités d'un étudiant : |
|
- consulter le catalogue d'un site |
|
- s'inscrire à un cours (inscription et paiement en ligne, avant la dernière date d'examen possible) |
|
- consulter un exercice (et la solution si elle est donnée) |
|
- envoyer un message à un enseignant tuteur (qui lui a été affecté) |
|
- s'inscrire à un examen (avant la dernière date d'examen possible) |
|
- passer un examen (à la date demandée lors de l'inscription) |
|
- consulter son résultat à un examen |
|
- consulter l'état global des enseignements suivis (cours suivis, examens passés, résultats …) |
|
- démissionner d'un cours (par lettre ou message, avant la date d'examen choisie). |
|
Activités d'un enseignant auteur : |
|
- consulter les résumés des cours disponibles dans les différents catalogues |
|
- consulter le contenu de ses propres cours |
|
- demander au responsable de site d'ajouter un nouveau cours dans le catalogue |
|
- demander au responsable de site la suppression de l'un de ses cours |
|
- mettre à jour directement le support d'un cours existant (sans passer par le responsable) |
|
- consulter la liste des étudiants inscrits à l'un de ses cours |
|
- consulter des résultats d'examen (de ses cours ou non) |
|
Activités d'un enseignant tuteur : |
|
- consulter la liste des cours pour lesquels il assure le tutorat |
|
- consulter la liste des groupes d'étudiants à suivre |
|
- communiquer à l'auteur d'un cours des observations concernant ce cours |
|
- proposer un sujet d'examen |
|
- fixer une date d'examen |
|
- supprimer une date d'examen |
|
- assurer une séance d'examen (par une présence à distance) |
|
- répondre à un message d'étudiant |
|
- entrer les résultats d'examen d'un cours (dont il est tuteur) |
|
- consulter les résultats à un examen (d'un autre cours) |
|
Activités d'un responsable de site : |
|
- ajouter un cours au catalogue (sur demande d'un enseignant auteur, après validation) |
|
- supprimer un cours du catalogue (sur demande d'un enseignant auteur) |
|
- consulter la liste des inscriptions à un cours donné |
|
- traiter une démission d'étudiant (avec remboursement éventuel) |
|
- consulter les résultats à un examen donné |
|
- afficher les résultats d'un étudiant donné |
|
- afficher les résultats de tous les étudiants inscrits |
|
- afficher le chiffre d'affaire (montant des inscriptions moins les démissions) d'un cours |
|
- afficher le chiffre d'affaire global du site (avec des détails) |
| [Alaoui96] Alaoui A, Laferrière T, Meloche D: "Apprendre en collaboration avec d'autre : le travail en équipe", Théorie et pratique à l'intention des étudiants et des étudiantes du premier cycle. Faculté des sciences de Laval université de Laval. http://www.fse.ulaval.ca/fac/tact/fr/html/sites/guide2.html#1, 1996. |
| [Benatallah00] Benatallah B, Medjahed B, Bouguettaya A, Elmagarmid A, Beard J: "Composing and Maintaining Web-based Virtual Enterprises", Proceedings of the 1st International Workshop on Technologies for e-Services (VLDB-TES2000), Caire, Egypte, 2000. |
| [Carre99] Carre P, Caspar P: Traité des sciences et des techniques de la Formation, Paris, Dunod, 1999, p512 |
| [Casati01] Casati F, Shan M C, "Dynamic and Adaptive composition of E-services", Information Systems, vol. 6, no. 3,2001. |
| [Christophides01] Christophides V, Hull R, Karvounarakis G, Kumar A, Tong G, Xiong M, "Beyond Discrete e-Services Composing Session-oriented Services in Telecommunications", Proceedings of the 2nd VLDB International Workshop on Technologies for e-Services (VLDB-TES 2001), Rome, Italie, 2001. |
| [ebXML] ebxml.org, ebXML Technical White Paper: http://ebxml.org/specs/ebTA.pdf, 2001 |
| [Lopriore99] Lopriore L, " L'apprentissage coopératif : un défi pour les professeurs de langue ", Le français dans le monde recherches et applications no spécial apprendre les langues étrangères autrement, pp 134-141. |
| [Mecella01] Mecella M, Pernici B, Craca P: "Compatibility of e-Services in a Cooperative Multi-paltform Environment", Proceedings of the 2nd International VLDB Workshop on Technologies for e-Services (VLDB-TES 2001), Rome, Italie, Springer-Verlag LNCS 2193, pp. 44-57 |
| [Mecella02a] Mecella M, Parisi Presicce F, Pernici B: "Modelling e-service orchestration through petri nets". In Proc. Of VLDB-TES'02, 2002. |
| [Mecella02b] Mecella M, Pernici B: "Building Flexible and Cooperative Applications Based on e-Services", Technical Report 21-2002, Rome, Italy, 2002 |
| [Papazoglou03] Papazoglou M P, Giunchiglia F, Kraemer B, Traverso P: "Service Oriented Computing Network", The new computing paradigm for the network world, 2003 |
| [UDDI] UDDI.org, UDDI Technical White Paper: http://www.uddi.org/pubs/lru\_UDDI\_Technical\_Paper.pdf, 2001 |
| [WSCL] Kuno H, Lemon M, Karp A, Beringer D: "Conversations + Interfaces = Business Logic", Proceedings of the 2nd VLDB International Workshop on Technologies for e-Services (VLDB-TES 2001), Rome, Italy |
| [WSCI] BEA, SAP, Sun, Web Service Choreography Interface (WSCI) 1.0: http://wwws.sun.com/software/xml/developers/wsci/wsci-spec-10.pdf, 2002 |
| [WSDL] Ariba, Microsoft, IBM, Web Services Description Language (WSDL) 1.1, W3C Note: http://www.w3.org/TR/2001/NOTE-wsdl-20010315, mars 2001 |