Evolution cohérente des ressources termino-ontologiques et des annotations sémantiques

Un des enjeux du web sémantique est de produire des caractérisations formelles de contenus documentaires, ou annotations sémantiques, de qualité. Or dans un environnement dynamique, les ressources termino-ontologiques et les annotations sémantiques qu'elles permettent de construire doivent être modifiées régulièrement et en cohérence pour s'adapter à l'évolution du domaine concerné et des collections documentaires annotées. Notre contribution est une méthode qui permet de gérer conjointement l'évolution d'une ressource termino-ontologique et d'annotations sémantiques produites à partir de cette ressource. La méthode définit les types de changements applicables (élémentaires ou complexes), ainsi que des stratégies d'évolution de la ressource et des annotations. Cette méthode est mise en œuvre par le logiciel EvOnto qui s'intègre à l'environnement d'annotation automatique de documents TextViz défini dans le cadre du projet ANR DYNAMO. L'originalité d'EvOnto est de s'adapter à plusieurs scénarios d'évolution suivant que ce soit l'ontologie, la collection documentaire ou les annotations qui soient modifiées. EvOnto assure un support à l'ontologue en le guidant interactivement pour formuler une demande de changement, évaluer son impact (effets supplémentaires) sur la ressource termino-ontologique et aussi sur les annotations sémantiques, et décider ensuite de leur mise en œuvre. Il fournit des informations à l'ontologue pour qu'il décide d'une évolution en connaissant ses conséquences, et qu'il l'adapte pour minimiser les effets négatifs, les impacts non souhaitables ou les coûts correspondants sur la ressource elle-même et son utilisation dans des annotations.One of the challenges of the Semantic Web is to get high quality formal representations that characterize document content, also called semantic annotations. In a dynamic environment, the termino-ontological resources and semantic annotations built thanks to the resources must be regularly and consistently modified to adapt to the evolution of the domain to which they relate and to the annotated document collections. Our contribution is a method to jointly manage the evolution of a termino-ontological resource and semantic annotations built with this resource. The method defines applicable change types (elementary or complex) as well as evolution strategies for both the resource and the document semantic annotations. This method is supported by the EvOnto system that takes place in the TextViz platform for ontology-based automatic document annotation developed in the DYNAMO project. The originality of EvOnto is to preserve the consistency between the termino-ontological resources and the semantic annotations.. EvOnto provides support to the ontologist for different scenarios, and guides him interactively when he requests for a change by assessing its impact (additional effects) on the quality of the termino-ontological resource and also on semantic annotations, and then when he decides on their implementation. EvOnto provides the ontologist with relevant information on the use of ontology so that he takes initiative of a change knowing its consequences, and so that he adapts changes to minimize their negative effects, their undesirable impacts and their related costs on the resource itself and its use in annotations

Rôle des ontologies en ingénierie des EIAH : cas d'un système d'assistance au design pédagogique

Cette thèse illustre le rôle que l'Ingénierie Ontologique (IO) peut jouer dans les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Même si ce rôle touche à la fois la conception et la diffusion de l'apprentissage, nous nous attardons sur son rôle dans la conception. Nous montrons alors comment il vise à combler un manque, celui de l'assistance aux concepteurs.\ud Notre but est donc de faire la preuve de la contribution possible de l'IO dans l'ingénierie des EIAH, et pour illustrer cette preuve, nous prenons l'assistance aux concepteurs pédagogiques comme exemple de situation où l'IO est utile. Nous abordons le problème, en le posant de la façon suivante: Comment assister les concepteurs pédagogiques dans leur tâche parfois complexe de design pédagogique (DP), alors que les systèmes auteurs ne leur offrent pas l'assistance nécessaire pour concevoir des scénarios sémantiquement corrects, c'est-à-dire des scénarios valides du point de vue des Théories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pédagogique (TPAED), ni le moyen de procéder à une telle validation sémantique? Nous montrons que la cause principale de ce manque dans les systèmes auteurs (incluant les systèmes orientés pédagogie, orientés performance, hypermédias, adaptatifs et collaboratifs et Web, pour n'en nommer que quelques-uns) est leur faible représentation explicite du DP et des TPAED dans leur modèle pédagogique. Nous privilégions une approche d'IO basée sur le Web sémantique afin de profiter des technologies bien établies et standardisées qui en découlent, à savoir les langages Web basés sur la syntaxe XML, les services Web et les annotations sémantiques. Pour mettre en oeuvre notre thèse, nous proposons la conception d'un système d'aide permettant d'apporter au concepteur pédagogique l'assistance dont il a besoin lors de l'utilisation de tout système auteur. Nous nommons ce système CIAO, ce qui signifie qu'il s'agit d'un système d'aide à la Conception Intelligemment Assistée par des Ontologies. CIAO exploite une ontologie formalisant les TPAED, dont nous assurons la construction selon une approche d'IO que nous proposons. Les services offerts au concepteur sont assurés grâce à des règles de validation syntaxique et sémantique que nous avons créées et intégrées à CIAO. Quelle que soit la situation dans laquelle l'IO est utilisée, il s'agit d'un processus complexe qu'il faut avant tout développer de façon méthodologique. Cette thèse apporte aussi une solution sur cet aspect méthodologique de l'IO, puisque nous proposons une Méthode Intégrée d'IO appelée, MI2O. Cette méthode est dite intégrée parce qu'elle tient compte des points forts des principales méthodes d'IO et du standard du génie logiciel IEEE 1074-1995 (l'ontologie étant considérée comme un produit du génie logiciel).\ud Notre contribution peut se résumer ainsi: (1) La méthode MI2O, utilisée pour construire l'Ontologie des Théories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pédagogique ou OTPAED ; (2) L'OTPAED, une contribution originale pouvant être exploitée par tous les systèmes auteurs d'EIAH ; (3) Le système CIAO, un système réactif d'assistance en design pédagogique qui donne, entre autres, du conseil pour la conception des scénarios pédagogiques syntaxiquement/sémantiquement valides selon une théorie déterminée. Ainsi, il offre une validation flexible de scénarios selon les standards du DP (par ex. IMS Learning Design) et selon les TPAED. Le prototype que nous avons développé tend à montrer le potentiel de l'IO en contexte de DP en illustrant (à travers plusieurs scénarios d'utilisation de CIAO) comment des ontologies peuvent être exploitées pour assister le concepteur pédagogique; (4) Les règles de validation syntaxiques et sémantiques de CIAO. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Environnement interactif pour l'apprentissage humain, Ingénierie ontologique, Intelligence artificielle dans l'éducation, Méthodologie, Ontologie, Représentation des connaissances, Système auteur, Système tutoriel intelligent, Théories et paradigmes de l'apprentissage, de l'enseignement et du design pédagogique

Un environnement sémantique à base d'agents pour la formation à distance (E-Learning)

Aujourd’hui, les établissements d’enseignement, tels que les universités, de plus en plus offrent des contenus d’E -Learning. Certains de ces cours sont utilisés avec l'enseignement traditionnel (face à face ou présentiel), tandis que d'autres sont utilisés entièrement en ligne. La création de contenu d'apprentissage est une tâche principale dans tous les environnements d'apprentissage en ligne. Les contraintes de réduire au minimum le temps nécessaire pour développer un contenu d'apprentissage, d'augmenter sa qualité scientifique et de l'adapter à de nombreuses situations (contenu adaptatif), ont été un principal objectif et donc plusieurs approches et méthodes ont été proposées. En outre, les caractéristiques intellectuelles et sociales, ainsi que les styles d'apprentissage des individus, peuvent être très différents. Ces différences conduisent les personnes à adapter le contenu d'apprentissage en tenant compte des profils des apprenants et de leurs objectifs et caractéristiques. Cette recherche ouvre des portes pour les systèmes d'apprentissage avancées, qui fournissent aux apprenants immédiatement, des contenus d’apprentissage adaptés selon plusieurs critères de chaque apprenant. Alors que, il ne peut pas être pratique si nous n'avons pas plus d'informations sur l'apprenant et le contenu d'apprentissage (objectifs d'apprentissage, les prérequis, préférences, niveaux ...etc). Par conséquent, nous développons un système collaboratif, où plusieurs auteurs travaillent en collaboration, pour créer et annoter le contenu éducatif en utilisant le système multi-agents. La contribution de notre système est l'hybridation des techniques d'adaptation avec celles de la collaboration et du Web sémantique (ontologie, annotation). Nous représentons les profils des apprenants et le contenu d'apprentissage en utilisant des ontologies et des annotations pour répondre à la diversité et aux besoins individuelles des apprenants. Nous utilisons le paradigme agent, dans notre système, pour bénéficier des points forts de ce paradigme tels que la modularité, autonomie, flexibilité... etc

Un modèle de représentation des connaissances à trois niveaux de sémantique pour les systèmes tutoriels intelligents

Ce mémoire s'inscrit dans le cadre du projet ASTUS qui vise le développement d'un système tutoriel intelligent ( STI ). Les connaissances sont un élément crucial pour ces systèmes, car elles constituent le langage commun entre les différents modules. Le mémoire propose un modèle original de représentation des connaissances pour les STI qui tire profit de trois approches prometteuses: la représentation psychologique et didactique, la représentation logique et ontologique des logiques de description, et la notion d'objet d'apprentissage utilisée dans le domaine de la formation en ligne. De cette combinaison, résulte un modèle novateur avec des caractéristiques avantageuses, qui établira un fondement solide pour le système en développement