ILOT – Sémantique et éducation

Organisation des différentes ontologies (1)

Crédits : Post-it Marilyn par Peter Hellberg sous licence CC BY-SA 2.0

Crédits : Post-it Marilyn par Peter Hellberg sous licence CC BY-SA 2.0

1. Introduction

Dans les articles Transformation des informations extraites du programme scolaire en ontologie (1) et (2), nous avons démontré la conception de l’ontologie du programme scolaire de la matière ‘histoire’ au niveau de la sixième. Les informations de cette ontologie sont extraites du programme scolaire. La conception d’une telle ontologie n’est qu’un exemple parmi l’ensemble des programmes scolaires officiellement fourni pour le Ministère de l’Education Nationale.

Au delà des informations extraites des programmes scolaires, nous avons également recensé d’autres informations plus génériques relatives à la pédagogie qui peuvent être utilisées dans nos démarches de la conception du système d’indexation. Nous avons regroupé ces informations existantes dans des ontologies, nommées « Actions pédagogiques ». Nous nous sommes appuyés, par exemple, sur la taxonomie de Bloom, la typologie des stratégies d’apprentissage de Chacón etc.

Avec ces informations, nous avons conçu des ontologies destinées à être intégrées à notre système d’indexation.  Plusieurs questions  se sont posées:

  • Quelle organisation pouvons-nous envisager?

  • Comment exploiter l’articulation entre les différentes ontologies?

  • Quelles sont les solutions possibles qui devraient répondre à certains critères tels que l’évolution future des informations  en provenance des différences sources ou  l’extension par de nouveaux concepts dans les ontologies faites avec les enseignants?

2. Organisation des fichiers et principe de la séparation des sources

Nous avons ainsi adopté le principe de la séparation des sources pour l’organisation des différents types d’ontologie. En effet, ce principe permet à l’administrateur de la plateforme et/ou aux enseignants de conserver une autonomie de gestion ultérieure des entités d’information dans les différentes ontologies.

Figure 1 Organisation des différentes ontologies : ontologies spécifiques et partagées "Action pédagogique" (dans le carrée bleu) et les ontologies locales des programmes scolaires (dans les carées orange et vert)

Figure 1 Organisation des différentes ontologies : ontologies spécifiques et partagées « Action pédagogique » (dans le carrée bleu) et les ontologies locales des programmes scolaires (dans les carées orange et vert)

Dans notre système d’organisation, nous regroupons les ontologies en deux grandes catégories (Cf . Figure 1) selon la nature de base des informations :

  • Ontologies spécialisées  et partagées des « Actions pédagogiques » (Figure 1, dans le carré bleu). Ces sont les différentes ontologies liées à la pédagogie, e.g. taxonomie des objectifs pédagogiques de Bloom, la typologie des stratégies d’apprentissage de Chacón, la typologie des scénarios pédagogiques et le système scolaire français. Ce dernier est destiné à stocker les informations concernant l’ensemble du système scolaire (niveau, matière….). Nous aborderons cette ontologie en détail dans la deuxième partie de l’article. Les ontologies des « Actions pédagogiques » spécialisées seront importées dans chaque ontologie du programme scolaire. Nous verrons dans un prochain article comment d’autres intervenants, comme des enseignants, peuvent s’approprier nos propositions et les étendre avec des descriptions de leurs propres méthodes pédagogiques et leurs descriptions d’actions pédagogiques (Fig. 1, partie droite du carré bleu).

  • Ontologies locales : ce sont les ontologies extraites des programmes scolaires officiels. (Figure 1, dans les carrées orange et vert). Nous choisissons  de concevoir une ontologie locale du programme scolaire par matière et par niveau. Les ontologies locales sont  d’abord destinées  à stocker des informations et les relations internes extraites des programmes scolaires.  Ensuite, elles prévoient également  la possibilité d’importer les ontologies spécialisées « Actions pédagogiques ». Cette importation permet de créer les relations entre les informations du programme scolaire et les informations génériques de la démarche pédagogique proposée. Nous traiterons ces relations plus loin dans la section suivante.

3. Relation entre les ontologies locales du programme scolaire et les ontologies des actions pédagogiques

Dans cette section, nous démontrons concrètement l’articulation entre les ontologies spécialisées et les ontologies locales du programme scolaire. Nous étudierons les relations de ces deux types d’ontologies  à travers l’exemple de l’importation des ontologies de la taxonomie de Bloom et du système scolaire français dans l’ontologie du programme scolaire d’histoire au niveau 6ème. Au fur et à mesure de l’avancement de notre travail, nous aborderons ultérieurement  les relations avec les autres ontologies « Action pédagogique » dans les prochains articles.

3.1. Importation de la taxonomie de Bloom

Pour concevoir l’ontologie de la taxonomie de Bloom, nous avons utilisé la classification hiérarchique des verbes de Bloom selon European Schoolnet Vocabulary Bank for Education, développée dans le cadre du projet ASPECT (Adopting Standards and Specifications for Educational Content). Nous avons créé les différentes classes et sous-classes selon ledit model pour stocker les verbes de Bloom dans le ficher OWL. Chaque verbe a été labellisé en français et en anglais. (Cf. Figure 2).

Figure 2 La classe Bloom_Taxonomy importé dans l'ontologie du programme scolaire d'histoire au niveau 6ème (Vue dans l’éditeur Protégé)

Figure 2 La classe Bloom_Taxonomy importé dans l’ontologie du programme scolaire d’histoire au niveau 6ème (Vue dans l’éditeur Protégé)

Dans l’ontologie du programme scolaire d’histoire au niveau 6ème, l’ontologie de la taxonomie de Bloom a été importée en tant qu’une classe Bloom_Taxonomy (Cf. également Figure 2).  Les différentes classes de l’ontologie de Bloom importées ont été mises en relation avec les verbes des capacités attendues, extraits du programme scolaire par la description de la classe «owl : equivalentClass ».  [1]

Figure 3 La représentation visuelle de l’expression  « equivalentClass »  entre la classe « explain » de l’ontologie de Bloom importée (dans  le carré vert) et la classe « competency_explain » du programme scolaire (dans le carré orange)

Figure 3 La représentation visuelle de l’expression « equivalentClass » entre la classe « explain » de l’ontologie de Bloom importée (dans le carré vert) et la classe « competency_explain » du programme scolaire (dans le carré orange)

Par exemple, la classe Verbe « Explain » dans l’ontologie de Bloom (Cf. Figure 3, dans le carré vert) est équivalente à la classe « Competency_explain », extraite du programme scolaire (Cf. Figure 3, dans le carré orange). Le statement owl:equivalentClass est ainsi introduit dans la description de la classe «Competency_explain »  (Cf. Figure 4, ligne 4).

 Figure 4 :  Introduction du Statement « owl:equivalentClass »(ligne 4)  pour décrire la classe Competency_explain

Nous n’avons pas introduit directement un lien entre le programme et l’ontologie de Bloom afin de se donner la possibilité de donner ultérieurement des précisions, spécifiques du programme de 6ème,  concernant la classe competency_explain. Nous pouvons aussi imaginer que des précisions seront données à la classe explain, indépendemment du programme de 6ème.

Nous pouvons ainsi imaginer un scénario de l’exploitation de cette description. Par exemple, un enseignant A d’histoire au niveau 6ème a indexé ses ressources éducatives par la capacité du programme « Expliquer un débat à l’Ecclesia ». Un enseignant B d’une autre discipline (par exemple en langue vivante) cherche les ressources éducatives pour faire travailler les élèves sur la compétence de l’expression orale. Cet enseignant B choisit la taxonomie de BLOOM  avec le verbe « Expliquer » pour trouver les ressources éducatives. Le système propose ensuite, sans distinction de  matière et de niveau, l’ensemble des ressources éducatives correspondant à l’objectif pédagogique « Expliquer ». Une partie des ressources proposées seront issues du travail de l’indexation de l’enseignant A.

Le fait de créer un équivalent de classe entre les verbes génériques de BLOOM et ceux extraits du programme scolaire dans l’ontologie a ainsi un double avantage :

  • Du point de vue du développement, permettre au système de reconnaître cette liaison de façon automatique ;

  • Du point de vue de l’usage, donner une possibilité pour la réutilisation des ressources éducatives de façon transdisciplinaire.

La méthodologie précédemment étudiée -lien entre des portions du programme et des typologies d’activité pédagogiques décrites séparemment- sera également appliquée à  l’ontologie de la typologie des stratégies d’apprentissage de Chacón. Cette ontologie sera mise en relation avec la classe Démarche (ou Approach en anglais), stockant les informations du même type extraites du programme scolaire. Dans la même perspective, cette méthodologie pourrait également appliquée aux autres ontologies « Action pédagogique »  ultérieurement produites par les enseignants pour répondre à leurs propres approches pédagogiques.

Pour la deuxième partie de notre article, nous aborderons les relations des informations extraites du programme scolaire dans l’ontologie locale et celles de l’ontologie Système scolaire français importée.

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[1] Cf. également l’article Transformation des informations extraites du programme scolaire en ontologie

Bibliographie :

– C. Fankam, L. Bellatreche, H. Dehainsala, T.A. Ameur, G. Pierre, « SISRO: Conception de bases de données à partir d’ontologies de domaine », in. Technique et Science Informatiques, Vol 28/10, 2009, pp. 1233-1261  [Cf: http://tsi.revuesonline.com/article.jsp?articleId=14167]

– C. Desmoulins, Construction avec des enseignants d’une ontologie des compétences en géométrie Geoskills [En ligne: http://bit.ly/SDFFAp ]

(Source d’image : http://pioupioum.fr/developpement/compass-usage-quotidien-cheatsheet.html)

Auteur : Jirasri Deslis

Ingénieur R&D, TSI, Télécom ParisTech, Institut Mines-Télécom Voir tous les articles de Jirasri Deslis