Blog professionnel

J'adopte un nouveau rythme. Je vais aborder alternativement la recherche et l'enseignement, avec une périodicité de deux articles par mois.

Nous arrivons à la fin du premier semestre, période des examens et des soutenances de projets. Mais l'essentiel des mes enseignements de cette année auront lieu au deuxième semestre et je consacre beaucoup de temps aux préparations.

Je ne suis jamais satisfait de ma pratique pédagogique, ce qui me pousse chaque année à expérimenter de nouvelles voies et à revoir en profondeur mes supports de cours, travaux dirigés et travaux pratiques. L'année dernière, j'avais utilisé pour la première fois des grilles de compétences autours desquelles étaient articulés mes enseignements. L'idée est de réaliser d'abord la grille de compétence d'une unité d'enseignement, puis de rédiger les exercices destinés à entrainer et valider les compétences identifiées par la grille, et ensuite de concevoir le cours magistral permettant de donner les clés pour assimiler et s'approprier ces compétences. Je continue dans cette voie cette année, mais en reformulant mes grilles de compétences pour les rendre plus pertinentes. Par contre, je change complètement de philosophie en matière de support de cours. L'année dernière, je ne distribuais aucun document pour inciter les étudiants à assister aux séances et à prendre des notes. Cette année, je vais non seulement faire des support de cours, mais les donner à l'avance. Les étudiants devront préparer les cours et laisser un feed-back qui me permettra de cibler les difficultés.

Pour permettre cette interaction, je souhaite utiliser la plate forme Moodle, qui est un logiciel de e-learning exécutable depuis un navigateur Internet. Elle comporte des fonctionnalités qui facilitent la communication entre enseignants et étudiants. Les premiers peuvent donner des devoirs, rendre accessibles des documents, les seconds peuvent poser des questions, remettre des travaux...

Mais la mise en place de ce système est un travail en soi, et nécessite des ressources, notamment un serveur WEB. Je n'ai pas accès à ces ressources dans le département où je travaille, car l'utilisation d'une plate-forme telle que Moodle est considérée par certains collègues comme trop lourde au regard des bénifices pédagogiques attendus. C'est vrai aussi qu'il y a des travaux prioritaires à réaliser sur nos serveurs, et que je m'y prends un peu tard. Une solution de secours consiste à installer la plate-forme sur un serveur privé que j'utilise déja pour des applications de travail collaboratif et suivi de projets. Mais je crains que les ressources de ce serveur soient trop limitées pour faire face à utilisation régulière par une promotion d'étudiants. Je vais donc faire de mon mieux avec les moyens du bord.

La fin de l'année civile correspond aux dernières semaines du premier semestre de l'année universitaire.

Enseignement

Mes enseignements en Master, qui concernent la programmation par contraintes appliquée à la résolution de problèmes, sont terminés. J'ai réalisé un sujet d'examen, participé à la surveillance de l'épreuve, et corrigé les copies. Cette pratique est une spécificité universitaire : les maquettes et programmes d'enseignements sont définis localement (bien que soumis à l'approbation du ministère) , et les sujets d'examens de chaque unité d'enseignement sont conçus par le ou les enseignants qui en assument la responsabilité pédagogique. Toutefois, l'anonymat des étudiants est respecté pendant les corrections.

Les projets de master sont en cours de réalisation et font l'objet de réunions régulières avec les étudiants concernés. Le projet de développement d'un logiciel d'aide à la réalisation des emplois du temps des étudiants de l'UFR Sciences et Techniques avance rapidement. Celui ayant pour objet la réalisation d'une plate-forme de pédagogie participative n'a pas encore vraiment décollé. Je suis pessimiste quand à la perspective d'essayer un premier prototype pour mes enseignements du second semestre.

Recherche

J'ai conssacré l'essentiel de mon temps de recherche de ce mois-çi à la poursuite du développement de la bibliothèque logicielle BoolVar, dédiée à la résolution indirecte (via traduction en clauses propositionnelles ou en contraintes pseudo-Booléennes) de problèmes spécifiés à l'aide de contraintes.

J'ai travaillé à l'implantation d'un système de gestion de quota d'utilisation de la mémoire qui, associé à une heuristique de choix d'une technique de codage, permet une sélection automatique d'un algorithme (parmi plusieurs variantes possibles) de traduction de contraintes pseudo-Booléennes en clauses propositionnelles. Il y a en effet un compromis à trouver entre la taille de la formule propositionnelle produite et l'efficacité de la résolution. Les codages les plus efficasses s'avèrent parfois inutilisables parce que trop gourmands en mémoire.

J'ai implanté un codage suggéré par un collègue parisien, avec qui je travaille à distance via internet. J'ai également intégré au système un analyseur syntaxique permettant, en association avec un solveur SAT, de résoudre directement des instances de problèmes de décision spécifiés à l'aide de contraintes pseudo-Booléennes. J'ai confié le bébé à un collègue de l'Université d'Artois qui s'est chargé d'évaluer ses performances sur des benches utilisés dans une compétition internationale mettant en concurrence différents solveurs pseudo-Booléens. Il s'avère que le système consomme trop de mémoire, ce qui l'empêche de résoudre une majorité des instances. Il va falloir examiner de très près le comportement des processus de traduction pour déterminer s'il est possible de corriger en partie ce problème et d'envisagher de soumettre notre solveur indirect à la prochaine compétition, i.e., PB09. Indépendamment de ces problèmes techniques, je pense que les nouveaux codages proposés apportent une contribution théorique significative qui mérite une publication. Mais celle-ci sera plus facile à placer si elle est accompagnée de bon résultats expérimentaux...

J'ai également créé un programme permettant de produire des instances d'un problème de planification difficile. L'intérêt est de pouvoir créer des instances réalistes de problèmes de décision à contraintes pseudo-Booléennes avec la possibilité de doser la taille des contraintes et les valeurs de leurs coefficients. Cela offre un espace d'expérimentation intéressant pour la comparaison des différents codages.

Il reste beaucoup de travail avant de pouvoir tirer les premières conclusions sur la pertinence et l'intérêt des nouveaux codages de contraintes pseudo-Booléennes en logique propositionnelle qui sont implantés dans BoolVar.

Le terme faculté est souvent utilisé dans le langage courant pour désigner une composante d'université. Administrativement, les facultés sont souvent appelées UFR (pour unité de formation ou de recherche), ou UER (pour unité d'enseignement et de recherche). Ce mois ci, j'étais candidat à un siège qui s'était libéré au conseil de l'UFR sciences et techniques de l'université dans laquelle je travaille. J'ai été élu, ce qui j'espère me permettra de contribuer à la promotion et la mise en place en place d'outils et de pratiques pour faciliter la communication entre enseignants et étudiants

Enseignement

C'est la période où sont proposés les sujets de projets de synthèse en Master professionnel. Le projet de synthèse est un travail de plusieurs mois à réaliser en binômes, sous la responsabilité d'un ou plusieurs enseignants.
Cette année, j'avais proposé deux sujets. Le premier concerne la réalisation d'un logiciel pour automatiser la réalisation d'un emploi du temps. Cela n'a rien d'anecdotique. A l'échelle d'une faculté des sciences, la réalisation des emplois du temps est très complexe et doit prendre en compte un très grand nombre de contraintes. En outre, pour que l'application soit utilisable, il faut la doter d'une ergonomie exemplaire et qui tienne compte des habitudes de travail des utilisateurs.

Le deuxième sujet concerne le développement d'une plate forme de pédagogie participative, c'est à dire une application WEB qui devra faciliter les interactions entre étudiants et enseignants. Il s'agit d'un projet assez ambitieux, qui prévoit des fonctionnalités de gestion de documents, notamment d'exercices, de suivi individuel des étudiants, de feed-back (i.e., l'enseignant réalise des enquêtes ou sondage auprès de ses étudiants), avec une exigence particulière en matière d'ergonomie. Quatre étudiants ont choisi ce projet. nous ne partirons pas de zéro, mais d'une application existante de E-learning (encore à définir).

Indépendamment, je suis enseignant référent pour 16 étudiants de première année de licence. Mon rôle consiste à les suivre individuellement, pour les conseiller lorsqu'ils rencontrent des difficultés. J'ai fait le choix de réaliser ce suivit sous la forme de plusieurs entretiens individuels répartis sur l'année universitaire. Je déplore qu'une majorité des étudiants concernés ne se soient pas présentés aux rendez-vous d'entretiens. Je vais leur envoyer un courrier pour tenter de comprendre ce qui se passe.

Recherche

En matière de recherche, les missions sont multiples. L'une d'entre elles consiste à participer à l'évaluation des travaux des autres. Il faut comprendre qu'un chercheur ne peut publier ses résultats en revue scientifique ou en conférence qu'après approbation d'un comité de lecture. Chaque article soumis est évalué par deux ou (le plus souvent) trois chercheurs, si possible spécialistes du domaine concerné. Le mois dernier, j'avais soumis un article à un workshop international avec comité de lecture. Ce mois çi, je dois participer à l'évaluation d'un article soumis à ce même workshop par d'autres chercheurs. L'évaluation d'articles est une activité exigeante et plutôt chronovore...
Sinon, j'ai consacré l'essentiel de mon temps de recherche à programmer des algorithmes que j'avais conçu l'été dernier, et qui ont vocation à traduire des contraintes dites pseudo-Booléennes - servant elles-mêmes a spécifier des problèmes (comme par exemple la recherche d'un emplois du temps d'une faculté des sciences, où la planification du travail dans un centre d'appel) - à les traduire donc sous la forme d'expressions logiques simplifiées appelées clauses propositionnelles. Sous cette forme, les contraintes traduites permettent la résolution du problème initial à l'aide de logiciels appelés solveurs SAT. Il y a de nombreuses manières de traduire des contraintes pseudo-Booléennes sous formes de clauses, et celle que je viens d'implanter est complètement nouvelle. Elle possède certaines propriétés intéressantes, trop techniques pour que je me risque à les expliciter ici. Ce résultat est le fruit d'une collaboration avec deux autres chercheurs, Yacine de Paris, et Olivier, de Lens. L'étape suivante sera de réaliser des expérimentations pour comparer les performances de cette nouvelle technique de traduction avec celles des approches existantes.

Je vais d'ailleurs de ce pas mettre en place un Wiki, c'est à dire un site WEB pouvant être modifiés facilement par tous ses visiteurs (après avoir donné un mot de passe), qui permettra de faciliter un travail collaboratif sur ce sujet.

Après les rentrées, examens, soutenances et jurys de septembre, les activités d'enseignement et de recherche reprennent un rythme de croisière.

Enseignement

Au premier semestre, j'interviens principalement en Master 2 Base de données et intelligence artificielle (BD-IA) et en Master 2 Image et intelligence artificielle (Image-IA). J'enseigne la programmation par contraintes. Il s'agit d'un ensemble de concepts, de principes, de techniques, et l'algorithmes (on parle de paradigme) permettant d'une part la modélisation, et d'autre part la résolution de problèmes d'intérêt industriel, stratégique, ou scientifique, notamment.

Cette année, j'ai adopté une stratégie pédagogique innovante qui laisse une grande part d'autonomie aux étudiants et les incite à fournir un travail personnel continu (et pas seulement au cours de la semaine précédent l'examen...). L'enseignement est articulé autour d'une grille de compétences fournie dès la rentrée aux étudiants, et qui fait office de barème d'évaluation de l'examen final. Des supports de cours détaillés sont donnés à l'avance. Les étudiants doivent s'approprier intellectuellement leurs contenus, et préparer des questions qui devront être soumises à l'enseignant avant la séance de cours. Celui-ci profitera de chaque séance pour donner des explications ciblées sur les points qui ont posés problème et, en questionnant les étudiants, vérifiera leurs acquis. Il traitera également des exercices types en mettant en évidence la démarche intellectuelle permettant de les résoudre. Les sujets de travaux dirigés sont également donnés à l'avance, et les étudiants sont systématiquement interrogés pendant les séances correspondantes.

la mise en place de cette pratique, que j'appelle pédagogie participative, a nécessité de rédiger un nouveau support de cours, ainsi des des sujets de TD. C'est un gros investissement en temps de travail, mais j'espère que ce sera au bénéfice des étudiants.

Recherche

J'ai d'une part mis à jour une bibliothèque Java nommée BoolVar, dédiée à la traduction de contraintes. Cette contribution open-source a pour vocation de permettre la modélisation de problèmes exprimés à l'aide de contrainte, et leur traduction sous une forme rudimentaire (formule CNF ou pseudo Booléenne) pouvant être traitée par de nombreux solveurs résultant de décennies de recherches communautaires, et en constante évolution. L'idée est donc de faciliter la résolution indirecte (i.e., via traduction) de problèmes spécifiés à l'aide de contraintes.

D'autre part, j'ai rédigé un article scientifique sur la version actuelle de BoolVar. Cet article de 15 pages comprend une description de cette bibliothèque et de ses fonctionnalités, incluant les algorithmes de codage, ainsi qu'un exemple d'application qui consiste en 16 variantes de codage du problème des règles de Golomb sous forme CNF (i.e., une formule de logique propositionnelle sous forme normale conjonctive). Ce papier vient d'être soumis à publication dans les proceedings d'un Workshop international. C'est loin d'être gagné car les publications centrées sur un outil, plus qu'une innovation scientifique, sont toujours difficiles à placer. C'est d'ailleurs dommage car à mon sens la programmation d'un logiciel d'aide à l'expérimentation est une contribution à part entière. Et surtout, je n'ai pas accès aux services d'un ingénieur qui pourrait me décharger de ce travail indispensable.