ENST Bretagne Département IASC Institut de la Francophonie pour l’Informatique Mémoire de fin d’études E-Learning et résolution de problème Etudiante : PHAM Thi Ngoc Diem Promotion Encadré : Serge GARLATTI Brest 08/2003 Remerciements Remerciements Je voudrais remercier ici Tous ceux qui, par leur présence, leurs conseils ou leur soutien au cours de ces deux années de DEPA Je remercie avant tout l’IFI (Institut de la Francophonie pour l'informatique), permanents, secrétaire et surtout les professeurs pour leur soutien pendant mes études l’IFI Je remercie tout particulièrement M Serge Garlatti, mon tuteur de stage, qui m’a accepté pour ce stage, pour ses conseils et son amitié Il est toujours présent, disponible et m’a beaucoup aidé durant tout le stage Enfin, comment pourrais-je ne pas remercier mes parents et surtout mon mari qui, depuis le début de mes études, a su me pousser, me soutenir, m’écouter ? E-learning et résolution de problème Table des matières Table des matières Résumé Abstract Introduction L’apprentissage par résolution de problèmes 11 1.1 Définitions de la PBL 11 1.2 PBL et la théorie constructiviste 12 1.3 Caractéristiques de la PBL 13 1.4 La PBL versus la méthode éducative traditionnelle 14 1.5 Avantages et inconvénients de la PBL 15 1.5.1 Avantages de la PBL 15 1.5.2 Inconvénients de la PBL .16 1.6 Programme d’étude de la PBL .17 1.6.1 Le processus de PBL 17 1.6.2 Les problèmes appropriés .18 1.6.3 Planification d’un problème 19 1.7 PBL en ligne versus PBL en face face 19 1.8 Conclusion .21 Modélisation du processus de la PBL 22 2.1 Les différents modèles de la PBL en ligne 22 2.2 Modélisation de la PBL 24 2.2.1 La modélisation des ressources 24 2.2.2 La modélisation d’un problème .28 2.2.3 Modélisation pour l’apprentissage par résolution de problème 29 2.2.3.1 Principes 29 2.2.3.2 Description du modèle 31 2.3 Modèle de tâches .33 2.3.1 Tâche 33 2.3.2 Le modèle de la PBL et le modèle de tâches 33 E-learning et résolution de problème Table des matières 2.4 Conclusion .34 Les documents virtuels personnalisables 35 3.1 Introduction .35 3.2 Document Virtuel Personnalisable .37 3.3 Principes de conception de SCARCE 38 3.4 Moteur de composition adaptatif 40 3.5 Conclusion .42 Le processus d’apprentissage par résolution de problème comme un DVP 43 4.1 Les réutilisations .43 4.2 Les modifications 45 Conclusion 49 Annexe A 50 Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) .50 A.1 Processus de la PBL (E0) .50 A.1.1 Présentation de problème (E1) 50 A.1.2 Définition de ce qui est connu (E2) .50 A.1.3 Définition des enjeux d’apprentissage (E3) 51 A.1.4 Enonciation du problème (E4) 51 A.1.5 Plan de travail (E5) 52 A.1.6 Recherche des ressources (E6) 52 A.1.7 Résolution du problème(E7) .53 A.1.8 Réflexion (E8) 53 A.2 Les actions de l’étape « présentation de problème» .54 A.3 Les actions de l’étape «définition des enjeux d’apprentissage» 54 A.4 Les actions de l’étape «plan de travail» .55 A.5 Les actions de l’étape «résolution de problème» 56 A.6 Les actions de l’étape «réflexion» 58 Annexe B 60 OntoBroker et la F-Logic 60 B.1 Introduction 60 B.2 Le langage 61 B.2.1 Les opérateurs 61 E-learning et résolution de problème Table des matières B.2.2 Utilisation du langage .61 B.2.3 La liste des prédicats prédéfinis dans le système 63 Références 64 E-learning et résolution de problème Résumé Résumé La méthode d’apprentissage par résolution de problèmes ou Problem-Based Learning – PBL – est utilisée depuis de nombreuses années Notre modèle de la PBL en ligne proposé contient les étapes, chaque étape peut se composer les actions En effet, il existe plusieurs modèles de PBL en ligne Celui que nous avons proposé repose sur un modèle traditionnel Il contient des étapes (ou actions) et un ordre d’exécution sur ces étapes L’apprenant doit suivre et passer chaque étape du modèle selon une expression de contrôle Avec ce modèle, il sait où il commencera et où il finira son apprentissage par résolution de problème Cela aide étudiant ainsi que l’enseignant surmonter des difficultés quand ils commencent la PBL première fois Ce modèle est conceptuellement proche d’un modèle de tâche Il est donc possible de réutiliser les travaux sur les modèles de tâches pour réaliser ce modèle de la PBL D’autre part, le processus d’apprentissage par résolution de problème peut également être passé comme un Document Virtuel Personnalisable (DVP) E-learning et résolution de problème Abstract Abstract Problem-Based Learning is used since many years Our on line PBL model contains the steps, each step can compose sub-steps (steps or actions) Indeed, there are several on line PBL models The model that we proposed bases on a traditional model It contains steps (or actions) and an order of execution on these steps Learner must follow and pass each step of the model according to an expression of control With this model, he knows where he will start and where he will finish his problem-based learning This helps student as well as the teacher to overcome difficulties when they begin the PBL at first time Therefore, it is possible to reuse works on task model to realize this PBL model Furthermore, the process of problem based learning can also be considered as a adadtive vitual document E-learning et résolution de problème Introduction Introduction Les sciences et technologies de l’information et de la communication ont une contribution particulière apporter aux dispositifs d'éducation et de formation et plus universellement l'apprentissage humain : outils et infrastructures favorisant la diffusion et la mutualisation de connaissances, conception et réalisation d'environnements informatiques dont la finalité explicite est de susciter et accompagner l'apprentissage humain C'est aux questions scientifiques et technologiques soulevées par la conception, l’évaluation et l’usage de ces environnements informatiques pour l’apprentissage humain (EIAH) [29] Des EIAH et le développement de l’E-Learning permettent de mettre en œuvre différentes approches dans l'étude des phénomènes d'éducation et de formation (pédagogie, didactique, épistémologie, psychologie, sciences du langage, ergonomie, sociologie, etc.) De nos jours, l’industrie et l’université sont confrontées des problèmes de plus en plus complexes qui nécessitent de se former continuellement et d’apprendre résoudre ce type de problèmes Les connaissances et les compétences développées par l’enseignement traditionnel sont insuffisantes pour faire face ce type de problèmes En effet, les problèmes abordés par ces enseignements sont des problèmes bien structurés dont les solutions sont prévisibles et bien souvent uniques Tandis que les problèmes rencontrés dans la vie professionnelle et la vie sont complexes et mal structurés possédant souvent plusieurs solutions La résolution de ces problèmes demande de chercher, d’organiser et de synthétiser les informations concernant le problème Cela demande également des interactions entre individus et des activités collaboratives - en équipe Ces compétences ne sont pas souvent enseignées par la méthode traditionnelle C’est pour cela que les enseignants utilisent des approches alternatives La méthode d’apprentissage par résolution de problèmes ou ProblemBased Learning – PBL – est utilisée depuis de nombreuses années Elle est de plus en plus populaire dans l’enseignement ces dernières années En plus du développement incessant des technologies de l’information et la communication, l’utilisation des cours en ligne est devenue populaire dans le domaine éducatif Plusieurs universités ont proposé des programmes d’éducation distance dont la plupart des cours sont en ligne De nombreux systèmes en ligne fondés sur la PBL sont également développés Internet offre un accès un vaste ensemble d'informations Aujourd'hui, de nombreux services sont disponibles sur Web : système d’information en ligne, e-learning, musée virtuel, etc L'objectif du Web de troisième génération est l'amélioration de la recherche d'informations: le partage et la réutilisation des connaissances et des documents par l'utilisation d'ontologies, de mécanismes d'inférence et l'association de méta-données sémantiques aux connaissances et documents L’adaptation/personnalisation est également un des enjeux principaux pour des services web Un Document Virtuel Personnalisable (DVP) est une bonne approche pour la personnalisation, l'automatisation et la réutilisation En effet, un document virtuel personnalisable compose dynamiquement des documents partir d'informations provenant de sources diverses Dans le cadre de travaux précédents (projet E-learning et résolution de problème Introduction Iccars1, Candle2 et une thèse [1]), la spécification déclarative et la composition sémantique d’un document virtuel personnalisable ont été étudiées et implantées Elles permettent de concevoir plus simplement des applications Internet/Intranet avec une approche de type «Semantic Web» La spécification et la composition sont fondées sur une architecture structurant différentes ontologies et des propriétés sémantiques qui en assurent la généricité Le sujet de ce stage obéit deux motivations principales La première, c’est la nécessité de prendre en compte dans les environnements informatiques pour l’apprentissage humain la pédagogique et la didactique Dans le cadre du projet européen Candle, l’organisation des cours est fondée sur la notion de structure narrative Cette dernière utilise la théorie des structures rhétoriques pour formaliser un niveau connaissance le savoir-faire d’un enseignant Une proposition est en cours de rédaction pour lier une structure narrative une approche pédagogique afin de guider les auteurs pour la réalisation de cours en ligne Mais il existe pour l’instant un « fossé » entre les outils informatiques développés et la prise en compte effective pédagogie et la didactique Il s’agit de combler ce « fossé » Pour cela, il est nécessaire de choisir une approche particulière pour des cours en ligne : la PBL et de l’appliquer dans un cadre précis avec le concours de spécialistes en didactique et en pédagogie Ce stage n’est qu’une première étape vers cet objectif Il sera suivi d’un projet de recherche avec des partenaires experts en éducation et en psychologie cognitive Dans le cadre de ce stage, il s’agit d’étudier les besoins pour une approche par résolution de problème dans l’environnement développé pour le projet européen CANDLE La deuxième, c’est la recherche de nouvelles technologies tels que le développement des hypermédia, de l'apprentissage collaboratif assisté par ordinateur, des documents virtuels, de l’enseignement distance et de l’apport des ontologies et du Web Sémantique pour celles-ci Contexte du stage Les travaux du stage sont réalisés au Laboratoire d'Intelligence Artificielle et de Sciences Cognitives (LIASC3), laboratoire de recherche de l'Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST4) de Bretagne, situé Brest, France L’ENST Bretagne est une grande école d’ingénieurs dont l’enseignement est dédié aux sciences et technologies de l’information et de la communication Elle est également un centre de recherche de haut niveau dans ce domaine Membre du Groupe des Ecoles des Télécommunications (GET), elle est présente dans tous les grands projets nationaux et européens liés aux technologies de l’information et de la communication Ce stage réutilise des résultats (la spécification déclarative et la composition sémantique d’un document virtuel personnalisable) dans le projet ICCARS et CANDLE Le projet ICCARS (Integrated and Cooperative Computer-Assisted Reporting System) correspond ce qui pourrait être appelé un poste de journalisme assisté par ordinateur Il s'agit d'un prototype de système auteur pour la composition dynamique de dossiers thématiques personnalisables Il ne s'agit en aucun cas de remplacer le journaliste, mais bien de l'aider rédiger des dossiers personnalisables sous forme de documents électroniques Ces dossiers sont personnalisés selon différents points, le contenu, l'organisation de l'information et sa présentation ICCARS: Integrated Cooperative Computer Assisted Reporting System, http://iccars.enst-bretagne.fr CANDLE: Collaborative And Network Distributed Learning Environment (http ://www.candle.eu.org) IASC, ENST de Bretagne, http://www-iasc.enst-bretagne.fr ENST de Bretagne, http://www.enst-bretagne.fr E-learning et résolution de problème Introduction Le projet CANDLE (Collaborative and Network Distributed Learning Environment) est un projet européen IST (Information Society Technologies) Ce projet a pour objet l'utilisation d'Internet pour améliorer la qualité et réduire les coûts d'enseignement en Europe Il s'agit d'utiliser le Web, la technologie multimédia et de permettre la coopération entre les universités et l'industrie dans la création, le partage et la réutilisation de matériaux pédagogiques Il s'agit donc de composer des cours en ligne dans un domaine particulier : les télécommunications et les réseaux Organisation du rapport La première partie va présenter la PBL : ses définitions, les relations entre la PBL et une approche constructiviste de l’apprentissage, ses caractéristiques, les différences principales de la PBL et de la méthode traditionnelle, ses avantages et ses inconvénients qu’on rencontre, les différences principales entre la PBL en ligne et la PBL en face face La deuxième partie abordera la modélisation du processus de la PBL en ligne La troisième partie va introduire un résume des caractéristiques de la spécification déclarative et la composition sémantique d’un document virtuel personnalisable qui ont été étudiées et implantées au LIASC [1] Pour finir, nous allons parler du processus d’apprentissage par résolution de problème comme un DVP E-learning et résolution de problème 10 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Tâche définition de ce qui est connu (E2) Agent Groupe d’étudiants - Entrées un problème sous la forme de page web ou de texte Sorties de l’étape E1 Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème - Connaissances et expériences précédentes relatives au problème sous la forme de page web ou de texte - Ces données seront les entrées de l’étape E4,E5 sous la forme de page XML Sorties But Regrouper les connaissances et expériences précédentes des étudiants Super-tâche Processus de la PBL(E0) Tâche précédente Présentation de problème (E1) Tâche suivante Définition des enjeux d’apprentissage (E3) ou énonciation du problème (E4) Outil «tableur», matrice de comparaison/contraste A.1.3 Définition des enjeux d’apprentissage (E3) Tâche définition des enjeux d’apprentissage (E3) Agent Groupe d’étudiants But Aider les étudiant rechercher des ressources Sous-tâche Lister ce qui n’est pas connu (AE31) et lister ce qui doit être appris (AE32) Super-tâche Processus de la PBL(E0) Tâche précédente Définition de ce qui est connu (E2) ou énonciation du problème (E4) Tâche suivante Enonciation du problème (E4) ou plan de travail (E5) structure de contrôle E3=( AE31 ∧ AE32) A.1.4 Enonciation du problème (E4) Tâche énonciation du problème (E4) Agent Groupe d’étudiants Entrées - E-learning résolution de problème un problème sous la forme de page web ou le fichier de texte Sorties de l’étape E2 Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème 51 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Sorties Enonciation du problème sous la forme de page web ou de texte But Décrire une formulation du problème de ce que le groupe doit résoudre, produire et répondre Super-tâche Processus de la PBL(E0) tâche précédente Définition de ce qui est connu (E2) ou définition des enjeux d’apprentissage (E3) tâche suivante Définition des enjeux d’apprentissage (E3) ou plan de travail (E5) A.1.5 Plan de travail (E5) Tâche Plan de travail (E5) Agent Groupe d’étudiants But Déterminer un plan du travail Sous-tâche Super-tâche Processus de la PBL(E0) tâche précédente Définition des enjeux d’apprentissage (E3) ou énonciation du problème (E4) tâche suivante Recherche des ressources (E6) structure de contrôle E5=[(A51 ∧ A52) ∨ A52 ] ∧ A53 ∧ A54 décomposer le problème en sous-problèmes(AE51), lister toutes les actions, solutions ou hypothèses possibles(AE52), déterminer des enjeux d’apprentissage globaux et partiels (AE53), distribuer le travail tous les membres du groupe(AE54) A.1.6 Recherche des ressources (E6) Tâche recherche des ressources (E6) Agent Individu Entrées - Sorties - But un problème sous la forme de page web ou de texte Sorties de l’étape E3 Ressource de documents Outils nécessaires: recherche d’information Documents, informations, nouvelles connaissances …sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape E7 sous la forme de page XML Rassembler des informations pour résoudre le problème E-learning résolution de problème 52 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Super-tâche Processus de la PBL(E0) tâche précédente Plan de travail (E5) tâche suivante Résolution du problème(E7) ou énonciation du problème (E4) A.1.7 Résolution du problème(E7) Tâche résolution du problème(E7) Agent Groupe d’étudiants But Résoudre le problème Sous-tâche Discuter des ressources acquises, des enjeux d’apprentissage, solutions possibles (AE71) Choisir une bonne solution et appliquer au problème(AE72) Continuer définir ce qui doit être appris(AE32) faire un rapport de processus de résolution de problème (AE73) Super-tâche Processus de la PBL(E0) tâche précédente Recherche des ressources (E6) tâche suivante Présentation de problème (E1) ou réflexion (E8) structure de contrôle E7=( AE71 ∧ AE72 ∧ AE32) A.1.8 Réflexion (E8) Tâche réflexion (E8) Agent Groupe d’étudiants But Réfléchir le processus d’apprentissage Sous-tâche donner des feedbacks(AE81) évaluer le processus d’apprentissage(AE82) faire un rapport de processus d’apprentissage (AE83) Super-tâche Processus de la PBL(E0) tâche précédente Résolution du problème(E7) structure de contrôle E8=[(A81 ∧ A82) ∨( A82 ∧ A81)] ∧ A83 E-learning résolution de problème 53 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) A.2 Les actions de l’étape « présentation de problème» Tâche Lire le problème (AE11) Agent Individu Entrées - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation But Vérifier la compréhensible de l’étudiant de problème Super-tâche Présentation de problème ( E1) Tâche suivante Organiser des idées et concepts relatifs au problème (AE12) Tâche organiser des idées et concepts relatifs au problème (AE12) Agent Groupe d’étudiants Entrées - sorties - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème Idées et des concepts relatifs au problème sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape E2 sous la forme de page XML But Activer les connaissances et expériences précédentes des étudiants Super-tâche Présentation de problème ( E1) Tâche précédente Lire le problème (AE11) A.3 Les actions de l’étape «définition des enjeux d’apprentissage» Tâche Lister ce qui n’est pas connu (AE31) Agent Groupe d’étudiants entrées - Sorties - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : «tableur», matrice de comparaison/contraste ce qui n’est pas connu sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape AE32 sous la forme de page XML But Déterminer ce qui doit être appris Super-tâche Définition des enjeux d’apprentissage (E3) Tâche suivante Lister ce qui doit être appris (AE32) E-learning résolution de problème 54 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Tâche lister ce qui doit être appris (AE32) Agent Groupe d’étudiants entrées - Sorties - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : «tableur» Sorties de l’étape AE31 ce qui doit être appris sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape E5,6,7,8 sous la forme de page XML But Aider les étudiant rechercher des ressources Super-tâche définition des enjeux d’apprentissage (E3) Tâche précédente Lister ce qui n’est pas connu (AE31) A.4 Les actions de l’étape «plan de travail» Tâche décomposer le problème en sous-problèmes(AE51) Agent Groupe d’étudiants entrées - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : plan de problème/solution Sorties de l’étape AE32 Sorties Sous-problèmes sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape AE54 sous la forme de page XML But déterminer plus facilement des documents essentiels, des solutions possibles Super-tâche plan de travail (E5) Tâche suivante lister toutes les actions, solutions ou hypothèses possibles(AE52) Tâche lister toutes les actions, solutions ou hypothèses possibles(AE52) Agent Groupe d’étudiants entrées - Sorties - un problème sous la forme de page web ou de texte Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : plan de problème/solution, «tableur» Sorties de l’étape AE32 - But Actions, solutions ou hypothèses possibles sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape E7 sous la forme de page XML Aider rechercher des informations E-learning résolution de problème 55 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Super-tâche plan de travail (E5) Tâche précédente décomposer le problème en sous-problèmes(AE51) Tâche suivante déterminer des enjeux d’apprentissage globaux et partiels (AE53) Tâche déterminer des enjeux d’apprentissage globaux et partiels (AE53) Agent Groupe d’étudiants entrées Sorties de l’étape AE32 Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : «tableur» Sorties Enjeux d’apprentissage globaux et partiels sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape AE54 sous la forme de page XML But Aider diviser le travail, les enjeux d’apprentissage globaux pour le groupe et les enjeux d’apprentissage partiels pour l’individu Super-tâche Plan de travail (E5) Tâche précédente lister toutes les actions, solutions ou hypothèses possibles(AE52) Tâche suivante distribuer le travail tous les membres du groupe(AE54) Tâche distribuer le travail tous les membres du groupe(AE54) Agent Groupe d’étudiants Entrées Sorties de l’étape AE5, les sorties de l’étape AE53 Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème : «tableur» Sorties plan de travail est distribué chaque membre du groupe sous la forme de page web ou de texte But distribuer le travail tous les membres du groupe Super-tâche Plan de travail (E5) Tâche précédente déterminer des enjeux d’apprentissage globaux et partiels (AE53) A.5 Les actions de l’étape «résolution de problème» Tâche Discuter des ressources acquises, des enjeux d’apprentissage, solutions possibles (AE71) Agent Groupe d’étudiants E-learning résolution de problème 56 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) Entrées Sorties de l’étape E3, les sorties de l’étape E6, les sorties de l’étape AE52 Outils nécessaires: présentation, aide la résolution de problème, communication : «chat»,forum, émail Sorties Solutions possibles sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape AE72, AE73, E8 sous la forme de page XML But Construire une communauté d’apprenant, environnement collaboratif Super-tâche Résolution de problème (E7) Tâche suivante Choisir une bonne solution et appliquer au problème(AE72) Tâche Choisir une bonne solution et appliquer au problème(AE72) Agent Groupe d’étudiants Entrées Sorties de l’étape AE71 Outils nécessaires: Présentation, communication Sorties - une meilleure solution, les nouvelles connaissances acquises sous la forme de page XML - les entrées de l’étape AE73, E8 sous la forme de page XML But Comparer les solutions possibles et choisir une meilleure pour appliquer au problème Super-tâche Résolution de problème (E7) Tâche précédente Discuter des ressources acquises, des enjeux d’apprentissage, solutions possibles (AE71) Tâche suivante Faire un rapport de processus de résolution de problème (AE73) Tâche faire un rapport de processus de résolution de problème (AE73) Agent Individu Entrées Sorties de l’étape E3, E6, AE71, AE72 Outils nécessaires: Présentation, communication Sorties un rapport sous la forme de page web ou de texte But Résumer le processus de résolution de problème et envoyer tuteur Super-tâche Résolution de problème (E7) Tâche précédente Choisir une bonne solution et appliquer au problème(AE72) E-learning résolution de problème 57 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) A.6 Les actions de l’étape «réflexion» Tâche donner des feedbacks(AE81) Agent Groupe d’étudiants Entrées - un problème sous la forme de page web ou le fichier de texte - Sorties de l’étape E3, E6, E7 Outils nécessaires: Présentation, communication Sorties - But Fournir l’étudiant et au tuteur ou au professeur des feedbacks et commentaire de tout processus d’apprentissage : problème, programme d’étude, … Super-tâche réflexion (E8) Feedbacks sont notés sous la forme de page web ou le fichier de texte Entrées de l’étape AE83 sous la forme de page XML Tâche précédente Non ou évaluer le processus d’apprentissage(AE82) Tâche suivante évaluer le processus d’apprentissage(AE82) ou faire un rapport de processus d’apprentissage (AE83) Tâche évaluer le processus d’apprentissage(AE82) Agent Individu et groupe d’étudiants Entrées - un problème sous la forme de page web ou le fichier de texte Sorties de l’étape E3, E6, E7 Outils nécessaires: Présentation, communication Sorties - Evaluations sous la forme de page web ou de texte Entrées de l’étape AE83 sous la forme de page XML But Faire les évaluations d’individu, de groupe, de problème, de programme d’étude et de tuteur Le domaine d’évaluation est les compétences de résolution de problème, l’auto-étude, la capacité de succès de la solution Super-tâche réflexion (E8) Tâche précédente Non ou donner des feedbacks(AE81) Tâche suivante donner des feedbacks(AE81)ou faire un rapport de processus d’apprentissage (AE83) Tâche faire un rapport de processus d’apprentissage (AE83) agent Individu entrées Sorties de l’étape E3, E6, E7, AE81, AE82 Outils nécessaires: Présentation, communication E-learning résolution de problème 58 Annexe A – Descriptions du processus de la PBL (étapes et actions) sorties un rapport avec des solutions, feedbacks, évaluations,… sous la forme de page web ou de texte But Résumer tout processus d’apprentissage par résolution de problème et envoyer tuteur Super-tâche réflexion (E8) Tâche précédente donner des feedbacks(AE81) ou évaluer le processus d’apprentissage(AE82) E-learning résolution de problème 59 Annexe B – Ontobroker et la F-Logic Annexe B OntoBroker et la F-Logic Les informations dans cette partie sont extraites de la thèse de IKSAL [1] B.1 Introduction En ce qui concerne le formalisme de définition de nos ontologies, nous avons tenu suivre les orientations du Web Sémantique, et par conséquent nous avons recherché des environnements de gestion d'ontologies référencés par le Web Sémantique ou au moins fondés sur des langages du W3C Notre choix s'est porté sur OntoBroker pour les raisons suivantes : - Il s'agit d'un environnement de gestion de connaissance Il possède un système de requête basé sur un moteur d'inférence Il permet le filtrage et la recherche d'information dans l'espace d'information - les fragments - comme dans l'ontologie - le modèle - Il prend en compte le langage DAML+OIL basé sur RDFS OntoBroker est une suite logicielle pour la gestion de connaissance au travers d'ontologies Elle possède un éditeur d'ontologies, un logiciel d'annotation de documents partir d'une ontologie ainsi qu'un logiciel permettant d'interroger le serveur Ontobroker gère différents langages tels que RDF/RDFS, DAML+OIL, SQL ou encore la F-Logic qui constitue le langage de requête et d'inférence du système La F-Logic est un langage déductif de base de données orientée objets qui combine la sémantique déductive et l'expressivité des langages de bases de données déductives avec la richesse de modélisation des modèles de données orientés objets En ce qui concerne l'interrogation du modèle et des instances, la F-Logic possède une syntaxe simple et qui est quasiment identique selon qu'on interroge le modèle ou les instances Par exemple : FORALL X; Y > Y La traduction de cette requête est : Je veux toutes les instances d'"Objet" ainsi que la valeur de leur attribut "APourValeur" FORALL X; Y < - X :: Objet AND X[APourV aleur =>> Y ] La traduction de celle-ci est : Je veux tous les sous-concepts d'"Objet" ainsi que le type de la valeur correspondant la relation "APourValeur" Il s'agit d'un langage unique pour : - Créer la base - Interroger la base - Définir des prédicats - Définir des règles d'inférence E-learning résolution de problème 60 Annexe B – Ontobroker et la F-Logic B.2 Le langage Nous allons présenter dans un premier temps les opérateurs du langage, puis dans un deuxième temps leur utilisation B.2.1 Les opérateurs AND OR NOT EXISTS FORALL : :: ->> =>> [] # @ ET logique OU logique Négation Opérateur existentiel Quantificateur universel Séparateur dans les règles et les requêtes entre la tête et le corps A B signifie: (NOT A) OR B A B signifie: (A->B) AND (B>joseph] donne Le fils de Jacob et de Rachel est Joseph B.2.2 Utilisation du langage B.2.2.1 Les concepts et les relations La description des concepts nécessite l'utilisation des opérateurs suivants : " : :", "=>>", "->>" et "[ ]" Création d'un sous-concept : "concept1 est sous-concept de concept2" se traduit : concept1 :: concept2 Description du concept : Il existe deux types de relations pour les concepts, celles qui permettent de décrire les instances des concepts et les attributs de concept "concept1 a pour relation relation1 qui prend ses valeurs dans les instances de concept2, et la relation relation2 qui a pour valeur un élément du type STRING" se traduit : E-learning résolution de problème 61 Annexe B – Ontobroker et la F-Logic concept1 [relation1 =>> concept2 ; relation2 =>> STRING] "concept1 a la valeur "iccars" pour l'attribut relation3" se traduit : concept1 [relation3 - >> "iccars"] B.2.2.2 Les instances La description des instances nécessite les opérateurs suivants : " :", "->>" et "[]" Création d'une instance : "instance1 est instance de concept1" se traduit : instance1 : concept1 Description de l'instance : "instance1 a pour valeur des relations relation1 et relation2, "Iccars Project" instance de concept2 et "blabla" de type STRING" se traduit : instance1 [relation1 - >> "IccarsProject"; relation2 - >> "blabla"] B.2.2.3 Les règles Les règles sont constituées de deux parties, la tête et le corps La tête contient la connaissance inférée par la règle ainsi que la déclaration des variables Le corps contient les informations pour obtenir cette connaissance Il est possible d'utiliser dans le corps des prédicats comme des conditions FORALL variablesresultat < - condition Exemple : FORALL X,Y X[son - >> Y ] X] B.2.2.4 Les requêtes La structure d'une règle est proche de celle d'une règle, sauf que la requête d'infère pas de nouvelle connaissance Ce qui signifie que la tête de la requête ne comporte que les variables permettant d'obtenir le résultat de la requête FORALL variables Y [father - > abraham]] B.2.2.5 Les prédicats E-learning résolution de problème 62 Annexe B – Ontobroker et la F-Logic Un prédicat correspond une fonction déclarée dans le langage La tête est composée des paramètres qui seront instanciés ou non lors de l'appel ainsi que le nom du prédicat Le corps correspond l'algorithme de la fonction FORALL param1, param2 NomDuPredicat(param1, param2 ) < - query Exemple : FORALLXEqu(X;X) < _X :: Root: (B.13) B.2.3 La liste des prédicats prédéfinis dans le système B.2.3.1 Les prédicats mathématiques Comparateurs : less, lessorequal, greater, greaterorequal Opérations simples : +,-,*,/ Trigonométrie : sin, cos, tan, asin, acos Autres : ceil, _oor, exp, rint, sqrt, round, max, min, pow Egalité et uni_cation : equal, unify B.2.3.2 Les prédicats de manipulation de chaînes isString : Vérifie si le paramètre est une chaîne de caractères concat : Concatène les deux premiers paramètres dans le troisième constant2string : Convertit le nom d'une fonction en chaîne string2number : Convertit une chaîne en nombre E-learning résolution de problème 63 Références Références 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 IKSAL, S., Spécification Déclarative et Composition Sémantique pour des Documents Virtuel Persanalisables, in IASC-ENST Bretagne 2002, ENST Bretagne: Brest p 223 Camp, G.P., Problem-based learning: A Paradigm Shift or a Passing Fad Medical Education Online(MEO)., 1996 CUTSD, Problem base learning 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un niveau général les tâches Un modèle de tâches doit permettre de définir le concept de tâche (offrir la représentation de ce concept), d’exprimer la décomposition d’une tâche en en sous-tâches (donner les outils de description des liens entre la tâche et l’ensemble de ses sous-tâches) et l’ordre d’exécution... changement des programmes d'études engendre des coûts supplémentaires Les programmes d'étude fondés sur la PBL exigent de nombreuses petites salles équipées pour l'enseignement et plus d’exemplaires de ressources à la bibliothèque 5 Les professeurs ne désirent pas changer leur méthode traditionnelle et leur rôle Le professeur est familier avec l’enseignement classique et la discussion Ils manquent des... niveau sémantique, la réutilisation, le partage et l'échange des ressources sont des enjeux des méta-données Les hypermédia flexibles et notamment les documents virtuels permettent de proposer des méthodes facilitant la conception, la création et la maintenance de services sur Internet En effet, ils se focalisent sur la génération dynamique de documents réels en réponse à une demande de l’utilisateur... peut être assimilé à un exemple du modèle de tâches Les tâches correspondent aux étapes, la tâche abstraire et la tâche concrète correspondent à l’étape à spécialiser et à l’action Le modèle de la PBL poss de également une structure de contrôle sur l’ordre d’exécution des étapes Cependant nous n’associons pas encore des entrées, des sorties et une stratégie de résolution de problème à chaque tâche E- learning. .. partage et échange des ressources par l'internet/intranet; iii) sélection des ressources appropriées - recherche et filtrage d’information - et leur organisation selon les besoins de l'utilisateur Le nouvel âge de l'Internet est l'Internet de la signification et fournit certaines de ces caractéristiques Le Web sémantique est une vision pour créer un contenu du web compréhensible et interprétable par les... travail et recherchent les ressources nécessaires Ils décident quelles questions globales seront étudiées par le groupe entier, et quelles questions partielles peuvent être attribuées aux individus 5 Après une période de temps destin e à la recherche d’information, le groupe se rassemble pour discuter des questions, des ressources, des hypothèses et des solutions et pour intégrer leurs nouvelles connaissances... et où ils peuvent l'apprendre Les étudiants cherchent les ressources appropriées telles que des journaux, d'autres ressources de bibliothèque, des manuels, des discussions, notamment par des recherches en ligne Ainsi dans l’environnement d’apprentissage de la PBL, les enseignants ne jouent plus le rôle central, ils sont des guides ou des tuteurs qui donnent des renseignements, des conseils pour aider... web Cela les aide à améliorer leur capacité d’apprentissage, de recherche d’information et d’utilisation des nouvelles techniques Cependant, les étudiants doivent être plus responsables de leurs études parce qu’il y a peu de contact entre eux et avec les tuteurs E- learning et résolution de problème 20 L’apprentissage par résolution de problèmes 1.8 Conclusion La PBL est devenue populaire dans plusieurs... concernant le problème Cela demande également des interactions entre individus et des activités collaboratives - en équipe Ces compétences ne sont pas souvent enseignées par la méthode traditionnelle C’est pour cela que les enseignants utilisent des approches alternatives La méthode d’apprentissage par résolution de problèmes ou ProblemBased Learning – PBL – est utilis e depuis de nombreuses années Elle... d’exécution des sous-tâches, de lancer l’exécution des sous-tâches (de l’ensemble des procédures qui traduisent l’aspect calculatoire de la tâche, se charger de l’aspect dynamique de l’exécution) [23] 2.3.1 Tâche Une tâche est associ e à un but que l’exécution de la tâche permet d’atteindre La tâche regroupe un ensemble de traitements Chacun de ces traitements décrit un moyen d’atteindre le but fixé de la