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

Cette these illustre le role que l'Ingenierie Ontologique (IO) peut jouer dans les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH). Meme si ce role touche a la fois la conception et la diffusion de l'apprentissage, nous nous attardons sur son role dans la conception. Nous montrons alors comment il vise a combler un manque, celui de l'assistance aux concepteurs. Notre but est donc de faire la preuve de la contribution possible de l'IO dans l'ingenierie des EIAH, et pour illustrer cette preuve, nous prenons l'assistance aux concepteurs pedagogiques comme exemple de situation ou l'IO est utile. Nous abordons le probleme, en le posant de la facon suivante: Comment assister les concepteurs pedagogiques dans leur tâche parfois complexe de design pedagogique (DP), alors que les systemes auteurs ne leur offrent pas l'assistance necessaire pour concevoir des scenarios semantiquement corrects, c'est-a-dire des scenarios valides du point de vue des Theories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pedagogique (TPAED), ni le moyen de proceder a une telle validation semantique? Nous montrons que la cause principale de ce manque dans les systemes auteurs (incluant les systemes orientes pedagogie, orientes performance, hypermedias, adaptatifs et collaboratifs et Web, pour n'en nommer que quelques-uns) est leur faible representation explicite du DP et des TPAED dans leur modele pedagogique. Nous privilegions une approche d'IO basee sur le Web semantique afin de profiter des technologies bien etablies et standardisees qui en decoulent, a savoir les langages Web bases sur la syntaxe XML, les services Web et les annotations semantiques. Pour mettre en oeuvre notre these, nous proposons la conception d'un systeme d'aide permettant d'apporter au concepteur pedagogique l'assistance dont il a besoin lors de l'utilisation de tout systeme auteur. Nous nommons ce systeme CIAO, ce qui signifie qu'il s'agit d'un systeme d'aide a la Conception Intelligemment Assistee 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 assures grâce a des regles de validation syntaxique et semantique que nous avons creees et integrees a CIAO. Quelle que soit la situation dans laquelle l'IO est utilisee, il s'agit d'un processus complexe qu'il faut avant tout developper de facon methodologique. Cette these apporte aussi une solution sur cet aspect methodologique de l'IO, puisque nous proposons une Methode Integree d'IO appelee, MI2O. Cette methode est dite integree parce qu'elle tient compte des points forts des principales methodes d'IO et du standard du genie logiciel IEEE 1074-1995 (l'ontologie etant consideree comme un produit du genie logiciel). Notre contribution peut se resumer ainsi: (1) La methode MI2O, utilisee pour construire l'Ontologie des Theories et Paradigmes d'Apprentissage, d'Enseignement et de Design pedagogique ou OTPAED ; (2) L'OTPAED, une contribution originale pouvant etre exploitee par tous les systemes auteurs d'EIAH ; (3) Le systeme CIAO, un systeme reactif d'assistance en design pedagogique qui donne, entre autres, du conseil pour la conception des scenarios pedagogiques syntaxiquement/semantiquement valides selon une theorie determinee. Ainsi, il offre une validation flexible de scenarios selon les standards du DP (par ex. IMS Learning Design) et selon les TPAED. Le prototype que nous avons developpe tend a montrer le potentiel de l'IO en contexte de DP en illustrant (a travers plusieurs scenarios d'utilisation de CIAO) comment des ontologies peuvent etre exploitees pour assister le concepteur pedagogique; (4) Les regles de validation syntaxiques et semantiques de CIAO. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLES DE L’AUTEUR : Environnement interactif pour l'apprentissage humain, Ingenierie ontologique, Intelligence artificielle dans l'education, Methodologie, Ontologie, Representation des connaissances, Systeme auteur, Systeme tutoriel intelligent, Theories et paradigmes de l'apprentissage, de l'enseignement et du design pedagogique.