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1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT S

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université Larbi Ben M’hidi d’Oum El Bouaghi Faculté des sciences exactes et des sciences de la nature et de la vie Département Informatique &Mathématique MÉMOIRE Pour l’obtention du diplôme de Master en Informatique OPTION : SYSTÈMES DISTRIBUÉS Un outil d'auto-évaluation de l'apprenant de la programmation orientée objet dans les environnements EIAH Réalisé par : Chaoua Zakaria Sous la direction de : Dr.Mokhati Farid Boussaha Karima 2 Résumé Notre travail se place dans le cadre des recherches menées sur les Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) et plus spécialement dans le TéléTPs. Il s’agit de développer un outil permettant d’auto-évaluer les apprenant de la programmation orientée objet tout en se basant sur la notation UML. L’outil développé implémente une nouvelle technique d’auto-évaluation de l’apprenant dans l’activité d’apprentissage des TéléTPs basée sur les algorithmes d’appariement. Le but du travail étant l’identification des similarités et des différences entre les diagrammes produits par l’apprenant et ceux de référence décrivant une interprétation correcte du programme de l’expert. Cet outil permet de générer, dans un premier temps, des diagrammes de classes et de communication à partir de programme C++ (apprenant et/ou expert). Dans un second temps, l’outil permet de comparer les productions de l’apprenant et celles l’expert en utilisant des algorithmes d’appariement. Mots clé : Auto évaluation ,appariement ,UML ,programmation c++,type évaluations Table des matières 1 Introduction : ................................................................................................................................... 8 1.1 Cadre et motivations ............................................................................................................... 8 1.2 Organisation de mémoire : ...................................................................................................... 9 2 Chapitre I : la modélisation orientée Objets avec UML ................................................................ 10 2.1 Introduction : ......................................................................................................................... 10 2.2 Définition et Historique d’UML : ........................................................................................... 10 2.3 Présentation générale des diagrammes d’UML : .................................................................. 11 2.3.1 Vues statiques (structurelles) :(1) ................................................................................. 12 2.3.2 Vues dynamiques : ........................................................................................................ 12 2.4 Le diagramme des classes : ................................................................................................... 13 2.4.1 Les Classes : ................................................................................................................... 13 2.4.2 Les relations : ................................................................................................................. 15 2.5 Le diagramme de communication : ....................................................................................... 15 3 2.6 Implémentation d’un modèle objet en C++ : ........................................................................ 16 2.6.1 Diagramme de class : ..................................................................................................... 17 2.6.2 Diagramme de collaboration : ....................................................................................... 18 2.7 Conclusion : ........................................................................................................................... 19 3 Chapitre II : Appariement des graphes .......................................................................................... 20 3.1 Introduction : ......................................................................................................................... 20 3.2 Généralités sur les graphes ................................................................................................... 20 3.2.1 Définition des graphes : ................................................................................................ 20 3.2.2 Graphe orienté : ............................................................................................................ 21 3.2.3 Graphes orienté étiqueté : ............................................................................................ 21 3.3 Le problème d’appariement des graphes : ........................................................................... 23 3.3.1 Définition de l’appariement : ........................................................................................ 23 3.3.2 Types d’appariements : ................................................................................................. 23 3.3.3 Appariement des graphes: ............................................................................................ 23 3.3.4 L’appariement des graphes Etiqueté: ........................................................................... 24 3.3.5 Classification des appariements des graphes : .............................................................. 25 3.4 Mesure de similarité entre les graphes : ............................................................................. 26 3.4.1 Pour quoi mesurer la similarité de deux graphes : ........................................................ 26 3.4.2 Mesurer la similarité des graphes étiquetés : .............................................................. 26 3.5 Conclusion : ........................................................................................................................... 32 4 Chapitre III : L’Évaluation dans le processus d’apprentissage en ligne ......................................... 34 4.1 Introduction : ......................................................................................................................... 34 4.2 Historique : ............................................................................................................................ 34 4.3 Définition : ............................................................................................................................. 35 4.3.1 Pourquoi faire une évaluation ? .................................................................................... 35 4.3.2 Différence entre Examen, Contrôle et évaluation : ...................................................... 35 4.4 Les différents types d’évaluation : ........................................................................................ 35 4.4.1 L’évaluation pronostique : ............................................................................................. 36 4.4.2 L’évaluation formative :................................................................................................. 36 4.4.3 L’évaluation sommative : .............................................................................................. 37 4.4.4 L’évaluation diagnostique : ........................................................................................... 37 4.5 Les critères d’évaluations : .................................................................................................... 37 4.5.1 Critères quantitatifs : ..................................................................................................... 38 4.5.2 Critères qualitatifs : ....................................................................................................... 38 4 4.6 Les différentes méthodes d’évaluation : ............................................................................... 39 4.6.1 Evaluation critériée ........................................................................................................ 39 4.6.2 Evaluation normative..................................................................................................... 39 4.7 Les outils de l’évaluation : .................................................................................................... 39 4.7.1 Questions fermées ........................................................................................................ 39 4.7.2 Questions ouvertes......................................................................................................... 40 4.8 L’évaluation des apprenants dans les Environnements Informatique pour l’apprentissage humain (EIAH) : .................................................................................................................................. 40 4.8.1 Définition de l’EIAH : ..................................................................................................... 40 4.8.2 Rôle et portée de l’évaluation en EIAH : ....................................................................... 41 4.8.3 Quelles sont ces évaluations ? ....................................................................................... 41 4.8.4 Les travaux pratiques à distance (TéléTPs) :................................................................. 43 4.9 Conclusion : ........................................................................................................................... 44 5 ChapitreVI ...................................................................................................................................... 45 5.1 Introduction ........................................................................................................................... 45 5.2 La plateforme développée .................................................................................................... 45 5.2.1 Pour l'apprenant ............................................................................................................ 46 5.2.2 Pour l’enseignant concepteur de travaux pratiques à distance ................................... 47 5.2.3 Pour les tuteurs ............................................................................................................. 47 5.3 L’approche d’évaluation proposée ....................................................................................... 47 5.3.1 Processus de l’évaluation .............................................................................................. 47 5.3.2 Les apparieurs hybrides et composites ......................................................................... 48 5.4 Présentation de l’outil développé ......................................................................................... 49 5.4.1 Principe de fonctionnement de l’outil ........................................................................... 50 5.5 Conclusion ............................................................................................................................. 60 6 Conclusion : ................................................................................................................................... 61 7 Bibliographie .................................................................................................................................. 62 5 6 Table des figures Figure ‎ 2.1 : Historique d'UML. [1] ......................................................................................................... 11 Figure ‎ 2.2 : Les diagrammes d’UML ...................................................................................................... 12 Figure ‎ 2.3 : exemple d’une class ........................................................................................................... 14 Figure ‎ 2.4 : exemple des relations entre les classes ............................................................................. 15 Figure ‎ 2.5 : Exemple de diagramme de collaboration .......................................................................... 16 Figure ‎ 2.6 : implémenter une classe en C++ ......................................................................................... 17 Figure ‎ 2.7 : Implémentation de l'héritage en C++ ................................................................................. 17 Figure ‎ 2.8 : Implémentation de l’agrégation en C++ ............................................................................. 17 Figure ‎ 2.9 : Implémentation de la composition en C++ ........................................................................ 18 Figure ‎ 2.10 : implémenter un diagramme de collaboration en c++ ...................................................... 18 Figure ‎ 3.1 :‎Exemple‎d’un‎Graphe ................................................................................................... 21 Figure ‎ 3.2 : Exemple d’un graphe orienté ............................................................................................. 21 Figure ‎ 3.3 : représentation d'un objet par un graphe étiqueté ............................................................ 22 Figure ‎ 3.4:Exemple de deux graphes apparie ....................................................................................... 25 Figure ‎ 3.5 :algorithme glouton [7] ........................................................................................................ 32 Figure ‎ 5.1:Architecture de la plateforme E-TéLéTP@AALP[36] ............................................................ 46 Figure ‎ 5.2 : Méthodologie de l’approche proposée *37+ ...................................................................... 49 Figure ‎ 5.3 : Le générateur de diagramme UML développé ................................................................... 50 Figure ‎ 5.4: Diagramme de class de l'apprennant .................................................................................. 51 Figure ‎ 5.5:Diagramme de class de l'expert ........................................................................................... 51 Figure ‎ 5.6 : diagramme de communication de l'expert et de l'apprenant ........................................... 52 Figure ‎ 5.7:l’ensemble des sommets et des arcs étiquetés de diagramme de classes apprenant ....... 54 Figure ‎ 5.8 :l’ensemble des sommets et des arcs étiquetés de diagramme de classes expert ............. 54 Figure ‎ 5.9:l’appariement m .................................................................................................................. 54 Figure ‎ 5.10 :l’ensemble des caractéristiques communes de diagrammes de classes ......................... 55 Figure ‎ 5.11:l’ensemble de toutes les caractéristiques de diagramme de classes ................................ 55 Figure ‎ 5.12:similarité par rapport l’appariement m entre diagrammes de classes (apprenant, expert) ............................................................................................................................................................... 56 Figure ‎ 5.13:similarité par rapport aux contraintes entre ...................................................................... 56 Figure ‎ 5.14:similarité globale par rapport un appariement m et par rapport aux contraintes entre diagrammes de classes .......................................................................................................................... 57 Figure ‎ 5.15:l’ensemble des sommets et des arcs étiquetés de diagramme de communication apprenant .............................................................................................................................................. 57 Figure ‎ 5.16:l’ensemble des sommets et des arcs étiquetés de diagramme de communication expert ............................................................................................................................................................... 57 Figure ‎ 5.17:l’appariement m’ ................................................................................................................ 57 Figure ‎ 5.18:l’ensemble des caractéristiques communes de diagrammes de communication. ........... 58 Figure ‎ 5.19:L’ensemble de toutes les caractéristiques de diagrammes de communication ................ 58 Figure ‎ 5.20 : similarité par rapport l’appariement m’entre diagrammes de communication (apprenant, expert) ............................................................................................................................... 59 Figure ‎ 5.21:Calcul de similarité globale entre diagrammes de classe et de communication (apprenant, expert) ............................................................................................................................... 59 7 8 1 Introduction : 1.1 Cadre et motivations A cause de développement technologique, les Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) ont pu intégrer différents domaines. L’éducation et la formation n’ont pas échappé à cette avancée, avec l’émergence du nouveau secteur de l’enseignement/formation à distance. Ce domaine profite dans une large mesure des progrès en cours spécialement l’utilisation de l’Internet comme moyen de communication à distance. Depuis plusieurs années, les professionnels de l’informatique et des sciences de l’éducation se sont beaucoup intéressés à ce secteur par la création d’outils et de logiciels pour l’apprentissage à distance. Nous nous intéressons dans ce mémoire à l’auto-évaluation de l’apprenant de la programmation orientée objet en C++ dans le cadre de TéLéTps. La problématique s’avère intéressante du fait que jusqu’à date la plupart des travaux réalisés dans la littérature se sont intéressé seulement par l’évaluation dans les TDs et cours. Néanmoins, certains chercheurs commencent à explorer cette piste et la principale question qui se posent est : comment modéliser la réponse de l’apprenant pour évaluer l’apprenant en l’absence de résolveur pédagogique? L’EIAH (Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain) n’on pas encore un niveau de maturité élevé pour la réalisation de la mise en ligne des travaux pratiques (ou télé-TPs), qui sont caractérisés par la complexité de mise en œuvre des expériences et d’évaluation de l’apprenant. Avec l’avènement des méthodes utilisées en génie logiciel et du langage UML, la modélisation orientée objet prend une place importante dans le cadre de développement logiciel. La MOO (Modélisation Orientée Objet) est aussi enseignée dans la majorité des secteurs universitaires en informatique. La modélisation est un processus ouvert, pour laquelle il n’existe pas de formule générale de résolution. Elle requiert la maîtrise des concepts orientés objet. Dans le cadre de nos travaux, nous intéressons plus spécialement à l’une des activités essentielles intervenant dans l’enseignement de la modélisation orientée objet : la génération à partir d’un programme OO en C++ uploads/Science et Technologie/ memoire-finale-2013.pdf