ILOT – Sémantique et éducation

De la taxonomie à l’ontologie de Bloom (2)

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Graphe représentant les six classes primaires de la taxonomie de Bloom

( Suite à la première partie )

 2. Conception et  développement de l’ontologie de Bloom

Dans cette section, nous décrivons notre démarche de la conception et du développement de l’ontologie de Bloom.

2.1. Identification d’une représentation de la taxonomie de Bloom

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Figure 1 Taxonomie de Bloom sur la banque des vocabulaires éducatifs European Schoolnet (VBE)

Dans le cadre du projet ASPECT (Adopting Standards and Specifications for Educational Content), la banque des vocabulaires éducatifs European Schoolnet (VBE) a été mise en place.[1] Parmi ces vocabulaires, il existe la taxonomie de Bloom (revisitée par L. Anderson)  contenant  83 verbes d’action en anglais classés en 6 grandes catégories. (Figure 1)

Nous nous sommes ainsi inspirés de cette représentation pour la création de l’ontologie de Bloom que nous avons enrichie par le français et les synonymes de chaque verbe.

2.2. Conception de l’ontologie de Bloom avec Protégé

L’ontologie de Bloom a été conçue à l’aide de l’éditeur Protégé. En premier étape, nous avons créé 6 classes primaires correspondant à la classification European Schoolnet : analyse, apply, create, evaluate, remember et understand. (Figure 2)

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Figure 2 Les six classes primaires dans l’ontologie de Bloom (Vue par OntoGraf dans Protégé)

Chaque classe contient les sous-classes représentant les verbes des opérations typiques. Ces derniers peuvent parfois contenir d’autres verbes etc. (Cf. Figure 3) La figure 3 présente un exemple de la classe « analyse » et ses sous-classes. Chaque classe est labellisée en français et en en anglais. Nous avons également créé un individu à l’intérieur de chaque classe ( Cf. Figure 3 également). Cette conception est prévue pour l’intégration des synonymes de chaque verbe de l’ontologie de Bloom. Nous aborderons plus en détail  la méthodologie d’une telle intégration dans la section 2.3.

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Figure 3 L’exemple de la classe « analyse » et ses sous-classes. Les losanges en violet représentent les individus à l’intérieur de chaque classe (e.g. pour la classe « analyse » et la classe « differentiate »)

2.3. Intégration des synonymes

Dans les sections suivantes, nous utilisons le terme « synonyme » pour désigner les mots ayant des champs sémantiques proches.

2.3.1. Motivation

Nous avons intégré des synonymes de tous les verbes d’action de Bloom. Cette intégration a pour objectif d’exploiter les labels en français de ces synonymes pour la détection automatique des verbes mentionnés dans des ressources pédagogiques. En particulier, cette détection a été utilisée pour assurer une représentation formalisée dans une ontologie des programmes scolaires. (Voir également l’article Transformation des informations extraites du programme scolaire en ontologie (1), particulièrement la Figure 3 ) En effet, en utilisant simplement les labels en français des verbes de Bloom, certains verbes de Capacité dans les programmes scolaires n’étaient pas détectés par notre algorithme initial. Par exemple, dans le programme Histoire au niveau 6ème (page. 9), la thématique « Les débuts du Christianisme » contient la capacité « Raconter un épisode de la christianisation de l’empire romain ». (Cf. Figure 4).

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Figure 4 Composant d’une capacité dans le programme Histoire au niveau 6ème

Le verbe « Raconter » ou en anglais Recount [2] , dans la figure 4, n’est pas répertorié dans la taxonomie de Bloom de l’European Schoolnet. Il est un synonyme du verbe « Réciter » ou la classe Recite [3] . Cette dernière est une sous classe de la classe Recall qui elle-même est une sous-classe de la classe primaire Remember.

Ainsi, le fait d’utiliser les synonymes des verbes de Bloom pour détecter toutes les capacités possibles dans les programmes scolaires permet d’extraire ultérieurement les verbes ayant le sens pédagogique de Bloom. Dans le scénario d’usage, l’enseignant aura des choix des verbes, proposés de façon semi-automatique par notre système, pour composer ses objectifs pédagogiques et/ou pour indexer les ressources en respectant les « vocabulaires » officiels du programme scolaire. En même temps, il exerce également la pratique de la pédagogie par objectifs de Bloom.

Dans la section suivante, nous étudierons la méthodologie pour l’intégration des synonymes dans l’ontologie de Bloom.

2.3.2. Méthodologie

Dans cette section, nous divisons notre étude en trois sous-sections : choix de l’application de SKOS,  sélection des synonymes dans WordNet et expression des relations entre les concepts.

          2.3.2.1. Choix de l’application de SKOS dans l’ontologie de Bloom

Dans notre article Organisation des différentes ontologies (1), nous avons abordé l’usage de la description « owl :equivalentClass » entre les verbes de Capacité dans le programme scolaire et les verbes d’action de l’ontologie de Bloom. Cette description a été choisie dans le but de répondre à un scénario d’usage, particulièrement la réutilisation des contenus de façon transdisciplinaire entre les enseignants à travers un système de recherche de ressources éducatives par objectifs pédagogiques.

En gardant ladite philosophie de conception, nous choisissons d’intégrer les verbes synonymes de Bloom par l’application de SKOS (Simple Knowledge Organization System) dans notre ontologie. En effet, les vocabulaires de SKOS sont conçus pour être intégrés dans d’autres environnements sémantiques utilisant d’autres vocabulaires RDF, comme le langage OWL. [4]  Nous avons ainsi installé le plugin SKOSEd dans Protégé afin d’éditer les synonymes dans l’ontologie de Bloom.

          2.3.2.2. Sélection des synonymes dans WordNet

Nous avons utilisé WordNet (une base de données lexicale développée par des linguistes du laboratoire des sciences cognitives de l’université de Princeton) comme une référence unique pour répertorier les synonymes des verbes de Bloom.  La figure 5 dans le carré orange montre une série de verbes synonymes du verbe d’action Bloom Recite que nous avons choisi, grâce à leur contexte répondant au sens pédagogique selon Bloom.

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Figure 5 Une série des synonymes du verbe Recite (dans le carré orange) dans WordNet.

           2.3.2.3. Expression des  relations entre les concepts

Pour la phase d’intégration des verbes synonymes, nous avons créé les individus ou SKOS Concept « _verbe » pour représenter les synonymes. (Figure 6) Ces individus sont stockés dans la classe skos:Concept considérée comme une classe OWL (skos :Concept rdf owl :Class) [5] . (Figure7)

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Figure 6 SKOS concept représentant les verbes synonymes de Bloom (vue par SKOS view dans Protégé)

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Figure 7 Les concepts des verbes synonymes dans la classe Concept

Nous avons utilisé l’expression « skos:prefLabel » pour décrire chaque verbe synonyme à la fois en français et en anglais. En ce qui concerne la relation entre les verbes synonymes et les verbes de Bloom, nous avons emprunté l’expression « skos:closeMatch« . Le principe est le suivant :

_verbe synonyme skos:closeMatch verbe Bloom. 

La figure 8 démontre visuellement la relation « skos:closeMatch »  des quatre verbes synonymes _recount, _recall, _tell et _narrate avec le verbe de Bloom recite. Pour pourvoir exprimer une telle relation, nous avons créé l’individu à l’intérieur de la classe d’un verbe de Bloom (Cf. la section 2.2. Figure 3)

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Figure 8 La relation des individus des verbes synonymes vers l’individu du verbe de Bloom.

Et enfin, le tableau ci-dessous est un exemple de la description du verbe synonyme_recount (ou raconter en français)  et sa relation avec le verbe de Bloom recite  en OWL et SKOS.

Vous pouvez consulter la documentation de l’ontologie de Bloom, générée par Parrot  ici.

***Pour visualiser l’ontologie de Bloom à l’aide d’une interface d’utilisateur, nous vous recommandons de lire l’article intitulé Exemple de visualisation Web d’une ontologie simple sur le Blog « ONSem-Objets Numériques et Sémantique » de notre équipe.

 


[1] Cette banque des vocabulaires est une application web avec des fonctionnalités de recherche et de navigation permettant aux utilisateurs de trouver, visualiser et télécharger des éléments terminologiques. Elle propose également des interfaces pour les machines.

[2] Source de traduction >  http://dictionnaire.reverso.net/anglais-francais/recount 

[3] Cf Les synonymes de Recite dans Wordnet [ http://bit.ly/1iUNQod ]

[4] Cf: Relations avec les ontologies OWLhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Simple_Knowledge_Organization_System  ]

[5] Ibid.

Auteur : Jirasri Deslis

Ingénieur R&D, TSI, Télécom ParisTech, Institut Mines-Télécom
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