Résumé. Le nombre de plateformes e-learning à base de services web est de plus en plus croissant. Ces plateformes sont de différents fournisseurs et de différentes caractéristiques et fonctionnalités. Par conséquent, leur découverte devient un défi très important. Les critères de choix et de sélection d'un service d'une plateforme e-learning dépendent, généralement, des contraintes pédagogiques, financières, ergonomiques et technologiques. Notre travail s'inscrit dans cette problématique de prise en compte de ces critères lors de la découverte des services. A cette fin, nous proposons de munir les services d'une description ontologique de leurs contraintes. Cependant, vu la diversité des consommateurs de services, d'autres paramètres doivent être considérés lors de la découverte, tels que les préférences des utilisateurs. Alors, le profil utilisateur est pris en compte pour augmenter le degré de pertinence des résultats de découverte. Mots clés: e-learning, services web, découverte, ontologie, profil utilisateur.
De nombreuses solutions logicielles ont été proposées pour la réalisation des
environnements e-learning telles que les LMS (Learning Management System) et les
LCMS (Learning Content Management System). Cependant, les acteurs
(administrateurs, enseignants et apprenants) de ces systèmes ont présenté des besoins
de plus en plus accrus en termes d’adaptation, de parcours selon les exigences et
profils d’utilisateurs, de partage et de possibilité de réutilisation des contenus et des
fonctionnalités. Ce qui a incité l’expansion de ces systèmes vers des environnements
distribués en utilisant souvent les ontologies, le web sémantique et les services web
pour satisfaire les exigences des acteurs [
Le nombre de plateformes e-learning, qui sont basées sur les services web, est de
plus en plus croissant. [
Une plateforme e-learning peut être vu comme un ensemble de services web qui
coopèrent entre eux pour fournir certaines fonctionnalités aux acteurs de la plateforme
[
Le mécanisme de découverte doit dépasser certains nombre de limitations afin
d’être efficace, par exemple la découverte de services selon leurs fonctionnalités et
leurs coûts. Ceci n’est pas possible avec les standards UDDI et WSDL, vu qu’ils
offrent une description syntaxique des services. Pour pallier à ces limitations, une
nouvelle génération de services web dite services web sémantiques a été proposée.
Les services web sémantiques sont des services web dotés d’une description
sémantique, cette dernière est réalisée grâce à plusieurs langages et formalismes, entre
autres l’ontologie DAML-S [
Les critères de choix d’un service d’une plateforme e-learning dépendent, généralement, du modèle pédagogique adopté et des contraintes ergonomiques et technologiques. Toutefois, DAML-S n’offre pas la possibilité de décrire ces critères. Afin de soutenir la description de ces critères, nous avons proposé dans cet article une extension à DAML-S qui consiste en une ontologie dite ontologie de qualité d’apprentissage (QA). La pertinence des résultats de découverte dépend aussi des préférences des utilisateurs, de leurs intérêts, leurs besoins et leurs niveaux d’expertises, etc. A cette fin, l’élaboration d’une ontologie pour le profil utilisateur est notre deuxième réflexion pour augmenter le degré de pertinence des résultats de découverte des services web e-learning.
Enfin, nous avons tenté d’exploiter les deux ontologies, ontologies des services et ontologie de profil utilisateur dans un système pour la découverte des services web.
Le reste de l’article est organisé comme suit : d’abord nous allons présenter les services web sémantiques. Ensuite, nous allons donner une présentation de notre démarche, à savoir les ontologies conçues et l’architecture du système de découverte. Et nous terminons cet article par une conclusion et des perspectives.
Le mécanisme de découverte offert par l’UDDI est limité, on ne peut pas faire des recherches selon les fonctionnalités et les caractéristiques des services, cela est dû au manque d’informations sémantiques dans le fichier WSDL. Pour surmonter ce problème une nouvelle génération de service dite services web sémantiques a été proposée.
Les services web sémantiques visent à faire une combinaison entre le web sémantique
et la technologie des services web, en développant des descriptions sémantiques des
services web [
Les ressources. Les ressources nécessaires pour l’exécution d’un service sont définies dans une ontologie.
Les consommateurs (administrateurs, enseignants et apprenants) des services web des plateformes e-learning présentent des exigences sur leurs caractéristiques pédagogiques, financières et technologiques, à savoir: les fonctionnalités de gestion de ressources, d’évaluation et de collaboration, le temps de réponse, le niveau de fiabilité, le prix, etc.
La découverte des services web dans le domaine du e-learning est étroitement liée à ces éléments et elle doit les prendre en considération. Donc, la prise en compte de ces caractéristiques, par les fournisseurs de service, lors de la publication de leurs services est indispensable. Cependant, l’ontologie DAML-S n’offre pas cette possibilité : elle ne fournie pas une description parfaite des services web dans le domaine du e-learning. En effet, DAML-S est une ontologie générique dont l’objectif est de s’appliquer partout. C’est ainsi notre réflexion d’étendre DAML-S pour supporter la description des services web dans le domaine du e-learning. C’est l’objet de la section suivante.
L’objet de notre travail est la conception d’un système pour la découverte des services web dans le domaine du e-learning. Pour réaliser cette tâche nous avons estimé qu’il est nécessaire de : • Doter les services d’une description sémantique, à base d’ontologies, des différents critères de choix des services. • D’élaborer une description ontologique du profil utilisateur, qui permet de filtrer les résultats de la recherche pour renvoyer uniquement les résultats les plus pertinents. • D’exploiter ces ontologies dans un système pour la découverte des services web.
Nous avons utilisé l’ontologie DAML-S pour la description de nos services du fait qu’elle permet la description générale d’un service web (la classe « ServiceProfile » décrit le fournisseur du service ainsi que les caractéristiques du service : nom, URL, catégorie…).
Les plateformes e-learning peuvent être distinguées selon les fonctionnalités
pédagogiques assurées par chacune, en quelque sorte selon la qualité de la formation
fournie par chacune des plateformes [
Donc une description des plateformes e-learning selon les caractéristiques pédagogiques, technologiques et financières s’est avérée nécessaire afin de faciliter le choix d’un outil. Pour cela nous allons définir une ontologie ; que nous indiquons par « ontologie de qualité d’apprentissage (QA) » ; qui décrit un outil e-learning en termes de ces critères. Cette ontologie aura le schéma suivant :
La classe « Qualité d’apprentissage ». C’est la classe principale de l’ontologie, elle relie les différentes classes décrivant les qualités d’un service web.
La classe « Informations pédagogiques ». D’après l’étude que nous avons fait sur
quelques plateformes e-learning existantes [
• Coût : recouvre les coûts affectés au financement des formations, de façon direct ou indirect, dans l’institution. • Licence: le type et le coût de la licence de la plateforme.
Le schéma complet de l’ontologie décrivant les services web e-learning, que nous avons construit par l’intégration et l’assemblage de notre ontologie de QA avec l’ontologie DAML-S, est illustré ci-dessous :
L’ontologie comporte l’ontologie de Qualité d’Apprentissage (QA), une partie de DAML-S (la classe « Service » et la classe « ServiceProfile ») avec un autre élément que nous avons jugé nécessaire dans la description des services, cet élément est : l’interopérabilité du service avec d’autres services.
Pour DAML-S, nous avons exploité seulement une partie de cette ontologie : la classe « Service » que nous avons enrichi par d’autres propriétés et la classe « ServiceProfile », car les autres classes (serviceGrounding et serviceModel) visent à définir les services comme un ensemble de processus, rappelons que notre objectif est la description des caractéristiques et des qualités des plateformes, à base de services web, afin de les publier et de les retrouver par la suite et non pas de les modéliser sous forme de processus.
La classe « Interopérabilité ». L’interopérabilité est la capacité d’utiliser, dans une plateforme, des composants d’enseignement développés dans une autre plateforme et la possibilité d’intégration avec des outils externes tel que LDAP. Cette classe décrit les services avec lesquels le service en question peut communiquer.
Après cette présentation de la description des services web e-learning à travers l’ontologie des services, nous proposons maintenant d’exploiter cette ontologie dans un système de découverte et d’invocation des services. Ce système est présenté dans la partie suivante.
Ce projet est né de la constatation que de nombreuses plateformes e-learning à base de services web ont été réalisées et les utilisateurs de ces plateformes avaient besoin d’aides, principalement, pour chercher les services web qui répondent à leurs besoins. Ces aides existent maintenant depuis de nombreuses années grâce à la généralisation des UDDI, de WSDL, puis le web sémantique aujourd’hui.
L’étude des besoins des utilisateurs de plateforme e-learning, nous a amené à concevoir une ontologie pour la description des services web du e-learning et à proposer un système pour la découverte de ces services dont l’architecture est représentée ci après :
L ’ u t i l i s a t e u r
I d e n t i f i c a t i o n d e w tu eb i l a dup revS i s t e ru irfo ice l
Ontologie des services web d e s A r f é f su i tl ch tsa eag
l’utilisateur
Ce système est dédié aux consommateurs de services, il assure la recherche des services qui répondent, le plus, à leurs besoins.
Une fois que des services sont décrits et stockés dans l’ontologie et dans l’annuaire UDDI, il est possible de rechercher ces services en utilisant des requêtes introduites par l’utilisateur. Deux niveaux de recherche sont possibles : • Un niveau simple avec lequel la recherche se fait sur le nom et la description du service seulement, • et un niveau avancé avec lequel l’utilisateur précise les aspects de recherche, en quelque sorte les classes de l’ontologie au niveau desquelles va être effectuée la recherche.
Le programme de découverte rend, généralement, plusieurs résultats par requête dont beaucoup sont susceptibles d’être non appropriés aux besoins de l'utilisateur. Donc, le processus de découverte doit faire un filtrage des résultats selon des informations qui caractérisent les utilisateurs afin qu’il puisse les aider à chercher les services pertinents.
Les informations sur un utilisateur sont dites « profil utilisateur ». Le profil
utilisateur peut être défini comme toute structure qui permet de modéliser et de
stocker les informations caractérisant l'utilisateur. Ces données représentent les
informations personnelles, les centres d’intérêts, les préférences et les besoins en
informations de l’utilisateur ou un groupe d’utilisateurs. Dans le domaine du
elearning, plusieurs modèles du profil utilisateur ont été proposés (PAPI, IMS LIP,
ePortfolio), [
La construction d’une ontologie décrivant le profil utilisateur offre des facilités de recherche intéressantes au processus de découverte. A cette fin, nous avons défini une ontologie pour le profil utilisateur. Avec cette ontologie le profil utilisateur est décrit selon plusieurs grandeurs : les informations personnelles qui permettent de l’identifier, les préférences et les centres d'intérêts de l'utilisateur, les qualifications (diplômes et certificats) obtenues par l’utilisateur, ses compétences, le niveau de sécurité souhaité, ses préférences en termes de ressources pédagogiques, ainsi que les informations sur l’environnement de travail de l’utilisateur (logiciel et matériel).
Avec notre mécanisme de découverte, la requête de l’utilisateur passe par plusieurs phases de traitements avant d’être envoyée à l’ontologie. Afin d’illustrer ces différentes phases, on présente le diagramme ci – après :
Lorsqu’un utilisateur accède à notre système afin d’effectuer une recherche de services web, il commence par formuler sa requête. Ensuite, il a le choix de prendre en considération son profil ou pas.
Dans le cas où le profil n’est pas pris en compte, le processus de découverte se déroule comme suit : • Découper la requête de l’utilisateur en un ensemble de critères en vue de les utiliser pendant la recherche. • Ainsi, l’utilisateur indique les aspects de recherche à partir desquels l’algorithme définit les classes qui vont être utilisées pendant la recherche, sinon une seule classe va être utilisée, qui est la classe « ServiceProfil ». • Par la suite, le système parcourt tous les services et vérifie s’ils répondent aux différents critères. • En vue d’afficher les résultats selon l’ordre d’importance, un poids est associé à chaque service trouvé, ce poids est incrémenté de « un » à chaque fois que le service répond à un critère. • Réorganisation des services par ordre décroissant des poids. • Affichage des services trouvés en tenant compte de la réorganisation.
Dans le cas où le profil est pris en compte, le processus de découverte se déroule comme suit : • Recherche de services web (de la même manière que le Scénario 1). • Pour faire le filtrage des résultats de découverte selon les besoins et préférences du demandeur de service, ce dernier s’authentifie auprès du service web de gestion de profil, qui se chargera de découvrir ses préférences et de les présenter au module de filtrage afin qu’il filtre les résultats trouvés. • Le poids d’un service est incrémenté du nombre de préférences vérifiées. • Un service est enlevé de l’ensemble des résultats s’il ne répond à aucune préférence. • Réorganisation des services restants par ordre décroissant des nouveaux poids. • Affichage de ces services en tenant compte de la réorganisation.
Une fois q’une liste de services est découverte, elle est automatiquement envoyée au consommateur, par la suite ce dernier choisit le service à invoquer. Le service choisi va être invoqué par le programme en récupérant les informations nécessaires à partir de sa description WSDL et en se connectant à ce service, ensuite le consommateur interagit directement avec le serveur du service en invoquant ses opérations et ses méthodes.
Dans cet article, nous avons procédé à la réalisation d’un système pour la découverte des services web e-learning. On a montré à travers ce système l’intérêt de l’utilisation des ontologies pour la description des services et leurs apports à la recherche de ces services, ainsi que l’intérêt de la prise en compte du profil utilisateur pendant le processus de découverte. On a montré que l’annuaire UDDI et notre ontologie se complètent pour décrire les services. En effet, notre ontologie préserve les informations sur les fonctionnalités offertes et sur les caractéristiques nécessaires pour la sélection d’un service, quant à l’annuaire, il préserve les informations WSDL nécessaires à l’invocation du service.
Nous avons, ainsi, proposé de gérer le profil utilisateur en concevant une ontologie pour le profil utilisateur et en développant un système pour la gérer. Vu l’importance et l’utilisation du profil par tous les types de système e-learning, nous l’avons réalisé sous forme d’un service web afin qu’il puisse être utilisé dans un système d’apprentissage complet.
Nous avons implémenté un algorithme de découverte, qui donne des résultats assez satisfaisants, et améliore nettement le degré de pertinence en filtrant les résultats de découverte selon le profil utilisateur demandeur de service.
Les services web sont des applications accessibles sur Internet réalisant chacune une tâche spécifique. Pour fournir une solution à une tâche complexe, on peut regrouper des services web pour n’en former qu’un seul ; on parle alors de composition de services web. Donc, nous envisageons à étendre la solution pour supporter la composition des services web e-learning.