Un chatbot avec IA pour aider à élaborer une stratégie de résolution
Des exemples d’activités de préparation de l’ECE pour les spécialités de première
Travailler l’élaboration d’une stratégie en préparation de l’ECE reste difficile en classe, de par l’échange oral qu’elle demande dans la version actuelle de l’épreuve.
L’IA peut ici trouver sa place d’assistant de l’enseignant en devenant un interlocuteur de l’élève, qui pourra dialoguer dans le cadre défini au préalable par le professeur.
Professeur Bruno BOUCHER, au lycée Camille Claudel, Vauréal (95)
Caractéristiques de la séquence
LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveaux concernés
Les documents présentés ont été testés avec des élèves de Première Spécialité dans le Thème 1.1 Transmission, variation et expression du patrimoine génétique, mais la démarche est déclinable pour tous les niveaux et dans tous les thèmes .
PLACE DANS LA PROGRESSION
Ces exemples ont été donnés en fin d’année, à titre d’entraînement une fois le programme terminé mais auraient pu être donnés au fur et à mesure des thèmes.
MOTIVATION
L’étape de la stratégie est difficile à travailler en TP en se mettant dans les conditions de l’examen, du fait des effectifs des groupes.
Le recours à l’écrit permet de bien poser les étapes et les attendus mais peut s’avérer contre-productif le jour de l’épreuve lorsque les candidats ont trop pris l’habitude de rédiger.
Le rendu d’un enregistrement audio se rapproche davantage des conditions de l’examen mais ne permet pas l’interaction attendue dans l’épreuve sous sa forme actuelle. L’utilisation d’un chatbot testée ici semblait une approche complémentaire susceptible d’avoir cette plus-value maïeutique.
NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, compétences
Notions
Extrait du programme de Première spécialité : L’expression du patrimoine génétique L’activité des gènes de la cellule est régulée sous l’influence de facteurs internes à l’organisme (développement) et externes (réponses aux conditions de l’environnement).
Savoir-faire
Proposer une stratégie de résolution d’un problème
Compétences transversales
Être autonome dans son travail
Cadre de référence des compétences numériques (CRCN)
Évoluer dans un environnement numérique
Déroulement de la séquence
ACTIVITÉ
Durée : 1h mais cette durée peut être étendue dans une optique de formation si le choix est de travailler spécifiquement l’étape de la stratégie
Coût : variable selon le sujet choisi, ici 0 euros
Sécurité : variable selon le sujet choisi, ici RAS
Le chatbot est lisible sur différents supports : ordinateur, tablette, smartphone, réservant ainsi différentes tailles pour les caractères. Il accepte aussi des réponses enregistrées via le micro.
La plateforme est aussi capable de donner ses réponses avec une voix de synthèse.
Le déroulement est proche de celui de l’ECE. Le sujet donné ici en exemple est un sujet avec poursuite de stratégie. Il est proposé aux élèves qui en prennent connaissance avant de réaliser leur protocole, communiquer et interpréter leur résultats, avant d’échanger avec le chatbot.
Une fois l’échange terminé, ils ont la ressource complémentaire pour conclure.
Mizou IA permet de créer des chatbots personnalisés pour des interactions avec les élèves.
Avantages / Plus-values
Le chatbot est au préalable paramétré par l’enseignant, dans une interface qui lui facilite la rédaction du prompt. Par exemple le niveau des élèves est déjà proposé dans les options.
Le partage se fait par un simple lien ou un QRcode.
Chaque élève bénéficie d’un échange personnalisé, avec feedbacks et relances immédiats.
Pour chaque bot, plusieurs sessions peuvent être définies, ce qui permet par exemple de distinguer différents groupes
Les échanges sont enregistrés et peuvent ensuite être revus par l’enseignant.
Les réponses peuvent être vocales, ce qui correspond bien à l’exercice attendu, mais la qualité de la transcription n’a pas été testée ici en condition réelle.
Points de vigilance
Il faut créer et paramétrer un bot pour chaque sujet.
En version sans abonnement, le nombre de participants est limité à 50 par jour.
La plateforme indique :
Mizou utilise son propre serveur sécurisé et privé et n’utilise pas les données des élèves pour l’entraînement des modèles ou ne les partage pas avec des tiers. Les élèves n’ont pas besoin de créer un compte, garantissant que leurs interactions sont liées uniquement à leur enseignant.
Toutefois, dans le doute et pour être plus certain du respect du RGPD, la consigne donnée était de n’utiliser que les pc de l’établissement et des pseudonymes.
Le chatbot propose une notation et un commentaire. Toutefois les critères d’évaluation ne faisant pas partie des paramètres définis par l’enseignant, cette note paraît difficilement utilisable, bien que les élèves se soient montrés très curieux de la connaître.
(La définition des critères de notation est possible avec un profil Premium)
le chatbot doit être paramétré pour ne pas se laisser entraîner vers d’autres sujets et pour ne pas donner directement les réponses.
malgré les consignes, les réponses ont souvent été plus que suggérées, et l’IA est si positive et bienveillante qu’elle n’indique finalement pas clairement les réponses fausses.
le chatbot a parfois "manqué de mémoire", demandant des éléments de la stratégie qui avaient été déjà donnés, générant une certaine frustration chez les élèves.
la fiabilité des informations données n’est pas toujours au rendez-vous, ce qui permet toutefois de discuter esprit critique.
Ici par exemple l’IA confond clonage et transgenèse.
Analyse et pistes d’amélioration
Un court questionnaire a été soumis au groupe de 17 élèves suite à leur interaction avec le chatbot. L’échantillon est donc faible.
Résultats du questionnaire
Voici néanmoins ce qui en ressort.
ANALYSE ET ÉVALUATION DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées
Les élèves ont trouvé l’échange avec le chatbot amusant (71%), agréable (43%) et intrigant (14%), donc un ressenti plutôt positif.
Ils se sont sentis plus libres (93%) et plus motivés que face au professeur. (Ici j’aurais dû être plus spécifique dans le questionnaire, en explicitant qu’il était question de la liberté de se tromper).
De fait les élèves ont pris bien plus de temps pour réfléchir et dialoguer que si j’étais passé vérifier leurs stratégies.
Ils ont majoritairement (93%) le sentiment que le chatbot les a bien guidé dans l’élaboration et la compréhension de la stratégie.
50% ont trouvé l’exercice plus efficace qu’une simple correction ou une autoévaluation, et 36% complémentaire.
Difficultés rencontrées
Le retour est mitigé sur la pertinence des questions posées par le chatbot : seuls 43% des élèves les ont jugées globalement pertinentes, quand 57% ont répondu que c’était variable d’une question variable.
Pistes d’amélioration
Le prompt correspond au paramétrage suivant :
Tu es un professeur de science en lycée et ton rôle est d’aider des élèves à élaborer une expérience pour montrer que la maladie de Steinert dépend des allèles du gène DMPK.
Après t’être présenté et avoir redonné le contexte de l’expérience, demande à ton élève sa stratégie.
Tu dois l’amener à préciser tous les aspects attendus de la stratégie par des questions, sans lui donner les réponses. Tu peux lui donner des indices.
Règles imposées :
Commence par demander à l’élève sa stratégie.
Ensuite si elle est incomplète, relance la discussion pour aborder tous les points suivants :
– on doit comparer la séquence du gène DMPK de différents patients
– les différences entre séquences seront déterminées avec l’outil Geniegen2
– on a besoin de la séquence du gène DMPK comme matériel biologique
– on fait varier la gravité de la maladie des différents patients
– le témoin est le patient déjà étudié ou un sujet sain, non atteint
– on doit garder constant l’algorithme de comparaison
– on attend des différences entre séquences plus ou moins grandes selon le degré de gravité de la maladie.
Indique que ce n’est pas complet s’il manque des éléments.
Relance la discussion par des questions, que tu peux reformuler :
– que faut-il mesurer ?
– comment fais-tu cette mesure ?
– de quoi as-tu besoin ?
– que faut-il comparer ?
– quel est le résultat attendu ?
Ne donne pas directement les réponses si on te les demande
Les limites rencontrées peuvent s’expliquer par les défauts de l’IA comme par ceux du prompt.
La proposition faite ici est perfectible et sa formulation sans est à retravailler par exemple pour éviter les demandes redondantes.
On pourra s’appuyer sur l’article proposé par la DANE de Versailles : https://www.dane.ac-versailles.fr/spip.php?article792.
D’autres exemples d’activités testées
Ces activités dérivent d’anciens sujets ECE, applicables en première, avec le glissement de certains chapitres de terminale du programme précédent, et remis en forme pour ressembler à l’évolution actuelle de l’épreuve.
Le parcours Éléa proposé permet de développer la collaboration et les compétences liées à l'oral par la réalisation d'une chronique audio ayant pour thématique la théorie de l'évolution.
Collège
Réaliser une chronique scientifique en classe de 3ème
