Un chatbot pour renforcer l’autonomie de l’élève dans l’utilisation du microscope Avec Mike’Robot & la Binocle, développés avec Snatchbot, Twine, Canva, Giphy

Cette proposition de séquence pédagogique s’inscrit dans les Travaux Académiques Mutualisés (TraAM) 2021-2022 ayant pour thématique : « Articuler numérique et réel, en présentiel et en distanciel, en synchrone et en asynchrone ».
La problématique du projet versaillais décline ce sujet sous l’angle des compétences et démarches expérimentales : Comment le numérique peut-il contribuer au développement des compétences ciblées, renforcer le suivi des apprentissages, permettre de renforcer les mises en œuvre pratiques en classe et d’assurer une complémentarité entre des activités réalisées en synchrone et en asynchrone dans la classe et à distance ?
L’ensemble des projets est accessible via l’article central : « Présentation du projet TraAM 2021-2022 de l’académie de Versailles ».
Le scénario pédagogique présenté dans cet article est une proposition, dont tous les contenus restent adaptables aux pratiques pédagogiques de chaque enseignant.

Pour faire face à l’hétérogénéité des capacités des élèves face à l’utilisation du microscope, deux chatbots sont ici proposés pour accompagner les élèves en difficultés et renforcer leur autonomie. Celui-ci part des problèmes des élèves et leur propose de petites vidéos au format "gif" pour les aider. En fonction du nombre d’aides demandées, un bilan concernant la maitrise de l’outil est proposé à l’élève.

Mike Robot : chatbot pour utiliser le microscope
La binocle : chatbot pour utiliser la loupe binoculaire

Professeur expérimentateur

Sylvain TISSIER, au lycée Jean-Baptiste COROT à Savigny sur Orge (91)

 Vidéo de présentation

 Caractéristiques de la séquence

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveaux concernés Collège et Lycée
Parties du programme Toutes celles qui conduisent à l’utilisation du microscope.
PLACE DANS LA PROGRESSION
L’outil a été testé en classe de Seconde sur des séances de microscopie variées : observation du blob, de préparations de coupes de testicules et d’ovaires, de matrice extracellulaire végétale ou encore de microfossiles. L’exemple développé est celui de la mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels

MOTIVATION
Il existe beaucoup d’hétérogénéité dans l’utilisation du microscope en début de la classe de Seconde. Le chatbot, ou agent conversationnel, est une solution pour aider les élèves en difficulté en les rendant autonomes dans leur pratique et l’acquisition de leurs compétences d’observation. Il y a également la possibilité de leur offrir un retour sur leurs difficultés et ainsi proposer une aide personnalisée.
PROBLÈME À RÉSOUDRE

Comment accompagner l’hétérogénéité des élèves dans l’utilisation du microscope avec un chatbot ?

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, compétences
Notions Extrait du Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019, programme de la classe de Seconde :
- Chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions sont assurées par une seule cellule. Chez les organismes pluricellulaires, les organes sont constitués de cellules spécialisées formant des tissus, et assurant des fonctions particulières
- L’étude de la biodiversité du passé par l’examen des fossiles montre que l’état actuel de la biodiversité correspond à une étape de l’histoire du vivant.
Les crises biologiques sont un exemple de modification importante de la biodiversité (extinctions massives suivies de diversification).
- La mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels se réalise sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté.
Compétences ou Capacités expérimentales -Réaliser et/ou observer des préparations microscopiques montrant des cellules animales ou végétales.
- Étudier l’évolution de la biodiversité durant la crise Crétacé-Paléocène notamment avec le groupe des archosauriens et/ou les foraminifères marins (micro-organismes).
- Extraire et exploiter des informations de différents documents et/ou réaliser des observations microscopiques et/ou mettre en œuvre une démarche historique, pour identifier :

  • les relations entre sexe génétique et organisation anatomique et physiologique ;
  • le fonctionnement des organes génitaux au cours de la vie.
Compétences transversales Observer le réel.
Cadre de référence des compétences numériques (CRCN)
  • Évoluer dans un environnement numérique

 Déroulement de la séquence : exemple d’utilisation de chatbot avec la mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels (Seconde)

Déroulement d’une activité avec le chatbot pour l’utilisation du microscope
Exemple d’utilisation de chatbots en classe de 2nde sur la mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels
ACTIVITÉ
Durée : le chatbot accompagnera votre activité de microscopie selon le temps de sa réalisation. Pour notre exemple il sera utilisé pendant 1h30. Coût : 0 euros Sécurité : RAS
Outils numériques et ressourcesDescriptif
Snatchbot : voir ci-dessous les focus sur ces outils.
Twine : voir ci-dessous les focus sur ces outils.
Mike Robot : chatbot pour utiliser le microscope
La binocle : chatbot pour utiliser la loupe binoculaire
Éléa , plateforme moodle de l’académie de Versailles
Outils pour créer des gifs
Handi-accessibilité
L’ajout de description visuelle et/ou audio multiplie les sources d’accessibilités.

Déroulement détaillé

Les élèves en début de Seconde possèdent des compétences très variées en ce qui concerne l’usage du microscope, certains ayant déjà utilisé le microscope, d’autres très peu. Il en résulte une hétérogénéité très importante.
Souvent, l’enseignant fait un rappel de l’utilisation du microscope en début de séance. Cependant les nombreuses étapes de la procédure, ainsi que les consignes du travail pratique, vont vite saturer la mémoire de travail de l’élève. Beaucoup d’élèves seront finalement perdus face à l’outil.
Il y a donc la nécessité de leur offrir un cadre d’aide, pour leur permettre de réussir et progresser en autonomie.

Dans ce scenario pédagogique plusieurs types de chatbot vont être utilisés.

  • C’est un outil déjà expérimenté dans mon établissement afin de gérer le SAV des PC élèves. Vous trouverez ici un lien vers un article de la DANE concernant l’utilisation de ce chatbot.

  • L’outil a été proposé initialement par Guillaume Berthelot, professeur de SVT de l’académie de Créteil pour initier les élèves au débat. Vous trouverez ici un article vers le logiciel de débat Bulle infinie qui a été détourné ici en chatbot .

Les élèves ont accès à un parcours Éléa leur exposant comme élément déclencheur le cas d’une femme atteinte d’un syndrome d’insensibilité aux androgènes. L’objectif est d’expliquer ce syndrome. L’activité prend la forme d’une classe puzzle. Lors d’une première phase les élèves travaillent par groupe sur un même sujet. Les élèves vont ensuite se répartir dans des nouveaux groupes constitués d’élèves ayant travaillés sur les différents sujets. Ils devront alors collaborer pour expliquer le cas de la femme atteinte d’un syndrome d’insensibilité aux androgènes.

Organisation des activités autour du problème générale
Phase 1 de l’activité
Phase 2 de l’activité

Avant la phase 1 , les élèves ont alors accès à un premier chatbot qui va leur poser des questions , et leur proposer une activité en lien avec leur niveau déterminé par leurs réponses . Le chatbot est directement intégré dans Éléa sous forme de fichier html. Il a été réalisé avec Twine.

Extrait du chatbot pour determiner l’activité de l’élève
Extrait du chatbot pour determiner l’activité de l’élève : écran final 1
Extrait du chatbot pour determiner l’activité de l’élève : écran final 2

Deux activités , la violette et la verte , comprennent des observations microscopiques. Il s’agit d’observation de lame de testicule ou d’ovaire. Le chatbot était disponible soit sous forme de vignette active (widget) en bas à droite , ou sous forme de lien. Vous pouvez d’ailleurs voir le widget en bas à droite de cette page.

Activité violette et accès au chatbot.

Vous trouverez ci-dessous le fichier .mbz des activités créé sur la plateforme moodle Elea , ainsi que des productions finales d’élèves. Attention certains liens seront sans doute à modifier. Le livre utilisé est le livre scolaire.

Documents de l’activité : fichier moodle et productions d’élèves

 Focus sur un outil : Snatchbot

Snatchbot est un outil qui a déjà utilisé au sein de sorties virtuelles et d’escapes games pédagogiques en ligne. Un article du site S’CAPE présente son utilisation. Vous y trouverez notamment un tutoriel pour prendre en main l’outil réalisé par Grégory Michnik, et l’intégrer dans une interface Genially.

Le chatbot est organisé selon le schéma ci-dessous. Avant de vous lancer, il vous est conseillé de réaliser un tel organigramme. L’outil ne propose pas en effet d’obtenir directement un schéma clair en fonction de la construction réalisée.

schéma du chatbot pour le microscope

Le chatbot est donc organisé selon plusieurs propositions de départ. Elles sont axées sur les problèmes des élèves. On peut également grâce à cet outil, laisser la possibilité à l’utilisateur d’écrire son problème. Cependant cette possibilité est plus compliquée à mettre en œuvre. Il faut en effet configurer l’outil pour qu’il reconnaisse certains mots clés et leur synonyme.

L’élève accède ensuite à des instructions sous forme de phrases ou bien de gif animés. Il a la possibilité de retourner à l’écran des choix, si ses problèmes persistent.

Capture d’écran du chatbot

Pour créer un chatbot vous devez vous connecter à cette adresse. Il est tout à fait possible de partager un chatbot par lien, ou alors intégré sous forme de widget. Cette dernière fonctionnalité est possible sur un parcours Eléa .

Intégration du chatbot sous forme de widget sur elea

Pour cela, il faut aller dans le menu "channels"/"webchat"/"get embed code". La première option "1. Embed the Bot widget on your site" permet de partager le chatbot sous forme de widget. Il faut alors intégrer le code à celui d’une page html. La deuxième option "2. Frame the webchat URL anywhere you like" permet elle d’obtenir un lien vers le chatbot.

Comment partager son chatbot sur snatchbot

L’intégration du widget sur la plateforme Éléa peut se faire en créant un étiquette, en ouvrant le code hmtl et en cliquant sur l’icone <>. Il suffit juste ensuite de coller le code précédemment copié.

Intégration du code dans une "étiquette" sur elea

Enfin, la documentation d’aide est disponible avec quelques articles en français. Si l’outil vous intéresse, n’hésitez pas à la consulter.

Avantages et plus-values

  • La version gratuite est suffisante ;
  • Il n’y a pas besoin de savoir programmer ;
  • L’esthétisme du résultat ;
  • Un outil facile à partager.

Points de vigilance

  • Snatchbot est un outil privé et certaines données sont collectées il y a donc nécessité de le déclarer au registre RGDP de l’établissement. Vous pouvez en savoir plus sur le RGPD dans cet article de la DANE ;
  • Les images ou gifs que l’on veut intégrer doivent être disponible en ligne ;
  • Il n’y a pas de retour possible sur le parcours de l’utilisateur ; la différenciation est donc limitée.

 Focus sur un outil : Twine

Twine est un outil open source qui permet de créer des histoires avec des ramifications multiples. Cet outil a donc été détourné ici pour créer un chatbot. Le modèle utilisé est celui de la bulle infinie créé par Jérémy Navoizat, professeur de Physique-Chimie, et Guillaume Berthelot, professeur de SVT dans l’académie de Créteil.

Vous trouverez ici le chatbot pour le microscope.

Capture d’écran du chatbot sur twine

Le schéma est sensiblement le même que celui sur snatchbot. Il y a en plus un écran de fin qui récapitule le nombre d’aide utilisé. En fonction du nombre d’aides , on pourra proposer un message différencié. C’est là que se trouve la principale force de twine : la possibilité de suivre les décisions de l’utilisateur et d’offrir un contenu différent en fonction des choix. Les possibilités de différenciation sont très intéressantes.

écran de fin chatbot avec 0 aide
écran de fin chatbot avec 2 aides

Il est possible d’éditer son chatbot en allant sur l’outil d’édition en ligne.

La programmation est un peu plus complexe que sur snatchbot, mais il est possible de s’en sortir sans notion de programmation, à l’aide des fichiers annotés et du tutoriel ci-dessous.

Fichiers pour le chatbot microscope en format html
tutoriel twine - PeerTube de Monlycée.net

Le chatbot peut être partagé en distribuant le fichier html hors ligne. Il y a sinon la nécessité d’héberger le fichier.

Pour aller plus loin, vous trouverez un chatbot pour la loupe binoculaire, ainsi qu’un chatbot pour savoir entre twine et snatchbot, lequel est le plus fait pour vous !

Avantages et plus-values

  • L’outil est open source : libre de droits , sans collecte de données personnelles ;
  • Possibilité importante de personnalisation ;
  • Possibilité de suivi du parcours de l’utilisateur avec proposition de contenu adapté : une différenciation est possible ;
  • Le partage de contenu non hébergé est possible ;
  • Un format adapté au smartphone.

Points de vigilance

  • Une programmation plus complexe ;
  • Un partage du chatbot qui nécessite un téléchargement ou une solution d’hébergement.

 Focus sur un outil : Canva ou Giphy pour créer des gifs animés

Canva est un outil de création de contenus multimédias très puissant. L’inscription avec un compte académique donne accès à une version premium enseignante. On peut y créer des gifs, mais on ne peut pas les héberger pour les partager sur un chatbot. On peut les télécharger et faire référence au fichier dans twine.

Pour les héberger, il existe la solution Giphy. Il est également possible de créer des gifs sur cette plateforme.

Pour vous aider à créer vos animations avec votre propre matériel, vous trouverez ci-dessous un tutoriel pour Canva et un autre pour Giphy.

Avantages et plus-values

  • Image animée peu lourde à partager ;
  • Possibilité de rajouter des annotations ou des symboles ;
  • Création facile ;
  • Partage facile.

 Retours, analyse et pistes d’amélioration

RETOUR DES IMPRESSIONS DES ÉLÈVES
L’utilisation du chatbot a été évaluée lors d’un TP d’observation de microfossiles en classe de 2nde. Les élèves devaient réaliser une observation au microscope et à la loupe binoculaire. Ils avaient accès à un chatbot pour chaque outil. C’était la première fois dans l’année qu’ils utilisaient la loupe binoculaire, contrairement au microscope qui avait déjà été utilisé 4 fois.

Les réponses ci-dessous proviennent d’un échantillon de 57 élèves.
JPEGOn observe que la moitié des élèves ont utilisé les chatbots. Ils répondent donc à un besoin non négligeable des élèves.Le chatbot sur la loupe binoculaire a été davantage utilisé car l’outil était nouveau comparé au microscope.
JPEGOn observe dans ces résultats que le chatbot a été utile pour une majorité d’élèves...
JPEG...et qu’il a été source de progrès dans l’utilisation de l’outil et qu’ils ont gagné en autonomie.
JPEGLe même constat peut être fait avec l’utilisation du chatbot pour la loupe binoculaire.
JPEGQuant à ceux qui n’ont pas utilisé le chatbot, la raison viendrait de l’absence de difficulté à utiliser l’outil (microscope ou loupe binoculaire). Ils n’ont donc pas eu besoin d’aide. Il ne semble pas y avoir de frein lié à la technologie (choix : je n’aime pas le chatbot).
Les élèves deviennent donc plus autonomes et progressent dans leur pratique . L’évolution est clairement visible entre le début et le milieu de l’année. Le chatbot n’est quasiment plus utilisé, car les élèves ont automatisé l’utilisation du microscope en développant leur mémoire procédurale. La mémoire de travail est donc libérée, ce qui peut permettre de complexifier les consignes ou de rajouter de nouveaux outils (comptage , loupe binoculaire , caméra, etc.).
L’élève a en plus, grâce au chatbot, un retour sur son niveau d’utilisation. Cela lui permet d’auto-évaluer l’acquisition de ses compétences.

Du côté du professeur , le gain d’autonomie côté élève permet de libérer du temps pour aider les élèves en difficulté ou d’introduire de la difficulté supplémentaire.

ANALYSE ET ÉVALUATION DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées
  • Un gain en autonomie des élèves.
  • Le temps dégagé du côté du professeur pour aider les élèves en plus grande difficulté.
  • Les élèves sont moins dans l’attente et cherchent des solutions.
  • Réponse immédiate offerte à l’élève , bon feedback
  • Diffusion d’un contenu interactif motivant
  • L’élève décide de l’aide dont il a besoin
  • Le chatbot peut, en utilisant les fonctionnalités du logiciel Twine, proposer un retour d’expérience sur l’utilisation de l’outil
  • Le chatbot peut, en utilisant les fonctionnalités du logiciel Twine, proposer un contenu différent en fonction de l’utilisation de l’outil.
  • L’outil donne des indices pour se rappeler de la procédure.
Difficultés rencontrées
  • Les illustrations dans le chatbot étant faites avec un autre matériel que celui utilisé, elles ne sont pas forcément reconnues par les élèves.
  • Les descripteurs de problèmes ne sont pas toujours suffisamment explicites ou alors peuvent parfois manquer.
  • La conception du chatbot est longue et peu s’avérer compliquée.
Pistes d’amélioration
  • Il est nécessaire de bien adapter les illustrations du chatbot au matériel réellement utilisé.
  • Il serait souhaitable de faire évoluer le chatbot en rajoutant les problèmes qui n’ont pas été anticipés.
  • Il serait utile de proposer des chatbots pour d’autres contextes.

 Autres usages pédagogiques

  • On peut imaginer une autre utilisation pédagogique des chatbots que celle exposée ci-dessus. Twine permet en effet de réaliser un suivi des réponses de l’utilisateur et de proposer un contenu adapté en fonction de celles-ci. On peut donc tout à fait imaginer un questionnaire et un contenu final s’adaptant au niveau des réponses de l’élève. C’est donc un formidable outil de différenciation.
  • On peut également imaginer une utilisation plus classique , avec l’écriture de dialogues dans un contexte pédagogique. Par exemple, un dialogue entre un médecin et des patients consultants pour des problèmes de fertilité en 2nde. Les élèves pourraient alors coder ce dialogue en SNT.

L’utilisation ne se limite alors pas qu’au domaine des SVT. On peut imaginer l’écriture de dialogues avec ou sans choix multiples en Français et en langue étrangère, dans le cadre par exemple de la DNL. Quant à la différenciation, elle touche toutes les matières.

Remerciements à Guillaume Berthelot pour ses précieux conseils concernant l’utilisation de Twine.

Voir en ligne : Mike Robot, un chatbot pour renforcer l’autonomie de l’élève dans l’utilisation du microscope

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