Une synthèse des travaux récents sur le référencement sémantique et l'assistance dirigé par les compétences

1. Notion opérationnelle de compétence -Notion opérationnelle de compétence -
référencement sémantique et assisance auxréférencement sémantique et assisance aux
usagersusagers
Dr. Gilbert PaquetteDr. Gilbert Paquette
www.licef.ca/cice; www.licef.ca/gp
Directeur de la chaire de recherche enDirecteur de la chaire de recherche en
Ingénierie cognitive et éducationnelle (CICÉ)Ingénierie cognitive et éducationnelle (CICÉ)
Centre de recherche LICEFCentre de recherche LICEF
Télé-universitéTélé-université
Séminaire LIRIS– Lyon, France – 10 décembre 2012Séminaire LIRIS– Lyon, France – 10 décembre 2012

2. Évolution des systèmes
et des outils au LICEF
MOT+LDMOT+LD
MOT +MOT +
MOT 2.0MOT 2.0
AGDAGD
MOT+OWLMOT+OWL
MISA 2.0MISA 2.0
MISA 4.0MISA 4.0
MISA LDMISA LD
ADISAADISA
MISA 3.0MISA 3.0
G-MOTG-MOT
Compétences +Compétences +
PalomaPaloma
PalomaWebPalomaWeb
COMÈTECOMÈTE
TELOS
Éd. Scénario
Ed. Ontologies
Ed. Comp.
Réf. Sémantique
Agents cons.
TELOS
Éd. Scénario
Ed. Ontologies
Ed. Comp.
Réf. Sémantique
Agents cons.
Explor@Explor@
Concept@Concept@
Campus VirtuelCampus Virtuel

3. Modélisation desModélisation des
connaissancesconnaissances

4. Primitives du langage MOTPrimitives du langage MOT
Concepts Procédures
Principe
s
I/P
P,
C
R
S,C S,C,P
S,C,R
I/P
R
P,
C
Énoncé
s
Exemples
I,C
Traces
I
I
Conceptuels: taxonomies,
hiérarchie de composants,
Procéduraux: séquentiels,
parallèles, itératifs
Prescriptifs: contraintes,
théories, principes de
décision et règles
Processus: analytiques,
adaptatifs, multi-acteurs
Conceptuels: taxonomies,
hiérarchie de composants,
Procéduraux: séquentiels,
parallèles, itératifs
Prescriptifs: contraintes,
théories, principes de
décision et règles
Processus: analytiques,
adaptatifs, multi-acteurs
Types de ModèlesTypes de Modèles

5. G-MOT et les niveaux deG-MOT et les niveaux de
formalisationsformalisations
Informel
Semi-
formel
Formel
Exposé écrit/oral
Cartes conceptuelles
Graphes entités/relations
Diagramme UML
Modèle de
Connaissances MOT
Graphes conceptuels
Langages de règles
Ontologies (MOT+OWL)
Thésaurus (RDFS/SKOS)
DiagrammeDiagramme
Modèle MOTModèle MOT
ScénarioScénario
OntologieOntologie
Éditeur G-MOT
Formel
Graphes BPMN
UML exécutable
MOT+LD
Scénarios TELOS

6. Modélisation des compétencesModélisation des compétences

7. Competency Standards for TeachersCompetency Standards for Teachers
(IBSPI)(IBSPI)

8. Besoin dBesoin d’’une définitionune définition
structurelle et opérationnellestructurelle et opérationnelle
 Les compétences sont essentielles. Dire que l’on doit
acquérir certaines connaissances est trop vague.
 Ne pas opposer connaissances et compétences
 La plupart des profils de compétences utilisent des
énoncés en langue naturelle: action + connaissances
 Les énoncés de compétence sont en général ambigus et
difficiles à utiliser
 Besoin d’un notion structurelle de compétence :
connaissances, habiletés/attitudes, contexte de
performance
 Besoin d’une notion opérationnelle de compétence: pour
les comparer, les traiter, les communiquer,…

9. Notion de compétenceNotion de compétence
COMPÉTENCE
Connaissance Habileté gén.
/Attitude
Contexte de
performance
C C
C
Descripteur d’une
ontologie
I/P
Entrée d’une
taxonomie
Combinaison de
critères
I/P I/PScale
positio
n
C C
Système électrique
d’une automobile
Diagnostique De façon autonome
dans des situations
simples
« Diagnostiquer les système électrique
d’une automobile de façon autonome dans
des situations simples »

10. Habiletés, performance etHabiletés, performance et
compétencescompétences

11. Une ontologie des compétencesUne ontologie des compétences
(Utilisant G-MOT)(Utilisant G-MOT)

12. Éditeur de compétencesÉditeur de compétences

13. Modéliser pour l’ingénierieModéliser pour l’ingénierie
pédagogiquepédagogique

14. Modéliser pour construire uneModéliser pour construire une
méthodeméthode (MISA)(MISA)

15. Modéliser pour l’ingénierieModéliser pour l’ingénierie
pédagogique (Ex: École du Barreau)pédagogique (Ex: École du Barreau)
Devis des connaissances
210 Orientation du modèle des connaissances
212 Modèle des connaissances
214 Tableau des compétences
310 Contenu des unités d’apprentissage
410 Contenu des instruments
610 Gestion des connaissances/compétences
Devis pédagogique
220 Orientations pédagogiques
222 Réseau des événements
224 Propriétés des unités d’apprentissage
320 Scénarios pédagogiques
322Propriétés des activités
420 Propriétés des instruments
620 Gestion des apprenants / facilitateurs
Devis des matériels
230 Orientations médiatiques
330 Infrastructure de développement
430 Liste des matériels
432 Modèles des matériels
434 Éléments médiatiques
436 Documents sources
630 Gestion du SA et de ses ressources
Devis de diffusion
240 Orientations de diffusion
242 Analyse coûts/bénéfices/impacts
340 Plan des livraisons
440 Modèle de diffusion
442 Acteurs et ensembles didactiques
444 Outils et moyens de communication
446 Services et milieux de diffusion
540 Plan des essais et des tests
542 Registre des changements
640 Gestion de la qualité
Définition du problème
100 Cadre de formation
102 Objectifs de la formation
104 Publics cibles
106 Contexte actuel
108 Ressources documentaires
Méthode MISA
Écart Compétences Cours 1 Cours 2 Cours 3 Cours 4
1-3 A3, A4, A5, A6, A7, A8, B4,
C2, C6
x
4-5 A1, A2, A9, A10, B1, B3, C1,
C3, C5, D2, D5, D6, E1, E2,
E3, E8
x x
6-7 C4, D1, D3, D4, E9 x x x
8 B2, E4, E5, E6, E7 x x x x

16. Scénarisation à base deScénarisation à base de
compétencescompétences

17. Modéliser pour construire unModéliser pour construire un
système (TELOS)système (TELOS)

18. TELOSTELOS
 Système dSystème d’opération spécialisé’opération spécialisé
 Agrégation des ressourcesAgrégation des ressources
 ……en scénarios multi-acteursen scénarios multi-acteurs
 Système Orienté servicesSystème Orienté services
 Exécution dirigée par ontologieExécution dirigée par ontologie
 Produit des environnement WebProduit des environnement Web2121
LORNET (2003-2008):
Une centaine de chercheurs etUne centaine de chercheurs et
assistants dans 6 univeristiésassistants dans 6 univeristiés
Réseau CRSNG, 17 organisationsRéseau CRSNG, 17 organisations
Processus et ressources du WEBProcessus et ressources du WEB
SèmantiqueSèmantique
TELOS

19. Modéliser pour construire unModéliser pour construire un
système par ontologiesystème par ontologie (TELOS)(TELOS)
Architecture UML Ontologie conceptuelle
Ontologie technique
Extension Référencement
sémantique
Interfaces usager TELOS

20. Architecture TELOSArchitecture TELOS
Serveur
Ontologie
techniqueTCP/IP
Ges
tKB
Ges
tKB KBKB
BDBD

21. Sémantique dSémantique d’’exécutionexécution
OntologieOntologie
techniquetechnique

22. Modéliser pour référencer lesModéliser pour référencer les
ressources (Comète et TELOS)ressources (Comète et TELOS)

23. Buts du référencementButs du référencement
sémantique des ressourcessémantique des ressources
1. Informer les usagers du contenu des ressources
lors de l’exécution d’une tâche ou d’une activité
d’apprentissage
2. Orienter les usagers (étudiants, travailleurs) et les
concepteurs dans le choix des ressources en
fonction des connaissances et des compétences
3. Créer des scénarios de formation ou de travail
équilibrés en termes de compétences
4. Assister les usagers en fonction de leurs
connaissances et leurs compétences
5. Fournir aux ressources et aux scénarios une
sémantique permettant de les exécuter

24. Le Web de données liéesLe Web de données liées
(Système COMÈTE)(Système COMÈTE)
 URIs comme identificateurs uniques
 Triples sujet/relation/objet
 Triples liés dans des graphes
 Syntaxe standard de sérialisation XML
Web de documents
BD relationnelles
.
.
.
Web des données liées
Graphes RDF

25. ArchitectureArchitecture
COMÈTECOMÈTE

26. Interfaces d’ajout deInterfaces d’ajout de
références dans COMÈTEréférences dans COMÈTE

27. Requêtes sémantiquesRequêtes sémantiques
 ““Je veux toutes les ressources d’un certain auteur”Je veux toutes les ressources d’un certain auteur”
 ““Je veux toutes les ressources produites par l’organisationJe veux toutes les ressources produites par l’organisation
d’un certain auteur”d’un certain auteur”
 ““Je veux toutes les ressources d’Je veux toutes les ressources d’auteursayant publié avecauteursayant publié avec
des auteurs ddes auteurs d’’une certaine listeune certaine liste””
 ““Je veux tous les exercices décrites dans sous l’entréeJe veux tous les exercices décrites dans sous l’entrée
“Physique atomique” ou par une entrée d’une“Physique atomique” ou par une entrée d’une
classification équivalente de mon université”classification équivalente de mon université”
 ““Je veux tous les documents sur la géométrie sauf ceux surJe veux tous les documents sur la géométrie sauf ceux sur
la géométrie euclidienne”la géométrie euclidienne”
 ““Je veux tous les documents décrivant des outils en libreJe veux tous les documents décrivant des outils en libre
accès pouvant remplacer un certain outil”accès pouvant remplacer un certain outil”

28. RéférencementRéférencement sémantiquesémantique
des ressourcesdes ressources
(Système TELOS)(Système TELOS)
Édition ou
importation
d’ontologies
… et/ou de profils
de compétences
11
Référencement
des ressources
par association
de descripteurs
33
Sélection de
Ressources
globales ou
locales
22
Modèle usager
référencé ou
construit
44

29. Modes de recherche
sémantique
Type de rechercheType de recherche Type de résultatType de résultat
SimpleSimple
- Par mots-clés- Par mots-clés
AvancéeAvancée
- Par énoncés de requête par- Par énoncés de requête par
connaissance et par compétenceconnaissance et par compétence
Par ressourcePar ressource
- Par appariement du référencement- Par appariement du référencement
sémantiquesémantique
→→ Comparaison des connaissances et compétencesComparaison des connaissances et compétences
IdentiqueIdentique
IdentiqueIdentique
ProcheProche
sémantiquementsémantiquement
ProcheProche
sémantiquementsémantiquement
IdentiqueIdentique

30. Descripteurs des
connaissances
Classes et instances (Choisies dans une ontologie OWL-DL)
Propriétés générales: Domaine –Propriété – Codomaine
Propriétés intanciées (faits): Instance – Propriété - Valeur

31. Comparaison des
connaissances
TypeType
de K1de K1
Type de K2Type de K2 ‘‘proche’’ Type de résultatType de résultat
CC II FGFG FSFS
CC    K2 proche et plus
spécifique que
K1
K2 proche et plus
générique que
K1
II  
FGFG 
FSFS   
Légende : K=descripteur de connaissance;Légende : K=descripteur de connaissance;
C=classe; I=Instance;C=classe; I=Instance;
FG: Domaine/propriété/codomaine : FC: instance/propriété/instanceFG: Domaine/propriété/codomaine : FC: instance/propriété/instance
PROXIMITÉ / GÉNÉRICITÉ

32. Comparaison des descripteursComparaison des descripteurs
de connaissancesde connaissances
Descriptor
Type (D1)
Compared to Descriptor (D2) Proximity D1 relation to D2 is
C1 C2 same or equivalent to C1
Identical n/a
C1 C2 superclass of C1
Near More specific
C1 C2 subclass of C1
Near More general
C1 I2 member or identical to a member of C1 or of
an equivalent class to C1
Near More general
C1 C2-dP2 and C2-oP-C2’ where C2 or C2’ is same
or equivalent to C1
Near More general
I1 I2 same or identical to I1
Identical n/a
I1 C2 containing or equivalent to a class
containing I1 or an instance identical to I1
Near More specific
I1 I2-dP or I2-oP-I2’ where I2 or I2’ is same or
identical to I1
Near More general
C1-dP1 or
C1-oP1-C1’
C2-dP2 or C2-oP2-C2’ with C2 and C2’ same (or
equivalent) to C1 and C1’, respectively and with
dP2 and oP2 same (or equivalent) to dP1 and oP1,
respectively.
Identical n/a
C1-dP1 or
C1-oP1-C1’
C2 same or equivalent to C1 or C1’ Near More specific
C1-dP1 or
C1-oP1-C1’
I2member or identical to a member of C1 or
C1’
Near More general

33. Descripteurs par
compétence
Triples (K, S, P)Triples (K, S, P)
 K: Descripteur ConnaissanceK: Descripteur Connaissance
– dd’’une ontologie de domaineune ontologie de domaine
 S: Habileté génériqueS: Habileté générique
– Dans une taxonomie à 10Dans une taxonomie à 10
niveauxniveaux (Paquette, 2007)(Paquette, 2007)
 P: Niveau de performanceP: Niveau de performance
– Une combinaison de critèresUne combinaison de critères
(Paquette, 2007)(Paquette, 2007)
S=IdentifierS=IdentifierS=IdentifierS=Identifier
P=ExpertP=ExpertP=ExpertP=Expert
K=PlanètesK=PlanètesK=PlanètesK=Planètes

34. Comparaison des compétences
 Repose sur la comparaison des indicateurs deRepose sur la comparaison des indicateurs de
ll’’ontologieontologie ((KK))
 Repose sur la distance entre les niveauxRepose sur la distance entre les niveaux
d’habileté (d’habileté (SS) et de performance) et de performance ((PP))
 Résultats possibles:
 C2 trèsProche / Proche de C1
 C2 plusForte / plusFaible que C1
 C2 plusSpécialisée / plusGénérale que C1que C1
C1=(K1, S1, P1) et C2=(K2, S2, P2)C1=(K1, S1, P1) et C2=(K2, S2, P2)

35. Comparaison des descripteurs deComparaison des descripteurs de
compétence (K,S,P)compétence (K,S,P)
Conditions Proximity Strength
K1= K2or K1 equivalent to K2;
S1= S2; P1= P2
Identical C1 =C2
K1= K2or K1 equivalent to K2;
(S1+ P1)>( S2+ P2);
S1 and S2 in same class
Very Near C1 Stronger C2
K1= K2 or K1 equivalent to K2;
(S1+ P1)>( S2+ P2);
S1 and S2 not in same class and | S1- S2| = 1
Near C1 Stronger C2
K1= K2 or K1 equivalent to K2;
(S1+ P1)<( S2+ P2);
S1 and S2 in same class
Very Near C2 Stronger C1
K1= K2 or K1 equivalent to K2;
(S1+ P1)<( S2+ P2) ;
S1 and S2 not in same class and | S1- S2| = 1
Near C2 Stronger C1

36. Comparaison des
compétences
Porter attention (0)Porter attention (0)
Mémoriser (1)Mémoriser (1)
Expliciter (2)Expliciter (2)
Transposer (3)Transposer (3)
Appliquer (4)Appliquer (4)
Analyser (5)Analyser (5)
Rectifier (6)Rectifier (6)
Synthétiser (7)Synthétiser (7)
Évaluer (8)Évaluer (8)
Autogérer (9)Autogérer (9)
Habileté (H)Habileté (H)
Performance (P)Performance (P)(0.2)(0.2)
ConscientConscient
(0.4)(0.4)
FamilierFamilier
(0.6)(0.6)
ProductifProductif
(0.8)(0.8)
ExpertExpert
C1 = (K1, H1, P1)C1 = (K1, H1, P1)
C2 = (K2, H2, P1)C2 = (K2, H2, P1)
5.8
C2C2 très prochetrès proche
etet plusplus faiblefaibleque C1que C1
7.2 C2C2 procheproche
etet plusplus forteforte que C1que C1
6.4
ÉloignéesÉloignées
ÉloignéesÉloignées
5.2
K1 proche de K2
ClasseClasse
1,21,2
ClasseClasse
3,4,53,4,5
ClasseClasse
6,7,86,7,8
ClasseClasse
9,109,10

37. Modéliser pour l’assistance etModéliser pour l’assistance et
la personalisation (TELOS)la personalisation (TELOS)

38. Le Web sémantique
adaptatif
 Add semantic references to scenario components:
actors, tasks and resources within educational
modeling languages such as IMS-LD (2003)
– Paquette and Marino, 2005
 “Include the improved modeling of users and items,
and contextual information into the recommendation
process”
– Adomavicus and Tuzhilin (2005)
 The “Adaptive Semantic Web” opens new approaches
for recommenders systems: use of folksonomies and
ontological filtering of resources
– Jannach et al, 2011

39. Insertion des agents dInsertion des agents d’’assistanceassistance
dans un scénariodans un scénario

40. Structure des agents dStructure des agents d’’assistanceassistance
 Agent conseiller= {Règles}Agent conseiller= {Règles}
 Règle= <Règle= <acteurViséacteurVisé, événement, condition, action >, événement, condition, action >
 Événement =Événement =
– TransitionsTransitions (commenté, terminé, revisité,…)(commenté, terminé, revisité,…)
– Temps passé (activité, global …)Temps passé (activité, global …)
– Ressources ouvertes, réouvertes,…Ressources ouvertes, réouvertes,…
 Condition = expression booléenne comparant:Condition = expression booléenne comparant:
– Progrès de lProgrès de l’’acteur dans le scenarioacteur dans le scenario
– Connaissances et compétences acquises =>Connaissances et compétences acquises => Modèle usagerModèle usager
– Ressources: compétences préablables et viséesRessources: compétences préablables et visées
– Activittés: compétences préablables et viséesActivittés: compétences préablables et visées
 Action = conseil, notification, mise à jour du modèleAction = conseil, notification, mise à jour du modèle
usagerusager

41. Assistance et personalisationAssistance et personalisation
des scénariosdes scénarios

42. Conditions à base de compétencesConditions à base de compétences
dans les règles d’assistancedans les règles d’assistance
 Un triplet:
– ObjectCompetencyList: la liste des compétences
préalables ou visée d’une tâche / d’une ressource/ d’un
acteur à comparer avec les compétences actuelles d’un
usager
– Relation: une compbinaison des relations résultant de
la comparaison des compétences : Identique, Proche,
trèsProche, plusGenerale, plusSpecifique, plusForte, plusFaible.
– Quantification: aUne / aToute
Eemple: aToutes ses compétences proche/plusForte que les
compétences visées de l’activité 23

43. Assistance et personalisationAssistance et personalisation
des scénariosdes scénarios
Recommandation

44. Assistance et personalisationAssistance et personalisation
des scénariosdes scénarios
Notification

45. Assistance et personalisationAssistance et personalisation
des scénariosdes scénarios
Mise à jour

46. ConclusionConclusion
Suite des travauxSuite des travaux
 Validation expérimentale d’une définition heuristique de la proximité
des descripteurs par connaissances et compétences.
– éventail plus large de situations; augmentation du nomre de références
– ajout de poids heuristiques aux différents critères de comparaison
 Assistance aux groupes dans des scénarios collaboratifs.
 Automatisation partielle des tâches de référencement sémantique.
 Simplication du processus de référencement et d’assistances
 Ergonomie générale du système à améliorer.
 Intégration des principes du Web de données (e.g Comète).
TELOS est maintenant un atelier mature facilitant des recherches futures
pour l’utilisation du Web sémantique dans les environnements
d’apprentissage et de travail (Thèses), et également, une base pour des
transferts à de nouvelles organisations désirant innover dans la gestion de
leurs connaissances et de leurs compétences. (Projets)

47. Questions, Commentaires ?Questions, Commentaires ?
www.licef.ca/gp
www.licef.ca/cice
www.cogigraph.com
Séminaire LIRIS– Lyon, France – 10 décembre 2012Séminaire LIRIS– Lyon, France – 10 décembre 2012