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Conception d'une ontologie pour une plate forme d'enseignement à distance

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par Saloua & Amina Chettibi & Rouibah
université de jijel - ingénieur informatique 2005
Dans la categorie: Informatique et Télécommunications
  

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Conception

I. Introduction

Ce chapitre sera consacré à la présentation de l'ontologie qu'on a conçue dans le cadre de ce projet, la conception a été faite en reposant sur une méthodologie tout en suivant le processus de construction des ontologie, ce chapitre présente la première phase appelée ontologisation, la deuxième phase qui est l'opérationnalisation sera abordé dans le chapitre Implémentation.

II. Conception de l'ontologie de l'application II.1. Choix d'une méthodologie de construction

Pour construire l'ontologie d'application, la méthode développée par [Bernaras et al, 1996] a été utilisée, elle repose sur trois étapes :

· Spécifier l'application basée sur l'ontologie en particulier les termes à collecter et les tâches à effectuer en utilisant cette ontologie.

· Organiser les termes en utilisant les méta catégories : concepts, relations, attributs, etc.

· Affiner l'ontologie et la structurer selon des principes de modularisation et d'organisation hiérarchiques.

Ce choix peut être justifié par deux raisons :

· Cette méthode est conditionnée au développement d'une application, en d'autres termes elle est adaptée à la construction des ontologies d'application plutôt que des ontologies de domaines.

· Elle s'articule autour d'un ensemble de termes qui doit être transformé en une ontologie. Dans le cas de notre projet, on disposait au début d'un ensemble de termes qui sont couramment utilisés dans le milieu d'enseignement universitaire. A titre d'exemple on peut citer: enseignant, module, support du cours, série de TD, série de TP... etc.

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Conception

Implémentation

 

~ Etape1 : préciser l'application basée sur l'ontologie

L'ontologie sera construite dans l'esprit de fournir un vocabulaire conceptuel, qui permet l'annotation des documents pédagogiques, ensuite une application de recherche de documents par leurs métadonnées sera développée.

· Etape 2 et 3 : de la collecte des termes à l'affinement de l'ontologie

On ne peut pratiquement dissocier les étapes de construction d'une ontologie, car il s'agit d'un processus non linéaire, plusieurs allers-retours ont été fait lors du développement de l'ontologie de ce projet, pour les raisons suivantes :

> Il n'était pas possible de savoir dés le départ, que les termes collectés sont suffisants pour répondre à l'objectif pour lequel l'ontologie a été construite, on a ajouter des nouveaux termes lorsque c'était nécessaire, tout de même on a retirer des termes qu'on a jugés inutiles.

> Il n'était pas toujours facile de prédire qu'un terme va jouer le rôle d'une classe ou

celui d'un attribut, plusieurs modifications ont été effectuées dans ce sens.

Pour représenter l'ontologie conceptuelle réalisée, on a construit :

> Une liste de concepts. > Une liste d'attributs. > Une liste de relations. > Une représentation hiérarchique des concepts.

> Un diagramme de classe en UML.

II.2. Respect des principes de construction

· Clarté et objectivité [Gruber93] : pour répondre à ce principe, tous les termes utilisés dans cette ontologie ont été associés par des définitions.

· Complétude [Gruber93] : pour répondre à ce principe les définitions des concepts et des relations de notre ontologie ont été associés par des conditions nécessaires, d'autres ont été associés par des conditions nécessaires et suffisantes, mais bien sure selon la possibilité de définir ces conditions.

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· Extensibilité ontologique maximale [Gruber93] : la définition d'un terme n'explique que le terme lui-même, sa définition ne peut être la même que celle d'un terme plus général, ou d'un terme plus spécialisé.

· Principe de distinction ontologique [borgoA196] : les concepts dans cette ontologie sont suffisamment disjoints.

· Distance sémantique minimale [ArpirezA198]: il y a une distance minimale entre les concepts enfants de même parents.

II.3. Présentation de l'ontologie conceptuelle

Dans tous les tableaux qui suivent « est un » désigne une condition nécessaire, « si et seulement si» désigne une condition nécessaire et suffisante

II.3.1. Liste des concepts

Dans le tableau qui suit on va présenter les concepts de l'ontologie ainsi que leurs définitions et leurs sur concepts :

Concept

Sur concept

Définition du concept

Document pédagogique

Concept d'application

un document pédagogique est un concept

d'application, il peut être : un support du cours, une série de TD ou de TP, un diaporama, un examen, un corrigé d'une série de TD ou d'un examen.

Support du cours

Document pédagogique

un support du cours est un document

pédagogique il regroupe des connaissances liées à un module.

un support du cours est composé d'au moins un chapitre.

Série de TD

Document pédagogique

une série de TD est un document pédagogique qui
a pour but l'application des notions présentées
dans un cours, elle est destinée à être préparé par

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Implémentation

 
 

les étudiants.

une série de TD est composé de un ou plusieurs exercices.

Série de TP

Document pédagogique

une série de TP est un document pédagogique,
dans lequel l'enseignant demande aux étudiants

de développer une(des) application(s)

informatique(s), ou de réaliser une(des)
expérience(s)....

une série de TP est composée de deux parties :

partie initiation de TP et partie travail à faire.

Diaporama

Document pédagogique

un diaporama est un document pédagogique, dont le contenu est présenté de manière moins détaillé, créé à l'aide d'un logiciel et présenté à partir d'un ordinateur.

un diaporama est composé de un ou plusieurs diapositifs.

Examen

Document pédagogique

un examen est un document pédagogique qui a pour objectif l'évaluation des étudiants.

un examen est composé de un ou plusieurs exercices.

Corrigé d'examen

Document pédagogique

le corrigé d'un examen est un document

pédagogique qui fournit le corrigé type d'un
examen qui a déjà été déroulé.

le corrigé d'un examen est composé de un ou

plusieurs exercices corrigés.

Corrigé de série de TD

Document pédagogique

le corrigé d'une série de TD est un document

pédagogique qui fournit le corrigé type d'une série de TD déjà proposé.

le corrigé contient un ou plusieurs exercices

corrigés.

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Implémentation

Enseignant

Concept d'application

un enseignant est un concept d'application, c'est la personne responsable de la tâche d'enseignement dans un processus de formation.

Module

Concept d'application

un module est un concept d'application, il

regroupe des connaissances liés à une spécialité et adapté à un certain niveau et un certain cycle.

Chapitre

Concept d'application

un chapitre est un concept d'application, il est le composant de base d'un support du cours il regroupe un ensemble de connaissance nécessaires pour la compréhension du module.

un chapitre est composé d'un ou plusieurs

paragraphes.

Paragraphe

Concept d'application

un paragraphe est un concept d'application, il est le composant de base d'un chapitre, d'un diapositif, de la partie initiation dans une série de TP.

Chaque paragraphe regroupe des connaissances plus élémentaires, nécessaires pour la compréhension d'un chapitre, d'un diapositif, de la partie : initiation dans une série de TP.

Un paragraphe peut contenir une ou plusieurs figures.

Figure

Concept d'application

une figure est un concept d'application.

une figure est la représentation graphique de la connaissance.

Une figure peut apparaître dans un paragraphe, dans un exercice ou dans un exercice corrigé.

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Exercice

Concept d'application

un exercice est un concept d'application.

Un exercice est un problème que l'étudiant doit résoudre, ou particulièrement un travail pratique qu'il doit réaliser.

Un exercice est le composant de base d'une série de TD, d'un examen et de la partie travail à faire dans une série de TP.

Un exercice peut contenir une ou plusieurs

figures.

Exercice corrigé

Concept d'application

un exercice corrigé est un concept d'application il représente la solution d'un exercice.

Un exercice corrigé est le composant de base d'un corrigé d'examen ou d'un corrigé de série de TD.

Un exercice corrigé peut contenir une ou plusieurs figures.

Diapositif

Concept d'application

un diapositif est un concept d'application, il est

le composant de base d'un diaporama.

un diapositif est composé de un ou plusieurs paragraphes.

Partie initiation de TP

Concept d'application

la partie initiation d'un TP est un concept

d'application ; c'est la première partie dans une série de TP, où l'enseignant doit expliquer le sujet de TP, et décrire les outils qui seront utilisés pour réaliser le travail si nécessaire.

la partie initiation est composée de un ou

plusieurs paragraphes.

Partie travail à faire de TP

Concept d'application

la partie travail à faire est un concept

d'application ; c'est la deuxième partie dans une série de TP ; c'est la partie où l'enseignant doit préciser le travail que l'étudiant doit réaliser.

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Conception

Implémentation

la partie travail à faire est composée de un ou plusieurs exercices.

II.3.2. Liste des attributs

Dans le tableau qui suit on va présenter pour chaque concept ses attributs, et s'il a des attributs hérités d'un concept père.

Concept

Hérite les attributs

de concept

Attributs

Commentaires

Document pédagogique

 

URI

Par URI on désigne le chemin d'accès au document(URL).

Format

Par format on désigne, le format numérique du document (PDF, Word, HTML, PPT)

Langue

 

Date de création

 

Année universitaire

 

Université

 

Faculté

 

Département

 

Support du

cours

Document pédagogique

Mots clés

 

Série de TD

Document pédagogique

Numéro de série de TD

 

Série de TP

Document pédagogique

Numéro de série de TP

 

Titre de série de TP

 

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Implémentation

Diaporama

Document pédagogique

Titre de diaporama

 

Mots clés de diaporama

Examen

Document pédagogique

Numéro d'examen

 

Date d'examen

 

Type d'examen

Par type d'examen on désigne s'il est un ECD, EMD, un examen de synthèse, ou de rattrapage.

Corrigé d'examen

Document pédagogique

Numéro de corrigé d'examen

 

Corrigé de

série de TD

Document pédagogique

Numéro Corrigé de

série de TD

 

Enseignant

 

Nom de l'enseignant

 

Prénom

Email

Module

 

Nom de module

 

Spécialité

 

Niveau

1ere , 2eme , 3eme , 4eme,5eme année

Cycle

Cycle court ou long.

Module avec TD

Est-ce que c'est un module avec des séances de TD

Module avec TP

Est-ce que c'est un module avec des séances de TP

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Implémentation

 
 

Volume horaire

Total entre cours, TD et TP

Chapitre

 

Numéro de chapitre

 

Titre de chapitre

 

Paragraphe

 

Numéro de paragraphe

 

Titre de paragraphe

 

Sous titres

 

Figure

 

Numéro de figure

 

Titre de figure

 

Type de figure

Type de figure : tableau, image, etc.

Exercice

 

Numéro d'exercice

 

Exercice corrigé

 

Numéro d'exercice

corrigé

 

Diapositif

 

Numéro de diapositif

 

Partie

initiation de

TP

 

Numéro de la partie

initiation

 

Titre de la partie

initiation

 

Partie travail à faire de TP

 

Numéro de la partie

travail à faire

 

Titre de la partie travail à faire

 

II.3.3. Liste des relations

Dans le tableau qui suit on va décrire les relations qui existent entre les différents concepts de l'ontologie.

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Implémentation

Relation

Prédécesseur

Successeur

Définition

Enseigne

Enseignant

Module

Un enseignant enseigne un module

Pendant une année universitaire, si et
seulement si
il est chargé de cours et

quand il rédige des documents

pédagogiques concernant ce module

Est auteur

Enseignant

Document pédagogique

Un enseignant est auteur d'un document
pédagogique, si et seulement si c'est lui

qui l'a écrit.

Concerne

Document pédagogique

Module

Un document pédagogique concerne un
module si et seulement si il est rédigé (a

été rédigé) par (qui était) l'enseignant de ce module, et lorsqu'il l'utilise (l'avait utilisé) pour enseigner ce module à ses étudiants.

Est Composé de chapitres

Support du cours

Chapitre

Un support du cours contient au moins un chapitre.

Est Composé de paragraphes

Chapitre

Paragraphe

Un chapitre contient au moins un

paragraphe

Contient des

figures

Exercice

Figure

Un exercice peut contenir une Ou plusieurs figures.

Contient des

figures

Exercice corrigé

Figure

Un exercice corrigé peut contenir une

Ou plusieurs figures.

Contient des

figures

Paragraphe

Figure

Un paragraphe peut contenir une Ou plusieurs figures.

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Implémentation

Est composé

d'exercices

Série de TD

Exercice

Une série de TD contient au moins un exercice.

A pour corrigé

Série de TD

corrigé de série

de TD

Une série de TD a au plus un corrigé.

Est composé

d'exercice corrigé

Corrigé de série de

TD

Exercice corrigé

Un corrigé de série de TD contient au moins un exercice corrigé.

Est composé

d'exercices

Examen

Exercice

Un examen contient au moins un

exercice.

A pour corrigé

Examen

Corrigé d'examen

Un examen a au plus un corrigé.

Est composé

d'exercices

corrigés

Corrigé d'examen

Exercice corrigé

Le corrigé d'un examen contient au moins un exercice corrigé.

Est composé

d'une partie

initiation

Série de TP

Partie initiation

de TP

Une série de TP contient une et une seule partie initiation.

Est composé

d'une partie

travail

Série de TP

Partie travail à

faire de TP

Une série de TP contient une et une seule partie travail à faire.

Est composé de

paragraphes

Partie initiation de

TP

Paragraphe

La partie initiation de TP contient au moins un paragraphe

Est composé

d'exercices

Partie travail à faire de TP

Exercice

La partie travail à faire de TP contient

au moins un exercice

Est composé de

diapositif

Diaporama

Diapositif

Un diaporama contient au moins un diapositif

Est composé de

paragraphe

Diapositif

Paragraphe

Un diapositif contient au moins un

paragraphe.

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Implémentation

II.3.4. Représentation hiérarchique des concepts

FigIII.1: Représentation hiérarchique de l'ontologie

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II.3.5. Diagramme UML

Fig.III.2 : Diagramme de classes UML

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II.4. Schéma résumant la phase de l'ontologisation de l'ontologie

Le schéma suivant résume la phase de l'ontologisation, qui est la première phase dans le processus de construction des ontologies :

Termes condidats

Documents Pédagogiques

Spécification de l'application basée sur l'ontologie

Révision de l'ontologie

Organisation des termes en concepts, attributs et relations

Liste des concepts

Liste des attributs Liste des relations

Hiérarchie de

concepts

Ontologie conceptuelle

+

Affinement de
l'ontologie

Diagramme de classes en UML

Fig.III.3 : phase d'ontologisation

II.5. Diagramme des cas d'utilisation

Notre application est orientée vers trois utilisateurs : l'administrateur, les enseignants et les étudiants.

Les différentes tâches que peut effectuer chaque type d'utilisateur, sont illustrées sur le diagramme des cas d'utilisation suivant

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Conception

Implémentation

Rechercher des documents

Consulter la documentation de
l'ontologie

Etudiant

Annoter un document

Modifier l'annotation d'un
document

Supprimer l'annotation d'un
document

Enseignant

Annoter un enseignant

Annoter un module

Modifier l'annotation
d'un module

Administrateur

Modifier l'annotation d'un
enseignant

Supprimer l'annotation d'un
module

Supprimer l'annotation
d'un enseignant

Fig.III.4: Diagramme des cas d'utilisation

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III. Conclusion

Dans ce chapitre on a présenté les différentes phases par lesquelles on a passé pour réaliser la conception de l'ontologie de ce projet, où on a suivi la méthode développée par [Bernaras et al, 1996], et on a présenté le résultat de la conception sous forme d'une liste de concepts, une liste de relations et une autre des attributs en plus d'une représentation hiérarchique et une autre sous forme d'un diagramme UML, et pour présenter les fonctionnalités de chacun des acteurs de notre application on a utilisé un diagramme de cas d'utilisation.

La prochaine étape consiste à rendre cette ontologie opérationnelle c'est-à-dire exploitable par un ordinateur, c'est ce qu'on va présenter dans le prochain chapitre, en plus du détail de réalisation de l'application de ce projet.

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