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Modélisation par un système multi-agents d'un hypermédia éducatif adaptatif dynamique

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par Mounir Beggas
Centre Universitaire d'Eloued - Magister en Informatique 2005
  

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Introduction

Dès l'apparition des premiers systèmes informatiques d'enseignement, dans les années soixante, l'évolution de ces systèmes est très importante, jusqu'à l'apparition d'hypertexte et d'hypermédia ; les hypermédias éducatifs sont apparus dans une tentative d'exploiter ces technologies dans l'enseignement.

La croissance exponentielle de Web dans quelques années courtes a apporté la richesse de la connaissance humaine. Aujourd'hui le Web est un milieu pour exprimer des idées, histoires, faits, intérêts, etc. La simplicité du modèle d'hypertexte (donc hypermédia) derrière le Web est la raison principale de son succès. Ce qui encourage l'utilisation du Web et des hypermédias dans la transmission du savoir.

Les recherches dans les hypermédias adaptatifs produisent des systèmes, et des techniques visées à orienter l'utilisateur et réduire la surcharge cognitive, ces problèmes résultent de l'utilisation des hypermédias. Ces systèmes établissent un profil et un modèle de l'utilisateur, et utilisent ces connaissances pour simplifier la navigation en guidant l'utilisateur dans un hyperespace modélisé par un modèle du domaine, pour trouver la bonne information. Ces systèmes sont utiles dans tous domaines où les utilisateurs ont différents buts et connaissances dont l'hyperespace est considérablement large. L'un des premiers domaines d'application des hypermédias adaptatifs sont les hypermédias éducatifs.

Afin d'améliorer la qualité de l'adaptation et de prendre en compte instantanément de nouvelles données ainsi de permettre la réutilisation des documents didactiques; les chercheurs se sont orientés vers les hypermédias adaptatifs dynamiques dont les pages et les liens sont construits dynamiquement à partir des documents multimédias élémentaires réutilisables.

Les agents fournissent plusieurs avantages, l'autonomie, la flexibilité, la communicabilité, la résolution distribuée des problèmes, etc. Les agents utilisent des plans et des règles pour déduire ses actions dans des circonstances spécifiques, tout en stockant l'information et la connaissance dans les bases de connaissances. Cette technologie peut être utilisée pour modéliser les hypermédias adaptatifs ; les règles adaptatives et les plans donc sont utilisés pour personnaliser l'information aux utilisateurs. En outre, les agents ont été utilisés dans une variété de champs qui ont une similarité avec ces systèmes; agents personnels, agents de filtrage de courriers, systèmes tutoriels intelligents basés agents, hypermédias adaptatifs basés agents, etc. Aussi, cette technologie a vue un vaste succès dans le web, qui étend les outils utilisés pour mettre en oeuvre des systèmes multi-agents sur l'Internet.

L'objectif est de modéliser par un système multi agents, un système hypermédia éducatif, adaptatif au profile et à l'objectif de l'apprenant, dynamique générant la page hypermédia dynamiquement, en présentant plusieurs visions d'un même concept ; ce système est appelé HEDAYA (Hypermédia EDucatif Adaptatif dYnamique basé Agent). Cette modélisation combine entre plusieurs technologies :


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Les systèmes multi agents, qui modélisent notre système.


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Les systèmes hypermédias adaptatifs car le cours présenté s'adapte à l'apprenant [Brusilovsky 98]


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Les tuteurs intelligents, par ce qu'il y a une stratégie d'apprentissage obligeant l'apprenant d'apprendre des concepts avant d'autres selon les relations dans le modèle du domaine [Capuano et al 01].


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La réutilisation des items didactiques : la base de documents multimédias contient un ensemble de documents réutilisables [Delestre 00].


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Les activités pédagogiques permettant plusieurs vues d'un même concept selon le niveau de l'apprenant [Balla et al 03].


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Les documents virtuels car la page hypermédia à présenter à l'apprenant n'existe pas réellement, mais elle est générée dynamiquement suite à une demande de l'apprenant [Ranwez 00].

Notre contribution consiste à :


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l'utilisation des systèmes multi-agents pour modéliser les hypermédias adaptatifs dynamiques pour bénéficier les avantages fournis par ces systèmes surtout avec ses vastes utilisations sur l'Internent ; différents outils et techniques existes. Le langage de communication utilisé est KQML (Knowledge Query and Manipulation Language)


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l'introduction des documents méta-concepts, permettant une description générale d'un concept selon l'activité pédagogique suivie, ces documents sont présentés dans la page index du cours. Ces méta-concepts permettent à l'apprenant de gagner tu temps par la vue générale sur le concept sans consulter la page du concept.


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L'utilisation de technique d'annotation des liens avec les hypermédias adaptatifs dynamiques, permettant la distinction entre liens étudiés et non étudiés.


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L'introduction de deux modes d'apprentissages, donc de navigation ; mode libre et mode guidé.

On a développé une démonstration du système HEDAYA en utilisant JAVA comme langage de programmation (l'environnement JBuilder 7), XML pour modéliser le modèle du domaine et le modèle des activités pédagogiques, Interbase comme SGBD pour les bases de données des modèles des l'apprenants et la base de documents multimédias. Ce travail présente une approche forte de communication entre les agents qui interagissent en utilisant un sous ensemble des performatifs de KQML (Knowledge Query and Manipulation Language).

Le présent mémoire est organisé en trois chapitres :

Le premier chapitre présente les systèmes d'enseignement par ordinateur, les hypertextes, les hypermédias, les hypermédias adaptatifs et les hypermédias adaptatifs dynamiques, ainsi les différents techniques utilisés dans ces types des systèmes et les domaines de leurs applications. Enfin, on va présenter deux systèmes hypermédias adaptatifs dynamiques : METADYNE et TANGOW.

Le deuxième chapitre présente une étude des concepts agent et système multi-agents ; les différents techniques et outils de modélisation et d'implémentation de ce type de système.

Le dernier chapitre, décrit l'architecture détaillée de système HEDAYA, les différents modèles et agents définis ainsi les différents outils et moyens d'implémentation.

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