Memoire Online - Conception d'un système auteur pour la création et la manipulation d'une base de ressources pédagogiques

L'apprentissage par machine a ouvert la voix aux enseignants et aux apprenants en terme de facilité l'apprentissage et l'adapter selon le niveau et le rythme des apprenants pour cela les ontologies sont utilisées pour la recherche et l'indexation des différentes ressources pédagogiques , qui peuvent être produites, acquises, assemblées, modifiées et réutilisées, grâce à un ensemble de spécifications communes, afin de construire des unités d'apprentissage plus ou moins complexes comme un module, une leçon, une évaluation, un cours (notion d'agrégation).

Ce projet a pour objectifs de créer une base de ressources pédagogiques indexé

Dans le monde de la formation, les normes et standards produisent généralement un sentiment de rejet : la formation est conçue comme une adaptation à des besoins spécifiques, un ajustement aux demandes de l'apprenant. Il n'est donc pas question de se plier à un quelconque format standardisé.

En contrepoint, le monde de la documentation a depuis longtemps intégré la nécessité de normaliser les langages documentaires, si bien que l'utilisation des normes et standards est courante, voire perçue comme constitutive de l'identité professionnelle.

II.1.a. Définition

Une norme est un ensemble de règles fonctionnelles ou de prescriptions techniques relatives à des produits, à des activités ou à leurs résultats, établies par consensus de spécialistes et consignées dans un document produit par un organisme de normalisation. Les normes permettent de fournir une certaine garantie de fonctionnement, de sécurité, de performance, de qualité, d'interchangeabilité, d' ~~interopérabilité~~.

Le principe de normalisation peut être considéré comme un processus social qui a pour finalité le partage d'un certain nombre de ~~connaissances~~ par une ~~communauté~~ qui peut s'y référer comme un bien commun.

II .1.b. Définition officielle

"Document établi par un consensus et approuvé par un organisme reconnu, qui fournit, pour des usages communs et repérés, des règles, des lignes directrices ou des caractéristiques, pour des activités ou leurs résultats, garantissant un niveau d'ordre optimal dans un contexte donné."

La norme propose des solutions à des questions techniques et commerciales concernant les produits, les biens d'équipement et les services. Elle établit un compromis entre l'état de la technique et les contraintes économiques à un moment donné.

La problématique de la normalisation de la ~~formation en ligne~~ est apparue sous l'effet conjugué et complémentaire de deux nécessités : le besoin pour une meilleure efficacité économique (économies de temps, d'efforts et d'argent) des investissements en formation en ligne et celui d'une amélioration de l'efficacité pédagogique de ses produits.[http1]
L'enjeu central se résume à cinq défis de base :

Accessibilité : permettre la recherche, l'identification, l'accès et la livraison de contenus et composantes de formation en ligne de façon distribuée.

Interopérabilité : permettre l'utilisation de contenus et composantes développés par une organisation sur une plateforme donnée par d'autres organisations sur d'autres plateformes.

Ré-utilisabilité : permettre la réutilisation des contenus et composantes à différentes fins, dans différentes applications, dans différents produits, dans différents contextes et via différents modes d'accès.

Durabilité : permettre aux contenus et composantes d'affronter les changements technologiques sans la nécessité d'une réingénierie ou d'un re-développement.

Adaptabilité : permettre la modulation sur mesure des contenus et des composantes. [http1]

III.1. Définition

Un standard est un ensemble de recommandations issues des expériences de professionnels d'un secteur, de groupes d'intérêts, d'organismes nationaux ou internationaux de normalisation et préconisées par un groupe représentatif d'utilisateurs.
Le standard se défini ainsi à la lumière d'un ensemble d'usages constatés, récurrents et pour un périmètre fini. Voilà pourquoi l'apparition d'un standard engendre souvent la génération d'un ensemble de standards collatéraux visant à le compléter ou à l'adapter à des domaines adjacents ou périphériques.

"Les standards techniques sont construits à partir de spécifications élaborées par des groupes de travail (AICC, ADL, ~~IMS~~, Dublin Core ...). Ces spécifications sont étudiées et analysées et ont l'accréditation de standard après qu'un consensus soit obtenu lors d'une réunion annuelle de l' ~~IEEE~~." [http1]

La différence norme / standard semble se situer essentiellement au niveau des acteurs en jeu et des procédures de consensus attachées :

Une norme est édictée par un organisme de normalisation en collaboration avec des professionnels du domaine. La norme est définie clairement dans des documents disponibles publiquement.

Les normes peuvent être lourdes et difficiles à mettre en oeuvre car elles sont souvent le résultat de discussions et de compromis entre de nombreuses instances aux intérêts divergents.

La norme fait référence surtout à l' ~~ISO~~ et à ses instances nationales telles que l' ~~AFNOR~~ en France avec des processus de validation assez lourds.

Un standard ou format propriétaire est défini par un industriel ou un groupe d'industriels. Un standard permet de définir la nature des documents qui pourront être échangés entre les différents services ou produits de l'industriel. Il s'agit la plupart du temps de format de données non ouverts, c'est-à-dire dont la définition n'est pas publique, afin de garder une avance technologique par rapport à la concurrence. L'industriel fait évoluer régulièrement son format de données, ce qui occasionne parfois des incompatibilités ascendantes entre les produits. Un standard peut parfois devenir une norme. [http1]

Cette phase permet de recenser et d'identifier les exigences auxquelles les normes devraient répondre. C'est en quelque sorte l'étape de l'élaboration du cahier des charges; [http2]

La deuxième phase est celle de la définition ou de l'élaboration de spécifications,

les intervenants (développeurs, consortiums, groupes de travail...) élaborent des ensembles structurés et précis de spécifications techniques visant à répondre, de façon opérationnelle, aux exigences recensées dans la phase précédente.

C'est à ce stade que le besoin se fait sentir pour le « testing » et « l'évaluation » des produits et services élaborés selon les spécifications connues. [http2]

La troisième phase est la phase de testabilité. C'est à ce moment qu'apparaissent ou se consolident des groupes qui développent des projets pilotes, des prototypes etc., susceptibles de tester la validité des spécifications dans la réalité concrète. Plus les tests sont concluants et plus ils sont répétés et raffinés, plus les spécifications sont jugées «stables ». C'est à ce moment que des documents écrits sont préparés afin de préciser les spécifications et leur donner corps. On les intitule : « lignes directrices », « guide d'implantation », « modèle de référence », « schéma ». [http2]

C'est la phase de la standardisation. À ce stade, le raffinement et la consolidation des acquis de l'expérience se font sentir. Les succès des modèles sont comptabilisés et se confirment. Les échecs sont éliminés ou retournés à la planche à dessin. À ce stade, se développent ce que l'on appelle des « standards de fait », c'est-à dire des modèles dominants qui prennent le pas sur l'industrie et s'imposent d'eux-mêmes comme des exemples à suivre. [http2]

La dernière phase est celle de la normalisation. C'est la phase où les standards venus à maturité sont discutés, validés et sanctionnés officiellement dans le cadre d'un processus ouvert qui vise à assurer un haut de degré de précision et de consensus. Ils deviennent des normes. Cela ne peut être exercée que par un organe reconnu légalement à cette fin sur un plan national (norme nationale), régional (norme régionale) ou international (norme internationale de l'ISO). [http2]

LOM est un modèle (ou standard) international utilisé pour l'indexation des ressources pédagogiques. LOM est un ensemble de métadonnées permettant de décrire la nature, la syntaxe et la sémantique d'un objet pédagogique.

L'objectif de ce standard est de spécifier un schéma de base, qui puisse être utilisé pour servir de fondement au développement de pratiques, par exemple pour faciliter la mise en oeuvre automatique, évolutive, des objets pédagogiques par les outils informatiques. Il cherche aussi, par un schéma conceptuel commun, à faciliter l' ~~interopérabilité~~, donc l'échange des informations, des travaux, des supports d'enseignement, mais aussi à faciliter les moyens de diffuser et retrouver les ressources. [http3]

VI.1. Caractéristiques du modèle LOM

LOM résulte des efforts conjoints de plusieurs organisations et consortiums intéressés par la normalisation. Le modèle LOM a été adopté par la plupart des organismes de standardisation ( ~~IEEE LTSC~~, ~~IMS~~, ADL, ARIADNE) et le plus souvent adaptées dans le cadre des ~~profils d'application~~ ( ~~SCORM~~, CanCore, UK LOM Core, Normetic, etc..). C'est un des standards de fait les plus reconnus et utilisés.

Les LOM sont le schéma de métadonnées le plus détaillé qui existe. Elles comprennent plus de 80 éléments hiérarchisés, regroupés en neuf catégories. LOM intègre les 15 champs du ~~Dublin Core~~ qui est un modèle de métadonnées générique défini pour être appliqué à tout type de document numérique :

1. Général
Cette catégorie regroupe les caractéristiques générales indépendantes du contexte qui décrivent la ressource dans son ensemble : ~~identifiant~~ de l'objet (identificateur global unique), son titre, sa description, la liste des langues utilisées, une liste de mots clés, l'étendue de la ressources (géographie, culture), le type de structure (collection, linéaire, hiérarchique, etc.), son niveau de ~~granularité~~ (de 1 à 4, 1 désignant un cours entier).

Caractéristiques relatives au cycle de vie : historique de la ressource (version), état de la ressource (du point de vue de son achèvement ou de sa disponibilité) et d'autre part les personnes qui ont affecté cette ressource durant son évolution (instance unique).

Toutes les sous catégories sont fondamentaux pour pouvoir faire fonctionner un système d'information structurée avec métadonnées. La plupart de ces catégories sont bien connues des bibliothécaires, mais doivent être modifiées en conséquence.

Caractéristiques de la description elle-même (spécifiques à l'enregistrement des métadonnées) : la date de contribution, les différents contributeurs à l'établissement des métadonnées, etc. Il est à souligner que la non confusion entre création des métadonnées et création de ressources doit être soulignée comme primordiale. Cette catégorie est également fondamentale pour pouvoir faire fonctionner un système d'information structurée avec métadonnées. Les sous-ensembles que contient cette catégorie étaient pour la plupart inconnus des bibliothécaires qui y ont été confrontés lorsqu'ils ont construit des bibliothèques numériques.

4. Technique
Cette catégorie définit les exigences techniques en termes de navigateur, de système d'exploitation, ou des caractéristiques comme le type des données, le format, la taille de l'objet pédagogique (en octets), sa localisation physique (URL Uniform Ressource Locator ou ~~URI~~ Uniform Ressource Identifier), sa durée, etc.

5. Pédagogie
Cette catégorie se décline en treize sous-catégories pédagogiques. C'est souvent par ces sous-catégories que l'on améliore l'exploitation du contenu pédagogique. Il est par contre fondamental de bien comprendre que les deux items densité sémantique et description ne sont pas destinés à décrire la ressource pour la retrouver ultérieurement ou la classer.

· Type d'interactivité : le type d'interaction entre la ressource et l'utilisateur typique (Active, Expositive, Undefined).

· Types de ressources pédagogiques : le type pédagogique (exercice, simulation) peut être présent plusieurs fois.

· Rôle présumé de l'utilisateur final : public ciblé prioritairement destinataire de la ressource.

· Proposition d'utilisation : description relative à l'utilisation pédagogique de la ressource (contexte).

· Durée d'apprentissage moyen : durée approximative ou typique d'apprentissage

6. Droits
Caractéristiques exprimant les conditions d'utilisation : les droits (copyright) liés à la ressource, les conditions légales d'utilisation, éventuellement son coût.

Caractéristiques exprimant les liens avec d'autres ressources pédagogiques en précisant la nature de la relation (« ...est requis par... », « ...est une partie de... »).

8. Annotation
Annotations ou commentaires sur l'utilisation pédagogique de la ressource.

9. Classification
Caractéristiques de la ressource décrite par des entrées dans des systèmes de classification.

Ces descripteurs ne sont pas obligatoires mais certains peuvent être répétés.

VI.2. Limitations du modèle LOM

Les 9 catégories de LOM renferment implicitement des modèles pédagogiques sous-jacents, approuvés de facto. Dans l'état présent, ces normes ressortent davantage d'un catalogue de ressources que d'une aide à la mise en place de dispositifs efficients de transfert ou de construction de savoirs.

Les LOM s'appliquent indistinctement à des objets qui ont des natures et des fonctionnalités très différentes (ressources, activités et unité d'apprentissage) : cela empêche leur description en tant que tels

Les LOM offrent des champs de données à utiliser comme fourre tout (Ex : la catégorie "classification" permet à chaque institution de classer l'objet suivant son propre catalogue).

§ Rôle de descripteur n'est pas assez poussé pour prendre en compte des

Certains descripteurs (tels que la "densité sémantique") apparaissent trop subjectifs, donc difficiles à informer

§ Focalisation exclusive sur les contenus sans prise en considération de la démarche pédagogique à leur associer

§ Incompatibilité avec des représentations structurées de l'information
Les LOM ne permettent pas, dans leur forme actuelle, de représentations enrichies de connaissances (liens, ontologies...)

Par exemple, la valeur du champ "Niveau d'agrégation" induit celle du champ "structure" :
Valeurs possibles pour le "niveau d'agrégation" :

§ 1 (le plus petit niveau d'agrégation : atomes) par exemple : des données brutes ou des fragments

§ 2 (ensemble d'atomes) par exemple : un document HTML comprenant des images, une conférence, une leçon, ...

§ 3 (ensemble de ressources de niveau 2) : un site web avec un sommaire, un cours entier, ...

§ Hiérarchique (ensemble d'objets dont les relations peuvent être représentées par une structure en arbre)

§ Linéaire (ensemble d'objets complètement ordonnés linéairement (par des relations de précédence)

· D'agréger les ressources de "bas niveaux" ( ~~grains~~) en entité de "haut niveau" (Content Agregation Model)

SCORM permet aux systèmes d'apprentissage en ligne de trouver, importer, partager, réutiliser, et exporter les contenus d'apprentissage (cours), de manière normalisée. Elle vise le web comme principal moyen pour offrir l'instruction, s'appuyant sur l'hypothèse que le web constitue le meilleur support pour maximiser l'accès au contenu d'apprentissage et la réutilisation de ce contenu.

La "norme" SCORM d' ~~ADL~~ (Advanced Distributed Learning) s'impose aujourd'hui comme "le" standard en matière de conception de cours et de ~~plates-formes e-learning~~ (LMS). L'ensemble d'un ~~parcours pédagogique~~ conçu sur une plateforme peut ainsi être exporté depuis celle-ci sous la forme d'un fichier compressé, conçu conformément au standard SCORM, puis importé et reconnu sur une autre plateforme. [http7]

VII.1.Historique L'origine des standards SCORM provient du Département de la défense (DoD) et du White House Office of Science and Technology Policy (OSTP) qui en novembre 1997, ont lancé le projet ADL. Le but de ce projet était de fournir l'accès à un enseignement de grande qualité, qui en plus pourrait être personnalisé en fonction des besoins de chacun mais qui par-dessous tout serait rentable. ADL développa le modèle SCORM qui a pour objectif de favoriser la création de contenus d'apprentissage réutilisables et cela en y appliquant un ensemble de lignes directrices, de spécifications et de normes fondées sur le travail de plusieurs organisations différentes liées à l'apprentissage en ligne ( ~~AICC~~, ~~ARIADNE~~, ~~LTSC~~ de l' ~~IEEE~~ et ~~IMS~~). [http7]

VII.2. Le but de SCORM

Le SCORM aide à définir les bases techniques d'un environnement d'apprentissage en ligne. Le SCORM décrit un « modèle d'agrégation du contenu » et un « environnement d'exécution » pour les objets d'apprentissage afin d'appuyer un enseignement adaptatif fondé sur les objectifs, les préférences, le rendement et d'autres facteurs liés à l'apprenant (notamment les techniques d'instruction). Le SCORM décrit également un modèle de « séquencement et navigation » pour la présentation dynamique, et selon les besoins de l'apprenant, des objets d'apprentissage. [http7]

VII.3. Version de SCORM

SCORM 1.0

La version originale de SCORM, la version 1.0, était une validation de principe seulement. Elle a présenté la notion des objets contents en commun (SCOs) et du modèle d'api dans lesquels le fardeau de communication de gestion à travers l'Internet est manipulé par l'environnement d'exécution, pas par les objets contents.

SCORM 1.1

Le premier modèle de série de SCORM était la version 1.1. Il a employé un dossier du format XML de structure de cours basé sur les caractéristiques d'AICC pour décrire la structure contente, mais a manqué d'un empaquetage robuste manifeste et du soutien des métadonnées. La version 1.1 a été rapidement remplacée par SCORM 1.2.

SCORM 1.2

SCORM 1.2 était la première version avec un vrai essai de conformité sous forme de suite d'essai. Il emploie les spécifications d'empaquetage contentes d'IMS avec le plein contenu manifeste et l'appui pour des métadonnées décrivant le cours. Permet également l'étiquetage détaillé facultatif de métadonnées des objets et des capitaux contents décrits dans le manifeste. La version 1.2 est plus maintenue ou pas soutenue par ADL.

La version en cours de SCORM est la version 1.3, également connus sous le nom de SCORM 2004. Elle inclut la capacité de spécifier l'ordonnancement adaptif des activités cette utilisation les objets de contenu, nouvelles normes pour la communication d'api, et résout beaucoup d'ambiguïtés. SCORM 2004 inclut également la capacité de partager et employer des informations sur le statut de succès pour le multiple apprenant des objectifs ou des compétences à travers les objets contents et à travers des cours pour le même étudiant dans le même système de gestion de étude.

La version en cours/édition de SCORM est la version 1.3.3 (3ème édition de SCORM 2004).

· 1êr édition (le janvier 2004) - version a changé ainsi chaque livre pourrait être indépendamment maintenu

· 2ème Édition (le juillet 2004) - améliorations incluses concernant le modèle content d'agrégation et l'environnement d'exécution

· 3ème Édition (l'octobre 2006) - diverses conditions de conformité clarifiées et de l'interaction entre les objets contents et l'environnement d'exécution pour l'ordonnancement ; nouvelles conditions de conformité supplémentaires d'améliorer l'interopérabilité [http4]

VII.4. Caractéristiques de la norme SCORM

Un cours SCORM est composé d'objets "SCO" (Sharable Content Object). Un SCO est une unité (ou ~~grain pédagogique~~) de contenu qui possède un sens pédagogique, qui peut être réutilisée dans un autre cours, et qui sera reconnaissable par une plate-forme SCORM. Un SCO pourra être composé de pages HTML, d'animations, de dessins, de vidéos.... Plusieurs SCO pourront former un ~~Learning Object~~ ("LO", c'est à dire un objet pédagogique) et un ou plusieurs LO pourront former un cours.

VII.5. Pourquoi SCORM ?

Voici les principales exigences auxquelles le modèle SCORM devrait permettre, à terme, de satisfaire :

· Réutilisable : il peut être facilement modifié et utilisé par différents outils de développement.

· Accessible : il peut être recherché et rendu disponible aussi bien par des apprenants que par des développeurs.

· Adaptable : il peut être personnalisé selon un contexte (personnes, organisations) particulier.

~~· Interopérable~~ ou compatible : il peut fonctionner sur une grande palette de matériel, plates-formes, systèmes d'exploitation, navigateurs Web, etc...

· Durable : il ne requiert pas d'importantes modifications avec les nouvelles versions des logiciels.

· Abordable : le temps et les coûts nécessaires pour dispenser des formations peuvent être réduits et amener à une augmentation de l'efficience et de la productivité. [http5]

VII.6. Découpé en plusieurs parties

Le modèle d'agrégation du contenu SCORM constitue un moyen, neutre sur le plan pédagogique, qui permet aux responsables de la conception et de la mise en oeuvre de la formation de regrouper les ressources appropriées dans le but d'offrir un parcours individualisé de formation.

Une ressource d'apprentissage : consiste en toute représentation de l'information utilisée dans le cadre d'un parcours.

Les parcours de formation : sont constitués d'activités supportées par des ressources d'apprentissage électroniques et non électroniques.

Le Modèle de contenu SCORM décrit les composants du modèle de référence SCORM utilisés pour créer un parcours d'apprentissage à partir de ressources d'apprentissage réutilisables. Le modèle de contenu précise également comment ces ressources d'apprentissage de niveau inférieur, partageables et réutilisables, sont regroupées de afin de constituer des contenus d'apprentissage (Sharable Content Object (SCO)). [Sémé2006]

Sous sa forme la plus élémentaire, le contenu d'apprentissage se compose d'actifs (Assets), c'est-à-dire de représentations électroniques de médias, de textes, d'images, de séquences sonores, de pages web, d'objets d'évaluation ou d'autres éléments d'information qui peuvent être envoyés à un poste client.

Un objet de contenu partageable (Sharable Content Object, ou SCO) est un ensemble comprenant un ou plusieurs actifs (Assets), y compris un actif spécifique qui utilise l'environnement d'exécution du SCORM pour communiquer avec des logiciels de gestion pédagogique (LMS2). Le SCO peut être suivi par un LMS dans l'environnement d'exécution du SCORM. La figure 3 ci-dessous contient un exemple de SCO constitué de plusieurs actifs (Assets).

Pour pouvoir être réutilisé, le SCO lui-même doit être indépendant du contexte d'apprentissage. Les SCO sont conçus pour être des unités subjectivement petites, de façon à pouvoir être réutilisées dans un grand nombre d'objectifs d'apprentissage.

Un SCO peut être décrit au moyen de « métadonnées de SCO » pour faciliter la recherche et le repérage dans les dépôts de données en ligne, ce qui a pour conséquence d'accroître les possibilités de réutilisation.

La nécessité pour un SCO de participer à l'environnement d'exécution du SCORM offre les avantages suivants :

- Tout LMS supportant l'environnement d'exécution du SCORM peut lancer des SCO et en assurer le suivi, peu importe qui les a générés,

- Tout LMS supportant l'environnement d'exécution du SCORM peut assurer le suivi d'un SCO et en connaître les dates de début et de fin,

L'environnement d'exécution doit permettre de lancer les ressources d'apprentissage et consister en un mécanisme standardisé permettant aux ressources d'apprentissage de communiquer avec le LMS. Il s'appuie sur un langage commun (un vocabulaire prédéfini) constituant la base de la communication. Comme on peut le voir en examinant la figure suivante, ces trois aspects caractéristiques de l'environnement d'exécution concernent respectivement le lancement, l'interface de programmation d'applications (API) et le modèle de données. [Sémé2006]

Permet une présentation dynamique du contenue. Il décrit comment le système interprète les règles de séquencement exprimées par un développeur de contenu, ainsi que les événements de navigation lances par l'apprenant ou par le système.

· Combien de temps telle personne a-t-elle passé sur telle ou telle présentation (temps passé) ?

VII.7. Limites du SCORM

· Il n'est pas possible de placer des liens à l'intérieur d'un SCO vers un autre SCO.
Les liens internes entre les SCOs rendent l'extraction d'un SCO et sa ré-utilisation impossible sans incorporer les autres SCOs.

· De même, un SCO ne peut pas directement transmettre des données à un autre SCO.

· Créer du contenu SCORM est une tâche lourde et peut donc présenter un coût de production élevé.

Ecrire des métadonnées pour un SCORM implique dans certains cas, remplir plus de 80 descriptions et prend donc un temps considérable à faire. Cela en vaut la peine uniquement si le contenu est par la suite réutilisé ou échangé. [http6]

Le but de l'effort de normalisation que l'on observe aujourd'hui dans les milieux de la formation à distance, c'est d'en arriver à définir des objets d'apprentissage réutilisables (Reusable Learning Objects).Ces entités, codées sous format numérique ou non, peuvent être utilisées, réutilisées ou référenciées lors d'une formation supportée par les technologies.

En d'autres termes, il s'agit de rendre accessibles des cours à partir d'environnements technologiques différents (des plateformes d'apprentissage à distance, par exemple) de manière à faciliter la mutualisation des ressources pédagogiques.

Plusieurs plateformes ont été développées et plusieurs sont disponibles sur le web en libre accès. Ces plateformes sont des environnements qui permettent à un enseignant de créer et de gérer très facilement un cours, en lui laissant le libre choix de la méthode

Elles offrent aussi des outils de communication (forums, chat), des instruments d'évaluation (exercices, sondages, travaux), et la possibilité de déposer des ressources pédagogiques (fichiers PDF, séquences vidéo, etc.).

L'objectif d'un LMS est de simplifier l'administration de l'étude/des programmes de formation dans une organisation. Pour des employés, il les aide à mesurer et prévoir leur progrès d'étude, et à communiquer et collaborer avec leurs pairs.

Pour des administrateurs, il les aide pour viser, livrer, dépister, analyser, et rendre compte de leurs employés apprenant la « condition » dans l'organisation. La plupart de LMSs n'ont pas la capacité de créer le contenu d'instruction, et c'est pourquoi la plupart des fournisseurs de LMS ou fournissent les outils contents additionnels de création, ou collaborent avec les fournisseurs de contenu pour fournir les solutions complètes. Des outils contents autonomes de création comme ~~Dreamweaver de~~ Macromedia peuvent également être utilisés pour créer le contenu adapté aux besoins du client.

De la figure 4, il est clair que le plus petit morceau d'un seul bloc d'instruction dans le LMS soit le cours lui-même. Ainsi, s'il y a une quelle conque réutilisabilité, elle devrait être au niveau du cours (un cours --> beaucoup d'étudiants). [http8]

II.1. Fonctionnalités des LMS

· Gestion des apprenants (définition des différents types de profils avec les droits associés)

· Classes virtuelles - interaction entre le tuteur et les apprenants en mode synchrone ou asynchrone (audio/vidéo conférence, dialogue, tableau blanc, etc.)[http9]

Les "Content Management Systems" forment une famille de solutions intégrées et "multi plates-formes" de complexités diverses, qui permettent de gérer facilement le contenu dynamique et rédactionnel d'un site web. Ce sont des systèmes de publication en ligne, c'est-à-dire de sites webs constitués de deux espaces : un espace dit "public" ou "site public", qui est accessible aux internautes et propose l'accès aux contenus, et un "espace d'administration" ou "site privé" dont l'accès est réservé, qui contient le système de gestion et de publication des contenus.

Ils offrent la possibilité à des non-techniciens de mettre en place des sites ou des applications Internet, en s'affranchissant des contraintes techniques et de développement.
Cette gestion automatisée englobe les multiples facettes de l'édition de tout contenu web : tout d'abord, la création proprement dite, puis la validation des contenus créés, puis enfin leurs conditions de publication.

Les contenus disponibles sur Internet sont généralement distingués en deux catégories : soit il s'agit d'éléments dit "statiques", comme un fichier texte, une image, un fichier vidéo ou un cours au format Flash, par exemple, soit il s'agit d'éléments "dynamiques", c'est-à-dire puisés au sein d'une ou plusieurs bases de données, comme une liste de contacts, un catalogue de produits commerciaux ou une série de modules de formation.

Le coeur d'un CMS est schématiquement constitué de deux noyaux imbriqués : un système de classement des contenus et un système de suivi de création et de publication de ces contenus.

Le premier organise et classe les informations en les associant à des "métadonnées" prédéfinies, comme la date de rédaction, l'auteur, le titre, la thématique, etc. Il facilite l'accès aux données par des modes de recherche avancés. Le second offre un espace de "workflow" (chaîne de travail) qui formalise et organise les étapes du cycle de vie d'un document : création, validation, publication, archivage, mise à jour, suppression, etc.

De la figure 5, il est clair que la plus petite information d'un seul bloc soit le composant content. Ainsi, dans ce cas-ci la réutilisabilité serait au niveau composant content (un composant content --> beaucoup d'articles --> beaucoup de lecteurs).Ces composants contents une fois utilisés dans le domaine de étude s'appellent « étude objecte », ou l'étude réutilisable objecte (RLOs). [http8]

III.1. Les Fonctionnalités des CMS

· de séparer le fond (contenu) de la forme (modèle de présentation), le gabarit permet de créer un modèle de page utilisé pour travailler indépendamment le contenu ou la forme. La feuille de style ~~CSS~~ facilite la présentation du contenu (police, taille ...). L'interface utilisateur ~~WYSIWYG~~ simplifie la création de contenu ;

· d'éviter les saisies multiples, les ~~hyperliens~~ sont automatiquement mis à jour ;

· de mettre en ligne des ressources en fournissant une chaine de publication ~~workflow~~

· de gérer des droits : afin de répartir les rôles des différents acteurs ;

· d'organiser le contenu : ressources (document, audio, vidéo), outils de ~~groupware~~ (agenda partagé ...) ;

· d'adapter l'intégration de modules et composants aux besoins de l'organisation : la structure des CMS n'est pas figée dans le temps, il est possible d'ajouter ou de retirer les modules ou composants.

Pour résumer, les CMS forment une famille de solutions intégrées, ce sont des plates-formes de publication en ligne, elles permettent de gérer facilement le contenu dynamique et rédactionnel d'un site web en donnant des droits respectifs à chacun. La plupart des CMS sont développés en PHP et MYSQL mais il existe également des CMS développés sans base de données. [http10]

Il y a beaucoup de définitions de RLOs. Certains égalisent un RLO à un graphique simple ou à un dossier visuel. D'autres égalisent un RLO à un petit morceau d'instruction qui vise un but d'exécution spécifique. Par exemple, Netg ~~définit~~ leur RLO comme : la plus petite expérience d'instruction indépendante qui contient un objectif, une étude et une évaluation.

« L'objectif » est le but d'instruction, ou le but d'exécution, que le RLO vise à atteindre. « L'étude » est le corps du RLO c'est la stratégie d'instruction que le RLO emploie pour satisfaire l'objectif d'instruction. La pièce «d'évaluation » examine la maîtrise au-dessus des thèmes.

Puisque RLOs sont les plus petits morceaux d'un seul bloc de l'instruction, ils peuvent être mélangés et assortis pour créer de plus grands ensembles d'instruction personnalisés (cours, leçons, voies, etc.) plus ou moins la même manière que les composants contents sont mélangés et assortis pour créer les articles personnalisés. [http8]

LCMS est un système (la plupart du temps basé sur le WEB) qui est employé pour écrire, approuver, éditer, et contrôler apprendre le contenu (plus spécifiquement désigné sous le nom d'apprendre des objets). Un LCMS combine les dimensions administratives et de gestion d'un LMS traditionnel avec la création contente et des dimensions personnalisées d'assemblée d'un CMS.

Dans un LCMS (voir Fig6), vous auriez des bibliothèques de RLOs qui peuvent être employées indépendamment, ou comme partie de plus grands ensembles d'instruction (un RLO --> beaucoup de cours --> beaucoup d'étudiants).

Juste comme dans un CMS, il y aurait des processus de déroulement des opérations autour d'un LCMS :

· Les concepteurs d'instruction créeraient un nouveau RLOs visant des buts d'exécution spécifique, ou les nouveaux cours en se réunissant déjà ont créé RLOs

· Les rédacteurs (concepteurs d'instruction aînés apprenant des dirigeants) iraient vue le RLO/course soumis, et l'approuvent ou rejettent. Si approuvé, le RLO/course serait rendu disponible à tous pour employer, autrement il serait renvoyé pour la révision

· Les règles de personnalisation placeraient dedans, visant le nouveaux RLOs/cours à ceux qui ont correspondu (ou, ont souscrit) son profil

· RLOs et cours qui ont survécu à leur utilité seraient soutenus et archivés, ou juste supprimés du dépôt [http8]

V.1. Fonctionnalités des LCMS

· Regrouper un ensemble de fonctionnalités sur une même plate-forme afin de supporter les différents acteurs de la formation (apprenants, enseignants, tuteurs, cours, etc.)

Choisir une plate-forme adaptée aux besoins de l'ingénierie pédagogique est une étape importante pour l'optimisation du dispositif et l'atteinte des objectifs.

· Favorisez les systèmes basés sur des logiciels libres, car plus compatibles avec le reste du monde (ATutor, Moodle, Dokeos, etc.) [http9]

En conclusion, les LMS et les LCMS sont deux outils différents et complémentaires. La difficulté d'appréhender cette différence provient notamment du fait que bien souvent les LCMS intègrent toutes les fonctionnalités de base d'un LMS. Les LCMS offrent donc les services fusionnés du LMS et du CMS (ou pour une raison de simplification : LCMS = LMS+ CMS).

L'ingénierie de connaissances (IC) a longtemps été considérée comme le domaine de prédilection du développement d'expertise en conception de système à base de connaissances. Afin d'améliorer la conception des systèmes intelligents; historiquement, l'ingénierie ontologique (IO) a émergé de l'ingénierie des connaissances l'ingénierie ontologique permet de spécifier la conceptualisation d'un système, c'est à dire, de lui fournir une représentation formelle des connaissances qu'il doit acquérir, sous la forme de connaissances déclaratives exploitables par un agent.

Ainsi, l'exploitation par un mécanisme d'inférence, d'une représentation de type déclarative telle que l'ontologie, tout en suivant les règles d'inférence définie dans cette ontologie, est la source de l'intelligence de système.

L'ingénierie de connaissances a ainsi donné naissance à l'ingénierie ontologique, où l'ontologie est l'objet clé sur lequel il faut se pencher. La nécessité d'une ontologie et d'une ingénierie ontologique des systèmes à base de connaissances commence à être comprise et accepté. [Chet&Rou]

A l'origine, l'ontologie est une notion philosophique, dans laquelle les philosophes ont tenté de rendre compte de l'existence de façon formelle. L'intelligence artificielle et les chercheurs du Web sémantique ont adapté ce terme dans leur propre jargon et diverses définitions d'ontologie existent dans la littérature informatique.

[Mizoguchi, 2004] insiste sur la nature conceptuelle d'une ontologie, faite pour pouvoir partager des connaissances entre homme et systèmes, et entre systèmes. Il considère conceptualisation, partage et réutilisation comme les concepts-clés d'une ontologie, ce qui représente les attentes de la communauté d'intelligence artificielle sur les ontologies.

[Natalya et al, 2001] définit une ontologie comme une description formelle explicite des concepts dans un domaine du discours (classes appelées parfois concepts), des propriétés de chaque concept décrivant des caractéristiques et attributs du concept (attribut appelés parfois rôles ou propriétés) et des restrictions sur les attributs (facettes appelées parfois restrictions de rôles). Classe et concept définissent le même terme dans ce qui suit. Une méthodologie pour le développement d'une ontologie est aussi développée dans [Natalya et al, 2001].

En résumé, en informatique, une ontologie est comprise comme un système de concepts fondamentaux qui sont mis en relation les uns avec les autres et représentés sous une forme compréhensible par un ordinateur. [Mbao2007]

La communauté d'intelligence artificielle utilise les ontologies pour deux raisons principales : le partage et la réutilisation de connaissances, et l'amélioration de la communication.

La réutilisation des données sur un domaine précis est une des raisons majeures qui ont poussé la recherche sur les ontologies.

D'après [Ranwez, 2000] il existe trois types de communication dans un projet : communication homme-homme, homme-système ou entre les différents modules du système. Ces trois types de communication possèdent tous des caractéristiques particulières qui engendrent certains problèmes auxquels les ontologies peuvent apporter des solutions. [Mbao2007]

Les connaissances décrivant un domaine on utilisant la notion d'ontologie sont représentées par les cinq éléments suivants : Les concepts, les relations, les axiomes, les fonctions et les instances. [Chet&Rou]

Les concepts peuvent être une pensée, un principe, une notion profonde. Ils sont appelés aussi termes ou classes de l'ontologie, selon Gomez Pérez ces concepts peuvent être classifiés selon plusieurs dimensions :

Les relations d'une ontologie désignent les différentes interactions et corrélations entre les concepts de l'ontologie ces relations englobent les associations suivantes: Sous classe de (spécification ou généralisation), partis de (agrégation ou composition), associé a, instance de, est un ... etc.

Les axiomes sont utilisés pour décrire les assertions de l'ontologie qui seront considérés après comme vrais, cette détermination a pour but de définir les significations des composants d'ontologie, les contraintes sur les valeurs des attributs, et les arguments de relations.

Elles constituent des cas particuliers de relation, dans laquelle un élément de la relation, le nième est défini en fonction des n-1 éléments précédents.

C'est une définition extensionnelle de l'ontologie, par exemple les individus « Amina » et « Saloua » sont des instances du concept «personne». [Chet&Rou]

D'après Gruber, cinq critères permettent de mettre en évidence des aspects importants d'une ontologie :

La définition d'un concept doit faire passer le sens voulu du terme, de manière aussi objective que possible (indépendante du contexte). Une définition doit de plus être complète (c'est-à-dire définie par des conditions à la fois nécessaires et suffisantes) et documentée en ~~langage naturel~~.

Rien qui ne puisse être inféré de l'ontologie ne doit entrer en ~~contradiction~~ avec les définitions des concepts (y compris celles qui sont exprimées en langage naturel).

Les extensions qui pourront être ajoutées à l'ontologie doivent être anticipées. Il doit être possible d'ajouter de nouveaux concepts sans avoir à toucher aux ~~fondations~~ de l'ontologie.

Une déformation d'encodage a lieu lorsque la spécification influe la conceptualisation (un concept donné peut être plus simple à définir d'une certaine façon pour un langage d'ontologie donné, bien que cette définition ne corresponde pas exactement au sens initial). Ces déformations doivent être évitées autant que possible.

Le but d'une ontologie est de définir un vocabulaire pour décrire un domaine, si possible de manière complète ; ni plus, ni moins. Contrairement aux bases de connaissances par exemple, on n'attend pas d'une ontologie qu'elle soit en mesure de fournir systématiquement une réponse à une question arbitraire sur le domaine. Une ontologie est la théorie la plus faible couvrant un domaine ; elle ne définit que les termes nécessaires pour partager la connaissance liée à ce domaine. [http11]

Les ontologies peuvent être classifiées selon plusieurs dimensions. Parmi celles-ci, nous en examinerons quatre :

VI.1. Typologie selon l'objet de conceptualisation

Par rapport quatre catégories au à l'objet de la conceptualisation de l'ontologie, moins peuvent être identifiées :

Contrairement à l'ontologie de domaine, l'ontologie d'une application donnée ne peut pas être réutilisée pour d'autre application, elle sert à décrire des conceptualisations de domaine spécifique à l'application en question.

Ces ontologies peuvent être réutilisées pour plusieurs applications qui touchent un domaine, elle concerne la description et la définition des connaissances d'un domaine à la qu'elle l'application désirée appartienne.

Cette ontologie a l'objectif d'exprimer les connaissances acceptables par différents domaines, elle permet de catégoriser les choses du monde, par exemple, les relations, les actions, l'espace, le temps, etc. [Chet&Rou]

Elle décrit les concepts utilisés par les langages de représentation des ontologies. [Chet&Rou]

Par rapport au niveau de détail utilisé lors de la conceptualisation de l'ontologie en fonction de l'objectif opérationnel envisagé pour l'ontologie, deux catégories au moins peuvent être identifiées :

On parle sur ce niveau lorsque les ontologies sont très détaillées, ou possèdent un vocabulaire plus riche capable d'assurer une description détaillée des concepts pertinents d'un domaine ou d'une tâche. Ce niveau de granularité peut s'avérer utile lorsqu'il s'agit d'établir un consensus entre les agents qui l'utiliseront. [Chet&Rou]

Correspondant à un vocabulaire moins détaillé comme par exemple dans les scénarios d'utilisation spécifiques où les utilisateurs sont déjà préalablement d'accord à propos d'une conceptualisation sous -jacente. Les ontologies de haut niveau possèdent une granularité large, compte tenu que les concepts qu'elles traduisent sont normalement raffinés subséquemment dans d'autres ontologies de domaine ou d'application. [Chet&Rou]

VI.3. Typologie selon le niveau de complétude

Par rapport au niveau de complétude, trois catégories au moins peuvent être identifiées :

Tous les concepts (caractérisés par un terme/libellé) doivent respecter les quatre principes différentiels :

- différence par rapport aux concepts frères (sinon il n'aurait pas lieu de le définir).

Ces principes correspondent à l'engagement sémantique qui assure que chaque concept aura un sens univoque. Deux concepts sémantiques sont identiques si l'interprétation du terme à travers les quatre principes différentiels aboutit à un sens équivalent. [Chet&Rou]

Outre les caractéristiques énoncées au niveau précédent, les concepts référentiels (ou formels) se caractérisent par un terme dont la sémantique est définie par une extension d'objets. L'engagement ontologique spécifie les objets du domaine qui peuvent être associés aux concepts, conformément à sa signification formelle. Deux concepts formels sont identiques s'ils possèdent la même extension. [Chet&Rou]

Outre les caractéristiques énoncées au niveau précédent, les concepts du niveau opérationnel ou computationnel sont caractérisés par les opérations qu'il est possible de leur appliquer pour générer des inférences (engagement computationnel).deux concepts opérationnels sont identiques s'ils possèdent le même potentiel d'inférence. [Chet&Rou]

Par rapport au niveau du formalisme de représentation du langage utilisé pour représenter les ontologies, on distingue des ontologies:

· Formelles : dans un langage artificiel contenant une sémantique formelle. [Chet&Rou]

Plusieurs langages de spécification d'ontologies (ou langage d'ontologies) ont été développés pendant les dernières années.

VII.1. RDF

Resource Description Framework (RDF) est au centre de la plupart des travaux du Web Sémantique, et pour cause : il s'agit de la "glue" permettant de relier les ressources (pages, images...) entre elles. C'est un vocabulaire XML pour décrire des ressources, ou des relations entres ressources, en leur affectant des métadonnées. Les machines peuvent dès lors classer ces ressources et modéliser les liens entre elles (s'ils existent). RDF permet ainsi de définir les règles qui relient les informations entre elles.

Parce qu'ils définissent une information sous forme de triplet (sujet - prédicat - objet), les documents RDF doivent être interprétés pour être "compris" par la machine.

RDF n'est pas à proprement parler un langage XML. RDF est simplement une structure de donnée constituée de noeuds. Sa sérialisation XML n'est que l'une de ces représentations possibles. Nous utiliserons ici "RDF/XML" pour parler de la vision du RDF proposée par le W3C, et "RDF" pour parler simplement de la relation entre données par triplets.

Pour résumer : RDF est un modèle de données basé sur des triplets et indépendant de toute syntaxe particulière, RDF/XML est la syntaxe créée par le W3C pour utiliser RDF au sein du Web Sémantique.

VII.2. RDFS

RDF Schéma est un vocabulaire permettant de décrire des vocabulaires. C'est un des piliers du Web sémantique puisqu'il permet de bâtir des concepts, définis par rapport à d'autres concepts, ayant la particularité d'être partagés à travers le Web.

Par extension, un schéma RDF désigne un vocabulaire définit avec la norme RDF Schéma, on parle aussi de "vocabulaire RDF".

Par exemple, FOAF (http://websemantique.orf/FOAF) possède un schéma RDF. RDF Schéma permet de décrire des vocabulaires simples ; pour des vocabulaires plus expressifs, on se tournera vers OWL qui enrichit le modèle RDF Schéma.

RDF Schéma est doté du nombre minimum de constructeurs nécessaires à la définition d'un vocabulaire.

· Il définit la propriété particulière "est une sous-classe de" qui permet de définir qu'une classe est un sous-ensemble d'une autre classe.

· Il définit la classe des "ressource" qui est la classe mère de toutes choses : tout est une ressource dans le Web sémantique, sauf la notion de "littéral"

· Il définit la notion de "littéral" qui est une valeur comme une chaîne de caractère ou des chiffres : ces choses ne sont pas des concepts et ne peuvent être manipulés comme tels.

· Il définit la propriété "s'applique à la classe" (range) permettant ainsi de spécifier le champ d'application d'une propriété.

· Il définit la propriété "est l'objet de la propriété" (domain) permettant ainsi de spécifier quelles sont les classes auxquelles ont peut affecter telle ou telle propriété.

VII.3. OWL

De nombreux langages informatiques sont apparus pour construire et manipuler des ontologies. Dans le but de mettre au point un langage standardisé, leW3C a crée le groupe Web Ont qui a mis en place le langage OWL.

RDF, et permet de spécifier ce qui peut être compris : il fournit un langage pour définir des ontologies Web structurées. [Huy2003]

OWL définit donc une syntaxe RDF pour décrire et construire des vocabulaires pour créer des ontologies. Cependant, le langage OWL offre trois sous langages d'expression croissante conçus pour des communautés de développeurs et d'utilisateurs spécifiques qui sont :

· OWL Lite : Est le sous langage de OWL le plus simple, il est destiné à représenter des hiérarchies de concepts simples.

· OWL DL : Est plus complexe que le précédent, il est fondé sur la logique descriptive d'ou son nom (OWL Description Logics) .Il est adapté pour faire des raisonnements, et il garantit la complétude des raisonnements et leurs décidabilité.

· OWL Full : Est la version la plus complexe du OWL, destiné aux situations ou il est important d'avoir un haut niveau de capacité de description, quitte à ne pas pouvoir garantir la complétude et la décidabilité des calculs liés à l'ontologie. [Chet&Rou] [Mbao2007]

VIII. Structure d'une ontologie OWL

L'espace de nom, parfois appelé espace de nommage permet d'indiquer avec précision de quels vocabulaires les termes d'une ontologie proviennent. C'est la raison pour laquelle, comme tout autre document XML, une ontologie commence par une déclaration d'espace de noms contenue dans une balise rdf:RDF.

Exemple : Voici la déclaration d'espace de nom qui pourrait être employée pour écrire une ontologie sur l'humanité:

Les deux premières déclarations identifient l'espace de nommage propre à l'ontologie à élaborer. La première déclaration d'espace de nom indique à quelle ontologie se rapporter en cas d'utilisation de noms sans préfixe dans la suite de l'ontologie. La troisième déclaration identifie l'URI de base de l'ontologie courante.

La quatrième déclaration signifie simplement que, au cours de la rédaction de l'ontologie humanité, on va employer des concepts développés dans une ontologie vivant, qui décrit ce qu'est un être vivant.

Les quatre dernières déclarations introduisent le vocabulaire d'OWL et les objets définis dans l'espace de nommage de RDF, du schéma RDF et des types de données du Schéma XML.

A la suite de la déclaration d'espaces de nom, l'entête décrit le contenu de l'ontologie courante. La balise owl:Ontology permet d'indiquer les informations contenues dans l'ontologie.

Il existe divers éléments de base pour le langage OWL, cette partie ne va pas reprendre toutes les finesses d'OWL Lite, OWL DL et OWL Full, mais uniquement les plus importantes.

Les classes : Une classe ou concept est définie comme un groupe d'individus qui ont des caractéristiques similaires dans un domaine.

Propriétés : Dans un langage OWL, une propriété permet de définir des faits ou des relations entre des classes. Il existe en OWL deux types de propriétés : propriété d'objet (owl :ObjectProperty) qui définissent une propriété entre deux individus d'une classe ou de plusieurs classes et les propriétés de type données (DataTypeProperty) qui relient des instances à des valeurs de données.

Instance de classe : L'ensemble des individus d'une classe est désigné par le terme extension de classe, chacun de ces individus étant alors une instance de la classe. Les instances sont utilisées pour représenter les éléments spécifiques. [Mbao2007]

Ils ont proposé la première méthode d'ingénierie "générale", résultat de leurs travaux de construction d'ontologies dans le domaine de la gestion des entreprises. Initialement, cette méthode reposait sur quatre étapes :

- Construire l'ontologie : capturer les connaissances, coder, réutiliser et intégrer des ontologies existantes.

Distinguent trois possibilités pour identifier les concepts qui seront présents dans l'ontologie :

- On part des concepts les plus génériques que l'on déclinera en concepts de plus en plus spécifiques. Il s'agit d'une approche de haut en bas (ou TOP DOWN).

- On part au contraire, de concepts spécifiques que l'on organise avec des concepts plus génériques. C'est une approche de bas en haut (ou BOTTOM UP).

- Identifier les concepts les plus importants (pas forcément spécifiques ou génériques) et partir de ceux-ci pour trouver les concepts plus génériques et plus spécifiques dont on aura besoin. Cette approche part du milieu vers les extrémités (ou MIDDLE OUT).

Dans la pratique, il n'y a pas d'approche purement « TOP DOWN » ou « BOTTOM UP » surtout lorsqu'une ontologie déjà existante est réutilisée.

Elle est conditionnée au développement d'une application. Elle repose sur trois points :

- 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 métas catégories : concepts, relations, attributs, etc.

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

Commence par la réutilisation d'une vaste ontologie commune dans laquelle les concepts pertinents sont repérés afin d'extraire le squelette initial de la future ontologie. L'ontologie initiale se comporte comme une charnière entre les différentes ontologies développées.

La méthodologie de construction d'une ontologie à partir de texte proposée par Assenac-Gilles insiste sur l'étape de conceptualisation.

Propose de déterminer le sens d'un concept (noeud) dans l'arbre ontologique (taxonomie). Cette

Développée par l'équipe IC de LARIA d'Amiens repose sur la notion d'axe sémantique groupant les sous concepts d'un concept selon les caractéristiques impliquées dans la définition de leur différentiation.

Malgré le nombre important de méthodes et de démarches proposées, à l'heure actuelle on en compte une trentaine, aucune n'a pu s'imposer. Ces méthodologies peuvent porter sur l'ensemble du processus et guider l'ontologiste sur toutes les étapes de la construction d'ontologies. [Chet&Rou]

Les ontologies visent à capturer la connaissance de domaine d'une manière générique et fournissent une compréhension généralement convenue à travers un domaine. Elles peuvent être réutilisées et partagées entre les applications et les groupes.

Les ontologies fournissent un vocabulaire commun d'un secteur et définissent avec différents niveaux de formalité la signification des termes et les relations entre eux.

I. Introduction

Ce chapitre sera consacré à la présentation de l'ontologie qu'on a conçue dans le cadre de ce projet, qui va nous aidez à créer une base de ressource pédagogique selon des métadonnées. Elle offre une perspective d'ajout, de recherche et d'affichage du contenu. La base de ressources pédagogiques va nous permettre d'avoir un ensemble de ressources indexer qui vont facilités l'apprentissage selon les besoins de l'apprenant.

· 1- Concevoir une ontologie d'application qui décrit les ressources pédagogiques utilisés pour l'enseignement d'algorithmique.

· 2- Créer une base de ressources pédagogiques on se basant sur les métadonnées pour effectuer l'ajout et la recherche des ressources pédagogiques dans la base.

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 métas catégories : concepts, relations, attributs, etc.

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

· 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 d'algorithmique.

L'ontologie sera construite dans l'esprit de fournir un vocabulaire conceptuel, qui permet l'indexation sémantique (annotation) des ressources pédagogiques et par conséquence la gestion de ces déniées.

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 ajouté des nouveaux termes lorsque c'était nécessaire, tout de même on a retiré 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.

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.

· 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.

II.3. Présentation de l'ontologie

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
Structure	Cours algorithmique	Structure est-un notion d'un cours algorithmique.
Type	Structure	Type est-un Structure. Un type détermine la classe des valeurs possibles pour une donnée.
Genre	Structure	Genre est-un Structure. Le genre d'une structure peut être séquentiel ou arborescence.
Graphe	Structure	Graphe est-un Structure. Un graphe est un ensemble d'objets appelé sommet et de relation entre ses sommets.
Type simple	Type	Type simple est-un Type. Une donnée de type simple ne peut contenir à un instant donné qu'une seule valeur.
Type structuré	Type	Type structuré est-un Type. On définit un type structuré par le produit cartésien des types non structurés ou structurés. Une variable de type structuré peut contenir à un instant donné plusieurs valeurs.
Réel	Type simple	Réel est-un Type simple. Valeurs possibles pour une donnée de type réel : numérique avec partie entière et partie décimale.
Entier	Type simple	Entier est-un Type simple. Valeurs possibles pour une donnée de type entier : numérique sans partie décimale.
Booléen	Type simple	Booléen est-un Type simple. Valeurs possibles pour une donnée de type booléen : vrai/faux.
Caractère	Type simple	Caractère est-un Type simple. Valeurs possibles pour une donnée de type caractère : élément de la table ASCII
Chaîne			Type simple	Chaîne est-un Type simple. Valeurs possibles pour une donnée de type chaîne : suite de caractères quelconques encadrée par un caractère donnée.
Pointeur			Type simple	Pointeur est-un Type simple. Un pointeur est une variable contenant une adresse mémoire
Regroupant des données du même type			Type structuré	Type structuré regroupant des données de même type est-un Type structuré. Toutes ces données sont du même type.
Regroupant des données de différent type ou non			Type structuré	Type structuré regroupant des données de différent type ou non est-un Type structuré. Toutes ces données sont du même type ou de différant type.
Tableau			Regroupant des données de même type	Tableau est-un Type structuré regroupant des données de même type Se distingue d'Enregistrement. Un tableau est une collection ordonnée de variables ayant toutes le même type. On accède à chacune de ces variables individuellement à l'aide d'un indice ou iems indices.
Ensemble			Regroupant des données de même type	Ensemble est-un Type structuré regroupant des données de même type.
Fichier			Regroupant des données de même type	Fichier est-un Type structuré regroupant des données de même type. Un fichier est une collection d'informations stockée sur un support physique : disque ; bande ; CD-ROM ; etc.
Enregistrement			Regroupant des données de différant type ou non	Enregistrement est-un Type structuré regroupant des données de types différents ou non se distingue de Tableau. Un enregistrement est une variable structurée avec plusieurs 'champs'. Les champs sont des attributs ou caractéristiques de l'enregistrement.
Séquentiel			Genre	Séquentiel est- un Genre. Une structure genre séquentiel est organisée de manière séquentiel.
Arborescence			Genre	Arborescence est-un Genre. Une arborescence est un ensemble de noeud organisé d'une façon hiérarchique.
Liste			Séquentiel	Liste est-un Séquentiel. Une liste est une suite finie d'éléments selon leur rang dans la liste.
Pile			Séquentiel	Pile est-un Séquentiel. L'ajout et le retrait dans une pile se fait au sommet.
File			Séquentiel	File est-un Séquentiel. L'ajout à la fin et le retrait au début.
Arbre binaire			Arborescence	Arbre binaire est-une Arborescence. Un arbre binaire a le nombre de fils de chaque noeud limité à deux.
Arbre planaire			Arborescence	Arbre planaire est-une Arborescence. Le nombre de fils de chaque noeud n'est pas limité.
Représenter par matrice			Graphe	Représenter par matrice est-un Graphe. Le graphe est alors représenté par une matrice dite matrice d'adjacence.
Représenter par liste			Graphe	Représenter par liste est-un Graphe.

II.3.2. Liste des attributs

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

Concept	Hérite les attributs de concept	Attributs	Commentaires
Cours algorithmique		Nom	Le nom du répertoire
		Nombre	Le nombre de répertoire
		L'adresse	L'adresse ou est enregistré le répertoire
Structure	Cours algorithmique
Type	Cours algorithmique
Genre	Cours algorithmique
Graphe	Cours algorithmique
Type simple	Cours algorithmique
Type structuré	Cours algorithmique
Réel	Cours algorithmique
Entier	Cours algorithmique
Booléen	Cours algorithmique
Caractère	Cours algorithmique
Chaîne	Cours algorithmique
Pointeur	Cours algorithmique
Regroupant des données du même type	Cours algorithmique
Regroupant des données de différent type ou non	Cours algorithmique
Tableau	Cours algorithmique
Ensemble	Cours algorithmique
Fichier	Cours algorithmique
Enregistrement	Cours algorithmique
Séquentiel	Cours algorithmique
Arborescence	Cours algorithmique
Liste	Cours algorithmique
Pile	Cours algorithmique
File	Cours algorithmique
Arbre binaire	Cours algorithmique
Arbre planaire	Cours algorithmique
Représenter par matrice	Cours algorithmique
Représenter par liste	Cours algorithmique

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.

Relation	Prédécesseur	Successeur	Définition
A pour pré requis	Liste	Tableau	Liste a pour pré requis Tableau.
A pour pré requis	Liste	Pointeur	Liste a pour pré requis Pointeur.
A pour pré requis	Pile	Liste	Pile a pour pré requis Liste.
A pour pré requis	File	Liste	File a pour pré requis Liste.
A pour pré requis	Arbre binaire	Tableau	Arbre binaire a pour pré requis Tableau.
A pour pré requis	Arbre binaire	Pointeur	Arbre binaire a pour pré requis Pointeur.
A pour pré requis	Arbre planaire	Arbre binaire	Arbre planaire a pour pré requis Arbre binaire.
A pour pré requis	Type structuré	Type simple	Type structuré a pour pré requis Type simple.
A pour pré requis	Enregistrement	Type simple	Enregistrement a pour pré requis Type simple.
A pour pré requis	Représenter par matrice	Tableau	Représenter par matrice a pour pré requis Tableau.
A pour pré requis	Représenter par liste	Pointeur	Représenter par liste a pour pré requis Pointeur.

III. Création de la base de ressources pédagogiques

Une base de ressources pédagogiques est un ~~entrepôt de données~~ regroupant des fiches descriptives de ~~métadonnées~~ d' ~~objets d'apprentissage~~ : elle permet d'interroger ces ressources selon des critères spécifiques et d'y accéder. La base fournit ainsi aux enseignants et aux ~~apprenants~~ de l'information qui est structurée et organisée.
III.1. Les métadonnées

Le terme de métadonnées est utilisé pour définir l'ensemble des informations

Elles servent à décrire des objets d'apprentissage, des ressources pédagogiques,

Il fallait définir un ensemble de métadonnées pour décrire les concepts. LOM (Learning Object Meta data) permet de décrire tout ce qui caractérise un objet pédagogique. On a opté pour un sous ensemble de métadonnée, qui sont :

? Rôle pédagogique: Définition, Remarque, Exemple, Exercice, Représentation

Ces métadonnées seront ajoutées dans la base décrivant les ressources d'un concept puis stocker dans un emplacement précis sous format XML car il est flexible et puissant pour décrire les diverses composantes de la ressource pédagogique voici un exemple d'une ressource :

Afin de maintenir une certaine cohérence dans la description des ressources un vecteur de métadonnée est sélectionné pour mettre l'accent sur l'aspect pédagogique de la ressource. Ce vecteur est supporté par un ensemble de règles préliminaire entre les différentes valeurs associées aux métadonnées. Par exemple il y a une règle entre le type physique et l'emplacement physique. « Si l'emplacement physique se termine par « .doc » alors le type physique ne peut pas être un son, une vidéo, une animation. »

Notre système est doté d'une interface auteur, via laquelle l'enseignant concepteur pourra mettre à jour la base de ces ressources pédagogiques, relier à l'ontologie qui à été conçu et intégré au système.

L'auteur va accéder à une interface ou il va faire l'ajout d'une ressource pédagogique d'un concept, en remplissant un formulaire qui contient plusieurs champs ou chaque champ représente une métadonnée (exemple : comme le niveau de l'apprenant, le temps, l'auteur, l'emplacement physique, le style d'apprentissage...etc). La liste des concepts sera importer de l'ontologie, l'auteur va faire son choix et puis il va remplir les champs. Les ressources seront codé sous forme XML et ces seront stocker dans un même fichier.

Pour la recherche l'auteur va formuler sa requête, selon les valeurs de certaines métadonnées (choisie). Il y aura un accès à la base de ressources pédagogiques puis un filtrage des ressources qui va nous donner soit une réponse positif (d'une ou plusieurs ressources candidates) soit négatif.

Dans ce chapitre on a présenté les différentes phases dans la conception de l'ontologie de ce projet, où on a suivi la méthode développée par [Bernaras et al, 1996]. L'ontologie conçue à été détaillé ainsi que la création de la base de ressources pédagogiques indexées.

L'architecture du système à été présenté, certaine détailles d'implémentation seront insérer dans ce qui suit du mémoire.

I. Introduction

Dans ce chapitre nous allons présenter le travail d'implémentation qu'on a fait, qui consistait premièrement à l'édition de notre ontologie sous le langage OWL, suivi par son exploitation dans une application d'ajout et de recherche de documents pédagogiques qui a été développée en java.

II. Les outils et le langage utilisés

II.1. Protégé

Éditeur d'ontologie open source disponible à l'adresse ~~http://protege.standford.edu~~ , développé au département d'Informatique Médicale de l'Université de Standford.

L'éditeur d'ontologie « Protégé version 3.2.1 », a été utilisé pour éditer l'ontologie de ce projet dans l'objectif de générer automatiquement le code OWL correspondant.

Il est à noter que « Protégé » offre bien sure beaucoup de fonctionnalités, et on n'en a pas certainement tous utilisés.

II.2. Jena

Jena est disponible à l'adresse : http://jena.sourceforge.net/

Jena est un ensemble d'outils (une API) open source développé par HP Labs semantic Web programme, permettant de lire et de manipuler des ontologies décrites en RDFS ou en OWL et d'y appliquer certains mécanismes d'inférences. Pour notre projet on utilisé la version 2.5.7.

III. Implémentation

III.1. Edition de l'ontologie et génération du code OWL

La première étape de l'implémentation était bien l'édition de l'ontologie avec «Protégé».

III.1.1. Choix d'un langage de spécification

L'ontologie de ce projet a été codée exactement en « OWL DL », car le codage d'une ontologie sous format OWL présente l'avantage de rendre cette ontologie réutilisable, grâce à l'utilisation des propriétés d'équivalence, de disjonction entre les concepts et entre les relations.

III.1.2. Les étapes de l'édition

Dans ce qui suit nous allons présenter comment nous avons édité l'ontologie de ce projet.

1) lancement de « Protégé 3.2.1» sous Windows XP :

Fig11 : Lancement de Protégé

2) création d'un nouveau projet avec précision respectivement de type de projet, d'espace des noms, de langage avec lequel sera édité l'ontologie :

3) Après avoir spécifié les propriétés on passe à l'édition de l'ontologie.

4) Commencer à éditer les classes, les définitions de classes, les propriétés, les relations et les relations inverses :

Fig12 : Les concepts et sous concepts

Fig13 : Propriétés et relations

5) Après avoir terminé l'édition de l'ontologie, on sauvegarde le projet.

III.2. Exploitation de code OWL dans un programme JAVA

Après avoir générer le code OWL correspondant à notre ontologie il a fallu l'exploiter dans un programme JAVA, on s'est rendu compte qu'il existe une API appelée Jena qui sert de lien entre un code OWL et un programme JAVA.

1) Installation de JDK 1.6.0.

2) Pour la configuration des JDKs et des Librairies avec eclipse, il faut aller a Build Path et Add External Archives puis sélectionné le lib de jena et l'ajouter.

VI. La démarche suivie pour l'ajout des métadonnées

La démarche qu'on a suivi consistait à :

· Ajouter les métadonnées d'une ressource décrivant un concept de l'ontologie d'application.

· Stocker les métadonnées de la ressource dans un emplacement précis (dans notre cas le dossier nommé « Mes Concepts »).

· Gérer l'accès aux documents grâce à leurs ressources et aux métadonnées.

V. Exécution de l'application

V.1. Images d'exécution de l'application

Dans ce qui suit nous allons présenter quelques captures d'écran d'exécution de notre application.

V.1.1 L'ajout d'une ressource

L'ajout s'accompagne alors d'une étape de description de la ressource ( ~~indexation manuelle~~) permettant au concepteur de caractériser sa ressource selon des critères définis (saisie des champs des métadonnées à l'aide d'un formulaire).

Fig14 : L'ajout d'une ressource

V.1.2. Recherche de documents

Fig15 : La recherche de documents

Dans ce chapitre, nous avons présenté les détails d'implémentation de l'application de ce projet ; On a utilisé pour la réalisation de notre application :

L'application développée permet l'ajout, l'affichage et la recherche des ressources à partir de leurs descriptions (métadonnées) basées sur une ontologie.

Conclusion générale

Nous avons abordez dans notre projet une application qui permet la création d'une base de ressources pédagogiques pour l'apprentissage de l'algorithmique qui va nous permettre d'avoir un ensemble de ressources indexer qui vont facilités l'apprentissage selon les besoins de l'apprenant et ainsi fournir de l'information qui est structurée et organisée de façon à faciliter les découvertes et l'utilisation des documents elle permet d'interroger ces ressources et d'y accéder.

Pour cela nous avons abordé dans ce travail quelques concepts théoriques sur les normes et les standards, les plats formes et les ontologies qui nous on aidé a mieux cerné les besoin de l'apprentissage pour pouvoir choisir les métadonnées qui vont répondre aux nécessités de l'apprentissage .

Bibliographie

[http8] : ~~http://www_elearningpost_com-articles-archives-lcms_lms_cms_rlos-.htm~~

Conception d'un système auteur pour la création et la manipulation d'une base de ressources pédagogiques

Tables des Matières

Table des abréviations

I. Introduction générale