Utilisation de l’IA pour l’accompagnement des apprentissages dans et hors de la classe

Plusieurs collègues de SVT de l’académie d’Aix Marseille ont formé un groupe académique piloté par Sabine Ticaud, IA-IPR de SVT, pour explorer le thème proposé par les TraAM SVT (travaux académiques mutualisé) en 2023-2024 : Éthique et formation à l’esprit critique dans les usages des outils d’IA en SVT

Le thème national a été décliné dans l’académie sous le titre : Utilisation de l’IA pour l’accompagnement des apprentissages dans et hors de la classe.

Trois axes ont été retenus :

• Comprendre le fonctionnement de l’IA et à identifier ses limites : Faire comprendre par une activité le mode de fonctionnement de l’IA, générer avec l’IA des questions qui incitent à réfléchir aux implications éthiques d’une notion, solliciter des arguments scientifiques sur un point du programme.
• Aider les élèves à mémoriser : construire des auto-évaluations de type QCM en autonomie, analyser les réponses scientifiques générées par l'IA, construire un glossaire, un plan détaillé, ou encore formuler un paragraphe avec les mots clés dégagés pendant le cours.
• Interroger la place de l’IA pour différencier et/ou adapter son enseignement : guider et/ou découper avec l’IA les tâches complexes à effectuer telle que la réalisation de carte mentale (ex. génération d’une liste de mots clés sur un sujet donné), délimiter le sujet du grand oral.

Problématique du respect du Réglement Général de la Protection des Données

Si chacune des productions réalisées présentées ci-dessous répond à un, deux ou trois des axes retenus, la synthèse proposée ici va plutôt s’attacher à les regrouper par type d’utilisation pour l’enseignant.

Ceci dans le but de répondre à la problématique de l’utilisation de l’IA en respectant le Règlement Général de Protection des Données (RGPD).

• Lors d’une utilisation par le professeur en amont de la séance, et donc sans les élèves, la question du respect du RGPD ne se pose plus.
• Au cours d’un utilisation en classe par les élèves, l’enseignant ne doit pas proposer à ses élèves de se créer un compte, mais si des élèves, ayant la majorité numérique (15 ans) ont déjà un compte personnel, ils peuvent alors l’utiliser en classe. Beaucoup d’élèves utilisent en effet déjà l’IA associée à snapchat : My.AI. D’autres ont un compte sur ChatGPT.
• Dans le cas où les élèves n’ont pas de compte, il est possible d’utiliser des IA qui ne demandent pas de données personnelles comme perplexity.AI

Des exemples d’activité, avec une utilisation de l’IA par le professeur en amont de la séance : les élèves ont ensuite à disposition les résultats des productions de l’IA

Les activités présentées ci-dessous en collège exploitent la possibilité qu’à l’IA de générer des images. Plusieurs objectifs seront présentés mais ils en en commun :

• de demander aux élèves d’exercer leur esprit critique tant sur la qualité des images produites (des dinosaures reliés par leur queue) que par la prise de conscience des stéréotypes véhiculés par l’IA du fait de son fonctionnement.
• De faire travailler les élèves sur la qualité de leur expression écrite.
  
  

Aborder la notion de cellules en classe de sixième à l’aide de l’IA générative d’images Dans cette activité les élèves de 6e observent pour la première fois des êtres vivants au microscope, à la recherche d’un caractère commun. Ils travaillent l’expression écrite en rédigeant quelques phrases descriptives de leurs observations qui serviront de prompt pour un générateur d’image. Les images générées sont alors critiquées : sont-elles ressemblantes à nos observations ? Comment améliorer un prompt ? Un moyen de construire la notion de cellule tout en développant l’esprit critique des élèves ! Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent (ac-aix-marseille.fr)

Utiliser l’IA pour reconstruire un paléoenvironnement Cycle 3 ou cycle4. Les élèves sont invités à reconstruire le paléoenvironnement de la région d’Aix en Provence il y a -20 Ma et -74 Ma. Après avoir étudié des documents, des roches, des fossiles…ils décrivent précisément le paysage passé à ces deux époques. On demande ensuite à l’intelligence artificielle de générer les images de paléoenvironnement à l’aide des descriptions des élèves. Utiliser-l-intelligence-artificielle-pour-reconstituer-un-paleoenvironnement

Utiliser l’IA pour faire comprendre la différence entre météo et climat Cycle 4. L’objectif de la séance est triple : découvrir et comprendre la différence entre météo et climat. faire connaitre aux élèves l’existence des IA (Intelligences Artificielles) génératives et comprendre leur fonctionnement; exercer leur esprit critique en distinguant ce qui relève d’une opinion et ce qui constitue un savoir scientifique. Utiliser-l-ia-pour-faire-comprendre-aux-eleves-la-difference-entre-meteo-et-climat

Dans les activités de lycée présentées ci-dessous le professeur fournit un texte produit par l'IA et demande aux élèves d'avoir une réflexion sur cette production pour travailler l'argumentation et la réalisation de textes argumentés.

Esprit critique et IA : Prendre du recul sur l’argumentation proposée par l’IA sur l’expérience de Meselson et Stahl L'exercice présenté demande aux élèves de comprendre les trois modèles de réplication de l'ADN puis les résultats de l'expérience avant d'exercer un regard critique sur des argumentations fournies par l'IA sur le même sujet. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l’organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

L’IA pour se préparer à une évaluation sommative de texte argumenté (exercice 1 du bac) La réponse de l’IA, à une demande de synthèse sur un sujet donné, peut donner lieu de support de réflexion pour la construction d’un texte argumenté.  Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l’organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

Des exemple d’utilisation de l’IA en classe par les élèves

Deux types d’utilisation ont pu être pratiquées : utiliser les potentialités de l'outil et utiliser les réponses approximatives de l'IA

Utiliser les potentialités de l'outil

Des activités qui permettent aux enseignants et aux élèves d’exploiter la puissance de l’outil pour gagner du temps sur la séance et se consacrer sur d’autres objectifs comme le travail de l’oral ou la réalisation d'un schéma fonctionnel.
La production d'images par l'IA donne aussi lieu à les interroger pour les comparer au réel. 

Utilisation de l’IA en seconde pour construire un tableau sur la notion de cellules spécialisées : Savoir écrire un prompt L’activité montre que la production d'un prompt n'est pas maîtrisée par l'ensemble des élèves et doit donc prévoir une différenciation. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l'organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

L’IA, une source rapide d’arguments pour nourrir un débat sur les agrosystèmes Les élèves utilisent une IA pour trouver des arguments qui vont leur permettre de défendre l’agrosystème intensif, durable ou biologique lors d’un débat permettant de travailler l’oral et l’argumentation. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème Les enjeux contemporains de la planète (ac-aix-marseille.fr)

La notion de crise biologique Comparer différentes images obtenues par l’IA afin de mettre en lumière différentes hypothèses scientifiques pour construire le concept de crise biologique. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l'organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

Le concept de cellule La notion de cellule peut être interrogée grâce à l'IA au travers de la génération d'images. La confrontation des images obtenues avec des observations microscopiques de cellules procaryotes bactériennes met en évidence une représentation limitée de la structure cellulaire qui convient de compléter grâce à une argumentation nourrie par l'apport du réel. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème Une longue histoire de la matière (ac-aix-marseille.fr)

Découvrir le code génétique avec un programme de traduction construit par l'IA Le no-code en SVT Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l’organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

L’IA utilisée pour assister les élèves à la réalisation d’un schéma fonctionnel En première spécialité les élèves réalisent un schéma fonctionnel à partir de documents fournis en utilisant l’IA pour repérer les mots clés ou faire un résumé du texte. https://www.pedagogie.ac-aix-marseille.fr/jcms/c_11212902/fr/l-ia-utilise-comme-un-assistant-pour-la-realisation-d-un-schema-fonctionnel?preview=true

Utiliser les réponses approximatives de l'IA

L'IA peut fournir des réponses approximatives. Cela peut tenir de la formulation des prompts ou des biais associées au fonctionnement de l'IA.
L’idée est alors d’utiliser les réponses approximatives comme dans le cas d’une correction entre pairs. On demande aux élèves de repérer les défauts de l’argumentation produite.  Exercer son esprit critique est ici un objectif principal.

Biodiversité, IA et esprit critique Analyse critique de réponses proposées par une IA générative sur le thème de la biodiversité Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème La Terre, la vie et l'organisation du vivant (ac-aix-marseille.fr)

Quand les élèves évaluent l’argumentation de l’IA sur les agents pathogènes et les maladies vectorielles L’activité, en seconde, consiste à demander à l’IA d’argumenter sur un sujet puis à analyser les arguments utilisés par l’IA pour exercer son esprit critique. Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Thème Corps humain et santé (ac-aix-marseille.fr)

Ressources

Le bilan national des TraAM SVT 2023-2024 :

https://eduscol.education.fr/692/les-travaux-academiques-mutualises-traam#SynthesesProductions2023_2024