Le projet « heures numériques » est un dispositif de la DRANE Délégation Régionale Au Numérique Educatif qui donne l’opportunité, dans le premier degré d’accompagner des groupes d’enseignants pour expérimenter des usages pédagogiques innovants dans le cadre d’un travail en équipe.

La thématique Intelligences artificielles génératives et apprentissages pour une meilleure compréhension de l’I.A. par les élèves a retenu l'attention.

L’I.A. questionne, voire inquiète, les modalités de production de contenus par les élèves, in fine leur capacité de raisonnement et d’engagement dans les apprentissages.

Le projet AI PROBLEMO répond au questionnement suivant :

Comment les enseignants et les élèves peuvent-ils tirer profit de l’I.A. dans la construction d’apprentissages en mathématiques dans la résolution de problèmes ? Comment aborder les enjeux de l'I.A. avec les élèves en leur permettant d'exercer leur esprit critique et leur autonomie à évaluer leurs connaissances ?

L'objectif est d'utiliser l'I.A. pour créer des banques d'énoncés de problèmes prototypiques et modifier son rapport à l'évaluation. Les élèves sont amenés à écrire des prompts pour demander à l'I.A. de proposer des énoncés de problèmes d'une catégorie définie collectivement.

L'I.A. utilisée dans le cadre de cette expérience en classe est : perplexity.ai car elle cite les sources et n'exige pas la création d'un compte pour l'utiliser.

Le projet a été conduit dans trois classes de cycle 3 :

Dans la circonscription de Bonneville 2 : Mme Géraldine BUSCA CHAUVIN avec 26 élèves de CM2 à l’école de George Lacrose, à Saint Pierre en Faucigny,

Mme Anne-Laure SEURAT avec 30 élèves de CM2 à l’école du Chef Lieu, à ETEAUX.

Dans la circonscription de Rumilly : Mme Loren BOCH avec 26 élèves de CM1 à l’école de Cusy.

Les objectifs pédagogiques :

L’enjeu du numérique scolaire, du codage, de la programmation est d’outiller les élèves à exercer leur esprit critique, comprendre les mécanismes de construction d’objets technologiques innovants, utiliser les outils numériques de manière raisonnée.

Ce dispositif a été pensé en lien avec le travail en constellation du Plan Mathématiques, autour de la résolution de problèmes. Cela permettait de resserrer le champ de travail et d’avoir des critères objectifs pour valider ou invalider les réponses de l’I.A. en lien avec l’expertise construite (ou en cours de construction) des élèves sur la compréhension de la structure interne des énoncés de problèmes (partie-tout, réunion-partage, transformation, comparaison).

- Tirer profit de l’I.A. pour construire des apprentissages sur la structure d’énoncés de problèmes mathématiques.

- Améliorer des compétences de modélisation en résolution de problèmes avec la construction de situations de références.

- Rédiger des prompts pour demander à l’I.A. de créer des problèmes.

- Développer l'esprit critique pour analyser, évaluer la pertinence des réponses de l'I.A. Valider ou invalider les propositions de l'I.A. avec des critères objectifs : est-ce que le problème respecte la requête ? Est-il vraisemblable ?

- Effectuer les modifications nécessaires dans le prompt pour améliorer les problèmes proposés et obtenir un énoncé de problème correspondant aux attendus.

- Découvrir le fonctionnement d'une I.A.

- Collaborer autour d'un projet.

Trame de travail :

Les effets observés sur les apprentissages :

- Les représentations initiales des élèves, en début de projet, sur ce qu’est un robot, une I.A., montrent que l'usage des I.A. fait partie de leur quotidien, parfois sans le savoir. Ils attribuent une intelligence et une personnification, renforcée par la dénomination propre de certaines I.A., tout en accordant une confiance relative dans les réponses de l'I.A.

- Les élèves ont tout d'abord découvert des principes de l’algorithmie avec un jeu débranché expérimenté en classe, Code en bois. Avec la réalisation des défis, ils ont construit des connaissances sur ce qu'est un algorithme, le codage avec des instructions, les répétitions, le concept de boucle, les structures conditionnelles et la vérification du codage proposé en cas de bug.

- Les échanges soulevés ont montré les questionnements similaires dans les classes sur les modalités de communication avec une I.A. (tutoiement, vouvoiement, usages des formules de politesse, bonjour, merci ...) différentes des modalités de communication écrite, entre interlocuteurs humains, dans la prise en compte du lecteur. Ils ont réinvesti leurs connaissances sur le codage et les instructions du jeu Code en bois pour rédiger un prompt avec des phrases injonctives, sans formulation de politesse.

- Ils ont construit une définition du prompt et la manière de rédiger une requête.

- L'écriture tout d'abord individuelle d'énoncés de problèmes a mis en lumière la compréhension de la structure interne indépendamment des nombres et des éléments textuels. Ils ont construit une meilleure modélisation des problèmes arithmétiques avec des situations de référence affichées en classe. Les élèves ont ensuite argumenté et négocié pour décider collectivement du choix d'une catégorie de problèmes arithmétiques à soumettre à l'I.A..

- Les élèves ont donc été amenés à collaborer, proposer, tester leurs propositions, argumenter, apporter la preuve de leurs solutions, se questionner sur la validité des réponses, exerçant ainsi leur esprit critique. Il a fallu alors justifier en quoi les problèmes ont répondu ou non à ce qui a été demandé. Cette posture de questionnement et de vérification est transférable dans d’autres situations didactiques lorsque l’enseignant permet aux élèves de le conscientiser, notamment par les traces écrites individuelles et collectives.

Les effets observés sur les pratiques enseignantes :

Conduire ce projet a permis pour les enseignantes :

- de prendre en compte les représentations et les conceptions initiales des élèves sur l'intelligence, les robots, l'IA. Les questions se sont avérées bien souvent similaires avec celles des adultes.

- d'engager davantage les élèves dans la création de leurs contenus :

    - écriture et invention d'énoncés de problèmes,

    - écriture et propositions de codage pour la réalisation de défis avec Code en bois,

    - écriture de ce qui a été retenu, construction du savoir de la classe : situations problèmes de références avec énoncé, schématisation, calcul, communication de la réponse, modalité de validation : « es-tu sûr ? »

    - écriture de la définition d'un prompt,

- Ce projet a permis de mettre en lumière des pratiques déjà existantes des élèves avec des utilisations familiales des I.A. et de clarifier des connaissances éparses et des termes : moteur de recherche, navigateur, données personnelles, sources utilisées (par exemple Wikipédia pour perplexity) en lien avec les compétences du CRCN.

- Une part plus importante a été octroyée aux échanges entre pairs, au retour réflexif, aux débats sur des enjeux de l'I.A.

- Accepter pour cela la prise de risque de ne pas avoir d'emblée les réponses.

- Développer une pensée critique sur les usages de l'I.A. en classe pour les apprentissages.

- S'initier et démystifier les nouveaux outils numériques que sont les les I.A.

  - Penser des points de vigilance en amont :

    - Informer les familles de la mise en oeuvre du projet par un courrier, les rassurer sur le fait que les élèves ne sont jamais seuls avec l'I.A. qui reste sous contrôle des enseignantes. Les élèves ne seront pas seuls en direct avec l’I.A. pour éviter l’effet consommation, réfréner la tentation consumériste, l’impulsion de regénérer sans cesse les questions.

     - Il n’y a pas de création de comptes individuels élèves pour le respect du RGPD.

Des ressources et des vidéos peuvent compléter les éléments de compréhension de ce qu’est l’Intelligence Artificielle, quels sont les les principes du machine learning et la place cruciale que joue la maîtrise des jeux de données.