Une bonne pratique en science : documenter les calculs

Documenter les calculs  : le monde informatique connaît bien la chose, après le monde mathématique ; un calcul est une écriture qui se double de l'idée en français.
Commençons par les mathématiques, avant de passer à l'informatique, puis d'arriver à la recherche scientifique en général.

Pour les mathématiques, j'ai vu d'innombrables collégiens et lycéens qui s'étonnaient de ce que leurs devoirs soient mal notés. Ils n'avaient pas compris, ou on ne leur avait pas dit (je ne tranche pas, entre les deux parties), que des calculs se font en français, avant que le formalisme ne vienne recouvrir les mots. Cela, c'est pour le chemin, mais, surtout, ils étaient censés expliquer ce qu'ils faisaient, et pourquoi ils le faisaient, au lieu de simplement faire... avec plus ou moins de succès.
Le pire, c'est la question des proportions, et du détestable "produit en croix", que font les étudiants jusqu'au master, en se trompant une fois sur deux : je répète que j'ai sur mon mur de bureau une proportion simple faite par deux étudiants de master différents... et qui sont deux résultats différents. L'un est faux, bien sûr, mais, surtout, aucun des deux étudiants n'étaient prêt à parier une bouteille de champagne que son résultat était juste.
Cette observation n'est pas une critique de quiconque, mais une observation factuelle, et, plus précisément, une observation du fait que nous ne disons pas assez aux écoliers, collégiens, lycéens, puis étudiants, et enfin nous-mêmes, que les calculs se font (sauf pour quelques génies) en langue française, avant que le formalisme ne soit présent. C'est la garantie d'une lisibilité pour les autres (on rappelle qu'un devoir est aussi destiné au professeur qui l'évalue)... et surtout pour soi-même : car pour s'assurer que l'on a fait un calcul juste, il faut pouvoir se relire et se comprendre.

Pour l'informatique, la question est identique, mais plus récente. Et les sociétés qui produisent du code connaissent la plaie des programmes mal documentés, que personne ne parvient plus à modifier quelque temps après qu'ils ont été produits. C'est que, là encore, il est très difficile de refaire le chemin quand il est caché sous le code, et même avec des langages qui semblent plus intuitif, il est essentiel de "documenter". Pour soi et pour les autres, comme précédemment. Je n'insiste pas beaucoup, car il y a en ligne  des milliers de pages consacrées à ce problème.

Arrivons donc enfin à la question de la recherche scientifique. Pour les sciences de la nature, il y a donc des calculs, plutôt que des mathématiques. J'explique la nuance : les mathématiques visent le développement des mathématiques, alors que le calcul est du calcul, appliqué à des questions pratiques.
Bref, il y a du calcul, et, de ce fait, ce calcul doit être documenté. Rien de pire que ces documents de recherche que, là encore, personne ne parvient à décoder quelques mois après qu'on les a produits. Le pire, c'est que leurs auteurs eux-mêmes ont bien du mal à s'y retrouver.
 Or la science est produite par des scientifiques qui, le plus souvent, sont des agents de l'Etat. Il n'est donc pas normal qu'elle ne puisse être mise à disposition du public. D'autre part, elle se fait souvent dans des groupes de recherche, de sorte que la communication entre membres du groupe est essentielle : là, c'est une question non plus de citoyenneté, mais d'amitié.
Surtout, il y a le fait, souvent négligé, qu'il est essentiel de se parler à soi-même. Se relire après quelques mois, par exemple. Sans une bonne documentation des calculs, on est condamné à perdre son travail, ou à perdre du temps à retrouver les idées qu'on avait eues.

Bref, je crois que c'est une bonne pratique que de bien documenter les calculs !

L'évaluation des stages doit être responsable

Comment évaluer des stages ?
Pour les études supérieures, il y a fréquemment des évaluations des étudiants, selon le principe sain et juste que ces dernières sont à l'appui d'une reconnaissance officielle de capacités. On se souvient que, à propos de capacités, j'ai largement dit que quelqu'un qui sait, c'est quelqu'un qui a appris, de sorte que je ne vois pas les capacités comme innées, mais apprises.
Mais je reviens à des principes simples : si nos diplômes sont des reconnaissances de savoirs ou de savoir-faire, pourquoi n'organisons-nous pas d'abord des examens indépendants des cursus, où chacun serait libre de s'inscrire et de prétendre à ces reconnaissances ? C'est ensuite seulement que l'on doit -semble-t-il- organiser des systèmes pour aider les étudiants à apprendre. Quels sont ces systèmes ? Les "cours" ne sont pas une réponse, sauf à être autre chose que des litanies, et j'attends de la collectivité un sursaut intellectuel qui permettra de ne pas pérenniser des modalités mauvaises par principe.

Je pense à cela alors que vient le moment d'évaluer des stages : les universités qui m'envoient les étudiants me demandent des évaluations, mais que dois-je juger, et comment ? Pour moi qui ne suis pas engagé dans le dispositif universitaire d'études supérieures (en réalité, je le suis... mais pas pour ce qui concerne ces stages), suis-je vraiment habilité à évaluer les étudiants ? Quels critères dois-je avoir ? Certes, on me donne des fiches d'évaluation, mais, par exemple, est-il légitime de demander aux étudiants d'être autonomes... alors qu'on ne les a pas formé à cela, dans les (rares, trop rares) séances de travaux pratiques ? On me demande si les étudiants ont des connaissances, mais que puis-je savoir des connaissances requises pour un niveau donné d'une université donnée ? Certes, je peux appliquer à la lettre les consignes ministérielles, mais alors les zéro vont pleuvoir... puisqu'il n'y a pas de sélection à l'université (jusqu'à plus ample informé... et j'espère que cela va changer). On me demande si les étudiants sont "ponctuels", par exemple, mais c'est là de l'administration au pire sens du terme : je ne suis pas payé pour être garde chiourme.
Bref, les fiches d'évaluation que l'on me donne sont bâclées, et elles sont pire : elles sont une injure à ma conscience professionnelle.
Et puis, n'est-ce pas se défausser que de me demander d'évaluer les étudiants en stage, alors qu'ils relèvent de l'université, que le stage est une partie du cursus pédagogique ? Puisque ce sont les universités qui décernent les diplômes, c'est donc à elles de prendre la responsabilité de décider du niveau de savoir ou de savoir-faire qu'elles réclament.
Je réclame que les universités prennent leurs responsabilités, qu'elles fassent véritablement ce qui dit la loi. Et si elles considèrent que je ne fais pas ce que devrait faire un maître de stage, qu'elles arrêtent de m'envoyer des étudiants en stage... ainsi qu'à tous les autres, car en réalité, il y a beaucoup d'hypocrisie dans toute cette affaire. Le discours de terrain n'est pas le discours officiel, et cela n'est bon pour personne.

Pour ce qui me concerne, j'ai décidé d'être  là pour aider les étudiants à transformer les connaissances en compétences. Je m'évertue à le faire avec beaucoup d'énergie. J'accepte tous les étudiants, quelles que soient leurs connaissances, leurs "capacités", parce que je ne les accepte que par reconnaissance : quelqu'un, un jour, m'a accepté en stage, et j'ai donc le devoir collectif de poursuivre la chaîne de reconnaissance. Je me moque des "capacités", et j'encourage  la progression  : le stage est l'occasion de transformer des connaissances en compétences, dit la loi, et pas d'évaluer des connaissances ni des compétences.

 Bref, un stage dans notre groupe est tout entier focalisé sur la question quotidienne : qu'ai-je appris ? qu'ai-je appris à faire ?

Savoirs opératif et spéculatif à l'université

Certains de mes amis opposent le spéculatif et l'opératif, la tête et la main. Les organisations compagnonniques, maçonniques et autres seraient ainsi l'occasion de développer l'aspect spéculatif, tandis que le "métier" serait l'occasion de développer l'opératif. C'est dans des "études", spéculatives donc, que l'on découvrirait le nombre d'or (mais il y a quand même bien mieux à faire que de se focaliser sur ce nombre, en vue d'applications), et dans la construction des mets que l'on pourrait le mettre en oeuvre, opérativement, en répartissant les masses dans l'assiette ou autre.

Evidemment, ma description est caricaturale, parce qu'un bon travail spéculatif va plus loin que la découverte d'un nombre, fut-il encore plus passionnant que le nombre d'or : il y a la question du sens profond, et mille autres considérations qui vont même jusqu'à dépasser celui-ci. Mais ce n'est pas cela que je veux discuter ici. C'est bien, plutôt, la notion de spéculatif, qui a été trop souvent collée à "réflexion", "intellectuel", "scientifique", "théorique". Je propose qu'un "intellectuel qui est engagé dans l'étude théorique soit "opératif", s'il est au pas de charge, et même s'il fait bien. Il semble y avoir une sorte d'opérativité

Votre avis ?

Plus de papier dans les environnements professionnels modernes, plus de papier dans les universités !

Nous sommes bien d'accord : l'université ne doit pas pérenniser des pratiques périmées, mais donner à de jeunes citoyens des compétences qui leur assureront une vie sereine.
Derrière cette déclaration lénifiante, on peut voir une réalité économique plus cruelle, à savoir que les employeurs (pour ceux des étudiants qui seront employés, parce qu'ils n'auront pas eu le courage, la possibilité,  l'idée, etc. d'être leur propre maître) préfèrent des personnels compétents à des personnels incompétents. En corollaire inévitable, il y a le fait que les étudiants sortant des études supérieures doivent avoir des compétences modernes, si modernes même que les sociétés susceptibles de les employer doivent voir un intérêt à les embaucher, au lieu d'avoir le sentiment qu'elles devront former des jeunes employés insuffisamment formés.
Je récapitule : les étudiants diplômés des études supérieures doivent être en avance sur le monde de l'entreprise, et pas en retard.

Or le monde de l'entreprise est déjà numérique. Les sociétés les plus avancées, au moins, ont des méthodes d'organisation qui ne sont plus celles du siècle passé, et le numérique s'est imposé : pour l'administtration, pour la production, pour les ventes... Plus de papier, mais du numérique. Une saisie par un membre de la société, sur un clavier d'un terminal numérique, est immédiatement répercutée dans l'ensemble de l'entreprise, sans relais, et l'information est immédiatement traitée, parce que l'on a bien compris que cette rapidité était un gage d'efficacité, de rapidité, de compétitivité.
La conséquence ? Nos étudiants doivent apprendre à ne plus avoir de papier. Plus de cahier, plus d'agenda tels qu'ils en avaient au lycée, plus de carnetsa... D'ailleurs, ils ont des téléphones portables ; ils doivent donc avoir des ordinateurs portables pour leurs travaux, des tablettes, peu importe, mais plus de papier.
 Et c'est donc un scandale que quelques institutions d'enseignement continuent de demander des rapports de stage imprimés ! Un pdf fait l'affaire. Non seulement, la transmission sera plus fluide, mais, de surcroît, on aura bien montré à nos étudiants que le monde est numérique... et que l'université n'est pas en retard. Je ne parle pas de l'intérêt économique  et environnemental de la suppression du papier.

 Pour autant, la partie n'est pas gagnée : je sors du bureau où quatre étudiants avancés travaillaient, et j'ai vu trois cahier et des post-it !

 Sans relâche, banissons le papier !

Quelle différence entre un composé et une molécule ?

Je serais naïf de croire que, parce que j'ai fait un jour un bon podcast sur le site AgroParisTech, j'ai résolu la question. Et je m'aperçois, jour près jour, que la difficulté demeure... qui est celle qui empêtrait mes condisciples quand, au temps des maths modernes, nous étudiions les classes d'équivalence. La question est celle des "types", des "catégories", des "classes", des ensembles. Et j'analyse que s'il y a une difficulté, c'est que l'objet est concret, alors que la catégorie est abstraite. La difficulté, pour certains de mes amis, c'est donc l'abstraction.
Mais ne baissons pas les bras, ne manquons pas une occasion de montrer à nos amis qu'ils ont -évidemment- toute la tête qu'il faut pour maîtriser ces notions  : souvent, l'exemple est éclairant.
Et commençons donc par le concret. Prenons deux objets identiques (pensons à deux boules rouges) que nous nommons atomes d'hydrogène et un objet d'une autre sorte (pensons  à une boule blanche) que nous nommons atome d'oxygène. En les "collant", nous formons un objet en forme générale de V, que nous nommons "molécule d'eau".
Puis, avec d'autres "atomes", nous formons d'autres "molécules d'eau" : elles sont identiques à la première. Et la réunion (dans un récipient) de beaucoup de molécules d'eau fait une matière que l'on nomme de l'eau.
Dit à l'envers, si nous partons d'un verre de ce liquide que nous connaissons tous sous le nom d'eau et que nous regardons à l'aide d'un très puissant microscope, nous voyons des objets tous identiques, que nous nommons "molécules d'eau". Chacun des objets est une molécule d'eau.
L'eau ? C'est une matière, mais, en l'occurrence, c'est aussi un "composé", c'est-à-dire une catégorie de molécules. Une sorte de molécules. Et peu importe qu'il y en ait beaucoup ou peu dans un récipient, le composé présent est toujours l'eau. Peu importe que l'eau soit à l'état liquide, solide, gazeux : la catégorie est celle des molécules d'eau. Et "catégorie de molécules" est synonyme de "composé".

Tiens, faisons un peu plus difficile, à "titre d'exercice". Dans le vin, il y a de l'eau : des dizaines de millions de milliards de milliards de molécules d'eau. Il y a aussi un autre composé, nommé l'éthanol, qui est l'alcool du vin et des eaux de vie : environ 10 à 15 pour cent, soit des millions de milliards de milliards de molécules d'éthanol, des molécules différentes de celles des molécules d'eau, parce que construites avec des atomes de carbone (deux par molécule), des atomes d'hydrogène (cinq par molécules) et un atome d'oxygène.
Mais, dans le vin, il y  a beaucoup d'autres composés : cela signifie "beaucoup d'autres sortes de molécules". Par exemple, pour les molécules odorantes, il y en a des milliards de milliards, mais de "seulement" quelques centaines de catégories. Il y a donc quelques centaines de composés odorants, mais un très très grand nombre de molécules odorantes. Idem pour les composés sapides, colorés, etc.

On le voit, une molécule n'est pas plus un composé qu'un individu n'est une population !

La question de l’autonomie des étudiants : pourquoi la sigmoïde s’impose

Combien d'heures de cours les étudiants doivent-ils recevoir ?
Je propose de montrer un raisonnement sain... qui semble à reprendre de fond en comble.
Le raisonnement sain est le suivant :
 - on commence l'école vers 6 ans, et l'on sort de l'université en fin de Master 2
 - quand on arrive, on n'est pas autonome pour ce qui est de l'étude, et quand on sort, on doit l'être, puisque, ensuite, on n'est pas payé pour apprendre (bien qu'il soit conseillé de le faire), mais pour produire
 - autrement dit, le pourcentage d'autonomie est compris entre 0 et 100
Sur cette base,  à quel rythme devons-nous devenir autonome ?
Ce serait une erreur de lancer trop vite les enfants dans l'autonomie : il faut donc que le rythme soit lent, au début. D'autre part, ce serait une erreur de conserver des étudiants de Master très peu autonomes, car ils seraient exposés à le devenir brusquement en trop peu de temps.
Conclusion inévitable : la courbe de l'autonomie en fonction de l'âge est nécessairement une sigmoïde.

 Sur la base de cette conclusion, tirons des conséquences. La première, l plus importante, à mon sens, c'est que, en début de master, les étudiants doivent apprendre avec environ 90 pour cent d'autonomie, ce qui, en pratique, signifie que pour une heure de "cours", il doit y avoir 9 heures de travail personnel. Un emploi du temps, sur une semaine de 40 heures (par exemple, mais on sait que je propose bien plus), ne doit comporter que 4 heures de cours ! Le reste, c'est du travail personnel, qui doit être guidé, évalué... non pas en termes de temps passé, de présence, mais de résultats : pour que le diplôme de Master, je propose de cesser de jouer à l'obligation de moyens, et que nous allions clairement à l'obligation de résultats... même si cette proposition n'est pas dans l'air du temps, même si elle peut sembler politiquement incorrecte (et cela me semble grave qu'elle puisse sembler ainsi).
En réalité, ma proposition n'est pas si iconoclaste... car, dans le système des "crédits", qui est je le rappelle un système mondialement retenu, l'idée que je propose est explicitement donnée.

Pourquoi ai-je écrit, en préambule, que ce raisonnement doit être repris de fond en comble ? Parce qu'il a été fait dans l'hypothèse d'un "enseignement", alors que j'ai dit cela impossible : il ne peut y avoir que d'études, par les étudiants, et pas d'enseignement par des enseignants.
On pourrait toutefois sauver les apparences, en disant que, puisque les étudiants deviennent autonomes, dans le système proposé, les enseignants s'effacent. Et l'on pourrait aussi dire que les "cours" ne sont pas nécessairement des enseignements.  Oui, mais ce n'est pas assez ; s'il n'y a pas d'opposition entre les deux idées, il y a un flou considérable qui subsiste. Ce qu'il faut, c'est bien analyser les études.
De quoi part-on ? D'enfants qui commencent à étudier. L'emphase, ce n'est pas l'apprentissage, mais l'étude, et ce qui est en jeu, c'est de donner à des individus une envie d'étudier, en vue d'obtenir des connaissances, mais surtout des compétences.
Les premières compétences sont évidemment la maîtrise de la lecture, de l'écriture, du calcul élémentaire... et de la vie en société démocratique. Dans le détail, comment faire ? Je ne peux certainement pas avoir la prétention de me substituer à des professionnels de talents, qui peuvent réfléchir à la chose, en connaissance -professionnelle, j'insiste- des enfants. Pour l'université, il me semble que mes billet précédents répondent à la question, avec peut-être, toutefois, trop peu d'emphase mise sur la discussion des MOOC.

A suivre, donc.

La sauvegarde des données

Une anecdote pour commencer : il y a plusieurs années, j'avais un ordinateur... dont je faisais mollement les sauvegardes. Il est arrivé, un jour, qu'il est tombé en panne, et que les données ont été perdues... sur quinze jours ! Vous vous rendez compte : deux semaines de travail perdues ! J'étais atterré... mais je sais aussi que l'expérience est intransmissible.
Puis, j'ai eu des disques durs de sauvagegardes, et j'ai fait des sauvegardes quotidiennes. Or il est arrivé -je le jure- que j'ai eu plusieurs fois des disques durs en panne, puis, pire, que j'ai eu un jour une panne à la fois d'un ordinateur et d'un disque dur. Pour cet événement, cela n'a pas été très grave... car, par hasard, j'avais une sauvegarde sur un second disque dur externe... et je n'ai perdu qu'une journée de travail. Mais quand même, pour quelqu'un qui travaille sans relâche, une journée de travail perdu, c'est rageant.
Pis encore : il est arrivé que j'ai eu un jour un ordinateur qui me lâchait, en même temps que deux disques durs externes ! Ce joura-là, je suis tombé des nues... mais j'avais trois sauvegardes, et je n'ai perdu qu'une heure, parce que la panne s'est produite en début de journée (j'avais sauvegardé la veille, au soir).

Depuis ce temps, j'ai personnellement plus de trois sauvegardes, en plus de mon disque dur, et je synchronise mes données à des moments différents pour les différents disques durs, pour des raisons qui sont exposées abondamment sur internet.

 Mais passons à d'autres que moi.
1. Peut-on se contenter d'avoir des sauvegardes sur un dropbox ou sur le cloud ? Professionnellement, cela n'est admissible que si le serveur reconnaît la propriété des données à celui qui stocke, et non à celui qui héberge. Et, bien sûr, si l'on a plusieurs stockages différents, car on peut imaginer une panne du serveur, et la perte des données ainsi stockées.
2. Evidemment, on doit  avoir des mise à jour soit en permanence, soit à des intervalles si courts que la perte serait sans trop de gravité (mais quand même, une heure perdue d'idées intéressantes, c'est déjà beaucoup.
3. On notera que l'on peut faire une différence entre sauvegarder et synchroniser, le second étant plus rapide, surtout quand on a un volume de données important, comme n'importe quel professionnel.

Bref, combien de sauvegardes avez vous ?