Création d'un horaire-maître d'une école primaire grâce à l'IA
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par Jean-Pierre Tremblay et Marc-André Girard
Conseillers au RÉCIT service national des gestionnaires scolaires
Organisation scolaire avec intelligence artificielle générative
Bienvenue à notre présentation sur l'utilisation de l'intelligence artificielle générative pour l'organisation scolaire des écoles primaires. Ce projet-pilote innovant, développé par Marc-André Girard et Jean-Pierre Tremblay, conseillers RÉCIT national des gestionnaires scolaires, vise à simplifier la création des horaires des spécialistes.
Deux requêtes à expérimenter selon le contexte de l'école et les différentes contraintes de cette dernière.
Découvrez comment cette méthode peut vous faire économiser un temps précieux dans votre gestion administrative.
IAG - Intelligence artificielle générative
  • Fonctionnement probabiliste;
  • Haut risque d'hallucination;
  • L'IA est votre ami ! Questionnez-la;
  • Une pierre, deux coups ! Le temps passé à s'approprier l'IAG sera réinvesti dans des tâches futures (ex: horaire des photos).
Avantages de l'utilisation de l'IA générative
Économie de temps
Réduction significative du temps consacré à la planification
Équilibre optimal
Distribution équilibrée des périodes et respect des contraintes
Simplicité d'utilisation
Interface intuitive accessible à tous les gestionnaires
Adaptabilité
Flexibilité pour s'adapter aux besoins spécifiques de chaque école
L'utilisation de l'intelligence artificielle générative pour la création d'horaires scolaires représente une avancée significative dans la gestion administrative des écoles. Cette approche permet non seulement de gagner un temps précieux, mais aussi d'optimiser la répartition des ressources humaines tout en respectant les contraintes pédagogiques essentielles au bon fonctionnement de l'établissement.
Considérations éthiques et pratiques
Confidentialité des Données
Le système utilise des noms génériques pour les enseignants (ex: ÉDUC-1) afin de garantir la confidentialité des informations personnelles, conformément à la loi 29.
Impact Environnemental
Chaque requête formulée à l'IA a un impact environnemental. Il est recommandé d'optimiser vos demandes et de limiter les générations inutiles.
Conformité aux Directives
L'utilisation des IAG doit respecter les balises fournies par votre CSS et les principes du Guide d'utilisation pédagogique, éthique et légale de l'intelligence artificielle générative élaboré par le MÉQ.
Vérification Humaine
Bien que l'IA soit performante, il est essentiel de vérifier les résultats générés et d'apporter les correctifs nécessaires, car l'IA peut commettre des erreurs.
Requête avec Claude-IA
1
Contexte
  • Création d'un horaire-maître pour une école primaire au Québec - Insertion des périodes d'enseignement des spécialistes (musique, anglais, éducation physique)
  • Les noms sont ficitifs et à remplacer par la suite.
2
Contraintes organisationnelles
- Chaque période dure 54 minutes, il y en a 5 par jour - Plusieurs spécialistes peuvent enseigner en même temps, mais à des groupes différents - Plages horaires à combler : 8h30 à 9h24, 9h24 à 10h18, 10h42 à 11h36, 12h40 à 13h34, 13h58 à 14h52
3
Besoins par matière
Éducation physique : 1 à 3 périodes par semaine selon les groupes - Anglais : 1 à 2 périodes par semaine selon les groupes
4
Préférences des enseignants spécialistes
Stéphane (éducation physique) : 21 périodes, préfère ne pas enseigner aux groupes 001 à 201 - Annie (éducation physique) : 22 périodes, aimerait ne pas avoir de cours le jeudi à la dernière période - Rose (éducation physique) : prendra les groupes 001, 002 et 801
Voici l’enseignante d’anglais :
Kelly : Elle doit enseigner l’anglais aux groupes 101 à 704.
Voici les besoins de chaque groupe pour la musique ainsi que le nombre de périodes :
101 : 1 période par semaine
102 : 1 période par semaine
201 : 1 période par semaine
etc…
Voici les enseignants de musique :
Véronique : n’enseigne que du lundi au mercredi. Elle doit enseigner la musique aux groupes 101 à 602, ainsi que 703 et 704. Philippe : enseignera aux groupes 701 et 702. Coller les deux périodes d’enseignement pour qu’elles se succèdent.
Requête avec Claude-IA
Contraintes globales et incontournables
  • Tu dois distribuer l’ensemble des périodes.
  • Tu dois absolument respecter le nombre de périodes d’enseignement des spécialistes pour chaque groupe
  • Un même groupe ne peut être deux fois dans la même période Un groupe ne peut jamais être partagé par deux enseignants spécialistes
  • Le même enseignant spécialiste ne peut jamais enseigner simultanément à deux groupes distincts à la même période
  • Chaque groupe doit avoir au maximum une période avec un enseignant spécialisé par jour
  • Il peut y avoir un maximum de six enseignants spécialistes par période Ne jamais mettre de cours pendant le diner !
Tâche attendue
  • Fais l’horaire pour chacune des journées et chacune des périodes de la semaine en respectant les contraintes indiquées.
  • Tu dois générer cet horaire dans un tableau 5 x 5.
  • L’en-tête horizontal représente les journées de la semaine, celui vertical représente les périodes.
  • Dans les cellules du tableau, ne pas indiquer de balises HTML; simplement y insérer un espace plutôt, pour que ce soit facilement lisible.
Comprendre le concept des Jetons
Définition d'un Jeton
Représente une période de spécialiste à attribuer dans l'horaire scolaire
Composition
Chaque jeton contient une lettre (spécialité) et un chiffre (groupe d'élèves)
Distribution
Les jetons sont placés dans une grille 5x5 (selon la grille horaire de l'école) représentant les jours et périodes
Cette méthode innovante permet de visualiser clairement la répartition des spécialistes, d'assurer une couverture équilibrée des périodes et d'automatiser un processus traditionnellement complexe à gérer manuellement. L'utilisation des jetons facilite également la vérification des contraintes et l'optimisation de l'emploi du temps.
Préparation du fichier Excel
Feuille "PROF"
Associe un enseignant générique (ex: ÉDUC-1) à une lettre (ex: E) pour garantir la confidentialité. Cette feuille contient la liste générique de spécialistes que vous pouvez modifier selon vos besoins.
Feuille "LISTES"
Contient les listes verrouillées des périodes et des jours à inscrire à l'horaire, servant de référence pour l'organisation temporelle.
Feuille "DÉPART"
C'est ici que la direction inscrit le spécialiste choisi, les groupes concernés (séparés par une virgule sans espace) et le nombre de périodes par groupe.
La préparation minutieuse du fichier Excel est une étape cruciale pour assurer le bon fonctionnement de l'intelligence artificielle générative. Chaque feuille joue un rôle spécifique dans la définition des paramètres nécessaires à la génération d'un horaire optimal et respectueux des contraintes établies.
Préparation du fichier Excel
Feuille "DÉPART"
C'est ici que la direction inscrit le spécialiste choisi, les groupes concernés (séparés par une virgule sans espace) et le nombre de périodes par groupe.
La préparation minutieuse du fichier Excel est une étape cruciale pour assurer le bon fonctionnement de l'intelligence artificielle générative. Chaque feuille joue un rôle spécifique dans la définition des paramètres nécessaires à la génération d'un horaire optimal et respectueux des contraintes établies.
Configuration des contraintes
Contraintes Générales
Règles fondamentales qui ne doivent pas être effacées, comme éviter qu'un enseignant ait deux groupes simultanément ou qu'un groupe ait deux spécialistes en même temps. Inclut également le nombre maximal de spécialistes pouvant enseigner simultanément.
Contraintes Additionnelles
Règles spécifiques comme les disponibilités des enseignants à temps partiel. Par exemple, si un spécialiste d'anglais (lettre A) ne travaille pas le jeudi, on ajoutera la contrainte: "Aucun jeton dont la lettre est A dans la 4e colonne (jeudi)".
Contraintes par Cellule
Règles particulières pour des cases spécifiques de la grille, comme "L'enseignant D n'aura jamais de cours les lundis à la 2e période" ou "Le groupe 203 n'aura pas de spécialiste les mercredis à la 4e période".
La définition précise des contraintes est essentielle pour obtenir un horaire fonctionnel et adapté à la réalité de votre établissement. Plus les contraintes sont nombreuses, plus la tâche devient complexe pour l'IA, mais celle-ci est conçue pour trouver des solutions optimales même dans des situations contraignantes.
Groupes synchronisés et finalisation
Groupes Synchronisés
Cette feuille optionnelle permet de spécifier que certains groupes (par exemple, toutes les classes de 1re année) doivent avoir un nombre défini de périodes de spécialistes en même temps. Vous indiquez les groupes concernés, le nombre de périodes par semaine, et si les spécialités doivent être différentes.
Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour coordonner les horaires de groupes qui partagent des ressources ou des activités communes.
Feuille "ENTRÉE"
Cette feuille verrouillée servira directement à l'IA. Elle est générée automatiquement à partir de la feuille "DÉPART" et contient uniquement les champs nécessaires pour créer les jetons. Chaque jeton créé contient la lettre du spécialiste et le chiffre représentant le groupe.
Cette étape finale de préparation permet à l'IA de disposer de toutes les informations nécessaires pour générer l'horaire optimal.
Processus de génération de l'horaire
Tâche 1: Création des Jetons
L'IA génère tous les jetons nécessaires à partir des données fournies dans la feuille "ENTRÉE", en respectant les quantités spécifiées pour chaque groupe. Elle crée également des feuilles récapitulatives pour visualiser le nombre total de jetons par lettre et par chiffre.
Tâche 2: Répartition dans la Grille
L'IA distribue intelligemment les jetons dans une grille 5x5 (jours x périodes) en respectant toutes les contraintes définies. Elle utilise des algorithmes sophistiqués comme le backtracking pour trouver la solution optimale.
Tâche 3: Mise à Jour de la Grille
Les lettres des jetons sont remplacées par les noms des professeurs correspondants, et les nombres sont mis entre parenthèses pour une meilleure lisibilité.
Tâche 4: Génération des Fichiers Finaux
L'IA produit les documents finaux: un fichier Excel complet avec la grille principale et des feuilles par professeur et par groupe, ainsi qu'un document Word formaté avec une table des matières.
Résultats et livrables
À l'issue du processus, vous obtiendrez plusieurs documents prêts à l'emploi: un fichier Excel complet contenant la grille horaire principale ainsi que des onglets dédiés à chaque professeur et à chaque groupe. Vous recevrez également un document Word en format paysage, comprenant une page de présentation avec le nom de votre école, une table des matières cliquable, la grille complète et des pages individuelles pour chaque professeur et groupe.
Ces documents sont immédiatement utilisables et peuvent être facilement personnalisés selon vos besoins spécifiques.
Conseils pour le gestionnaire
🎯Comment un directeur d'école peut utiliser l'IA pour créer les horaires des spécialistes.
Voici quelques conseils pratiques pour vous soutenir.
  1. Préparer des données exactes et complètes
    • Vérifier chaque entrée dans la feuille "ENTRÉE" (spécialiste, groupe(s), quantité).
    • S'assurer que toutes les colonnes nécessaires sont visibles.
    • Respecter le format: LETTRE | GROUPES (ex. 301,302) | QUANTITÉ.
  1. Intégrer les vraies exigences pédagogiques
    • Bien définir les contraintes dans les feuilles "CONTRAINTES", "GROUPES SYNCHRONISÉS", "CONTRAINTES CELLULES".
    • Préciser les jours où certaines activités sont interdites, les groupes qui doivent être synchronisés, le nombre maximum de périodes, etc.
  1. Commencer simple, puis ajouter de la complexité
    • D'abord, générer un horaire avec peu de contraintes.
    • Ensuite, ajouter les restrictions une par une.
  1. Assurer une répartition équilibrée
    • Veiller à ce que les périodes soient réparties sur les cinq jours de la semaine.
    • Éviter de concentrer trop d'activités le même jour (par exemple, tout le vendredi).
  1. Vérifier attentivement les rapports
    • Confirmer que le nombre total de jetons créés est correct.
    • Examiner les tableaux indiquant les jetons placés et restants, ainsi que les périodes par groupe.
  1. Distribuer les horaires individuellement
    • Utiliser les feuilles Excel spécifiques pour chaque professeur et chaque groupe.
    • Exporter ou imprimer le document Word en format paysage pour une meilleure lecture.
  1. Prévoir un retour d'expérience
    • Recueillir les commentaires après la première semaine d'utilisation de l'horaire.
    • Apporter les ajustements nécessaires et générer une version corrigée si besoin.
  1. Conserver les informations pour l'avenir
    • Archiver le fichier source et la requête (prompt) utilisée pour la génération.
    • Nommer les fichiers avec l'année et la version pour un bon suivi.
GUIDE DES BONNES PRATIQUES
🎯 Ce guide offre aux directions d’école une méthodologie efficace pour interagir avec une IAG sur des projets complexes comme la génération d’un horaire-maître.
✅ Stratégies à mettre en œuvre
  1. Décomposer la tâche: Fractionner le projet en étapes claires et ordonnées (ex: générer, placer, nommer, exporter).
  1. Donner un contexte clair: Expliquer le rôle de l'IA et les règles du système (ex: « Tu es mon assistant pour créer un horaire conforme »).
  1. Employer un langage structurant: Utiliser listes, tableaux, numérotations pour clarifier (ex: lister les contraintes).
  1. Valider à chaque étape: Vérifier la conformité après chaque phase (ex: « As-tu bien respecté max 8 jetons par case ? »).
  1. Gérer les erreurs et ajustements: Identifier les obstacles et les décomposer pour tester des solutions (ex: relâcher temporairement une contrainte).
  1. Répéter les règles critiques: Rappeler à l’IAG les contraintes sensibles (ex: « E, D et U ne peuvent pas être ensemble »).
  1. Identifier les objectifs secondaires: Clarifier les résultats désirés (ex: « Je veux une grille propre, exporte en Word et Excel »).
🧠 Habiletés cognitives et métacognitives à développer
  1. Planification: Organiser les étapes du projet (ex: construire un prompt en 4 tâches).
  1. Précision conceptuelle: Employer les bons termes et distinguer les concepts (ex: ne pas confondre jeton, groupe, enseignant, case).
  1. Pensée algorithmique: Concevoir les actions comme une suite logique (ex: imaginer comment l’IA trie les jetons).
  1. Résolution de problème: Ajuster stratégiquement selon les contraintes (ex: tester de nouvelles colonnes).
  1. Autorégulation: Se questionner sur le processus (ex: « Pourquoi ce jeton ne se place-t-il pas ? »).
  1. Communication explicite: Formuler des instructions claires et détaillées (ex: donner des exemples précis).
📋 Bonnes pratiques
  1. Nommer clairement chaque contrainte importante (ex: max par case, colonnes interdites, synchronisation).
  1. Rappeler régulièrement les contraintes prioritaires.
  1. Valider par étapes.
  1. Demander des tableaux explicites pour vérifier l'application.
  1. Documenter les ajustements (ex: contrainte temporairement levée).
Pour aller plus loin
Expérimentation
Testez différentes IA génératives pour identifier celle qui répond le mieux à vos besoins spécifiques
ESPACE RÉCIT-GS pour y retrouver la documentation et les fichiers de travail :
Personnalisation
Adaptez les contraintes et paramètres selon la réalité unique de votre établissement
Partage d'expérience
Contribuez à l'amélioration du système en partageant vos retours d'expérience
Pour en savoir plus sur ce projet-pilote ou pour obtenir de l'assistance, n'hésitez pas à contacter vos conseillers: Marc-André Girard ([email protected]) et Jean-Pierre Tremblay ([email protected]).
Ce projet innovant représente une avancée significative dans l'automatisation des tâches administratives scolaires, permettant aux directions d'écoles de consacrer davantage de temps aux aspects pédagogiques et humains de leur mission éducative.
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