Plateformes sémantiques d’apprentissage

Projet : Systèmes actifs d'apprentissage

Responsables: Ioan Roxin

Equipe : Jean-Claude Domenget, Françoise Greffier,Thibaud Hulin, Patricia Minacori, Ioan Roxin, Alain Verreman

Doctorants : Radu Balog-Crisan, Ioan Szilagyi

 

1.1. Contexte et objectifs de la recherche en cours

En matière de pédagogie, les technologies de l’information et de la communication (TIC) bouleversent la manière de concevoir l’accès aux savoirs et les méthodologies de l’apprentissage. Comme le montre le triangle d’Engeström, les TIC médiatisent la relation pédagogique et une part des règles de travail. De plus, l’utilisation de systèmes multimédia pour la construction du savoir présente plusieurs atouts : utilisation de plusieurs « canaux » de communication, interactivité, personnalisation de la formation, accès instantané à la connaissance, reproductibilité de l’acte pédagogique.

Si, au tout début, les réalisateurs de produits pédagogiques multimédia se sont contentés d’exploiter la dimension individuelle de l’apprentissage (béhaviorisme, constructivisme, cognitivisme – tutoriels intelligents), avec le temps, et pour mettre en valeur le rôle des interactions dans les processus de construction du savoir, ils se sont orientés vers les apports du socio-constructivisme (Vygotski) et de ses implications dans le travail collaboratif. Cependant, leur production demeure artisanale : ressources propriétaires créées sous des formats différents, utilisation unique, absence de spécifications, ressources liées à la mise en page, propriété intellectuelle non prise en compte. D’où l’impression que le savoir pédagogique investi dans une technique est très vite caduc et que le temps consacré à l'adaptation aux techniques nouvelles est excessif. Il est apparu nécessaire de parvenir à élaborer des outils pédagogiques accessibles à tous au moyen de métadonnées de description des contenus et des méthodes.

Reposant sur la structure et les technologies du Web, les systèmes d’apprentissages en ligne, LCMS (Learning Content Management System), sont affectés par l'évolution actuelle de ces technologies. Ainsi, l'élément principal des systèmes d'apprentissage, l’objet pédagogique, est le premier à s'adapter au développement de ces technologies du Web 3.0 (ou Web sémantique). Pour une meilleure description et indexation des objets pédagogiques, on utilise un ensemble de caractéristiques sous forme de métadonnées bien définies. Si dans le contexte fourni par le Web 2.0, l’objet pédagogique est décrit en utilisant des métadonnées au format XML, dans le Web 3.0 les métadonnées décrivant l’objet pédagogique reposent sur les technologies du Web 3.0, notamment sur le langage RDF (Resource Description Framework).

Compte tenu de cela, il est nécessaire de développer des systèmes d'apprentissage intégrant les outils du Web sémantique, à savoir:  les langages RDF et OWL (Web Ontology Language), ou encore le protocole SPARQL (protocole simple et RDF Query Language). La résultante est un système d'apprentissage sémantique, appelé aussi plate-forme SLCMS (Semantic Learning Content Management System).

La plate-forme SLCMS contient différents modules en fonction des tâches et des objectifs qu’elle aura à relever. Les modules peuvent gérer deux types de ressources (v. Fig. 4) :

  • Les ressources internes représentent des ressources pédagogiques sémantiques, formant une base d’objets pédagogiques décrits au format RDF ;
  • Les ressources externes permettent à la plate-forme d'interroger et d'intégrer les informations de l'extérieur. Il s'agit notamment de wikis sémantiques, blogs sémantiques, forums sémantiques. 

Architecture d'une plateforme SLCMS

Tous ces modules vont interagir entre eux à travers un noyau sémantique (Semantic Kernel). Le noyau sémantique est capable d’interpréter les métadonnées et de créer des requêtes intelligentes. La plate-forme sera également un système actif d'apprentissage. Dans ce cas, le système actif désigne un ensemble de caractéristiques et fonctionnalités que la plate-forme doit supporter. Il s'agit de:

 

  • La gestion des objets pédagogiques et génération des parcours personnalisés pour les apprenants ;
  • L'adaptabilité, en termes de style d'apprentissage (visuel ou graphique, textuel, auditif) ;
  • La recherche des résultats pertinents parmi les ressources externes ;
  • L'interactivité élevée (manipulation directe).  

1.2. Perspectives

Pour créer une telle plate-forme, il est impératif d’utiliser des technologies sémantiques, et ce dans chaque module de la plate-forme. Une fois ces modules créés, nous devons construire une base de données d’objets pédagogiques au format RDF, afin qu'ils puissent être appelés et interrogés en utilisant les technologies sémantiques (SPARQL). Par la suite, nous construisons le noyau de manière à ce qu'il puisse être en mesure de créer des requêtes intelligentes sur la base de données comprenant les objets pédagogiques, mais aussi sur les modules externes de la plate-forme.

Les modules internes de la plate-forme ainsi que l'interface utilisateur seront développés sans limiter les fonctionnalités du système actif d’apprentissage. Au niveau de l'interface et afin d'assurer une interactivité riche avec les utilisateurs, nous implémentons les technologies RIA (Rich Internet Application). L'application, à travers son interface, doit fournir à l'utilisateur des interactions suffisamment riches avec le système, afin de faciliter l'assimilation des informations et des connaissances. Dans toutes ces implémentations, au niveau du noyau ou au niveau de l’interface, nous devons tenir compte des principes et de l'expérience  pédagogique appliqués dans l'enseignement classique.