TraAM 2024-2025 – Un chatbot pour différencier les parcours d’apprentissage – Académie de Lille – Physique

Travaux Académiques Mutualisés de Physique-Chimie 2024-2025 – Aide à la construction du scénario

Auteurs du scénario : Bouchart Christophe et Belhani Amar

Professeurs expérimentateurs : Rahmoun Adrien et Choukhi Karim

Titre : Le chat enquêteur (ionBOT)

Niveau(x) concerné(s) : Seconde baccalauréat professionnel, autres niveaux.

Thème du programme : Reconnaissance d’ions

Description succincte : Les élèves mènent une enquête fictive visant à identifier un suspect à partir d’indices chimiques retrouvés sur une scène de crime. Ils réalisent des manipulations incluant des tests de précipitation pour identifier des ions en solution, mobilisant ainsi des notions de chimie des solutions.

Un chatbot interactif, intégré à la plateforme ChatMD, les guide à chaque étape. Il propose des hypothèses, corrige les erreurs de raisonnement et stimule l’analyse critique. L’enquête, conçue comme un scénario interactif, permet d’associer expérimentation, raisonnement scientifique et évaluation formative à travers des choix successifs.

Objectif(s) pédagogique(s) :

Appliquer la méthode scientifique : Identifier un coupable en analysant des indices à travers une démarche expérimentale rigoureuse.
Comprendre les réactions chimiques : Étudier les concepts de précipitation et d’identification des ions en chimie des solutions.
Développer l’esprit critique : Évaluer des hypothèses et justifier des choix à l’aide de connaissances scientifiques.
Apprendre par l’erreur : Approfondir sa compréhension grâce à un chatbot interactif qui oriente la réflexion et encourage la révision des raisonnements incorrects.
Stimuler l’engagement des élèves : Intégrer l’apprentissage dans un scénario ludique et immersif favorisant la motivation et la curiosité.
Des éléments didactiques plus précis sont disponibles sur le site du chatbot

Contenus du programme de PC :

Identifier expérimentalement des espèces chimiques en solution aqueuse.
Identifier un pictogramme sur l’étiquette d’un produit chimique de laboratoire ou d’usage domestique.
Utiliser de façon raisonnée les équipements de protection individuelle adaptés à la situation expérimentale en chimie.

Compétences disciplinaires :

S’APPROPRIER :

- Rechercher et organiser l’information en lien avec la problématique étudiée.

ANALYSER :

- Proposer une stratégie de résolution.
- Choisir, élaborer, justifier un protocole

RÉALISER :

- Mettre en œuvre les étapes d’une démarche.
- Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.

VALIDER :

- Faire preuve d’esprit critique.
- Proposer d’éventuelles améliorations de la démarche.

COMMUNIQUER (À l’écrit comme à l’oral) :

- Présenter une démarche de manière argumentée, synthétique et cohérente ;
- Utiliser un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés
- Échanger entre pairs.

Compétences numériques (CRCN – PIX) :

Domaine 1: Information et données
- Compétence 1.2 : Gérer des données
- Compétence 1.3 : Traiter des données
Domaine 2: Communication et collaboration
- Compétence 2.4 : S’insérer dans le monde numérique
Domaine 3 : Création de contenus
- 3.1 : Développer des documents textuels
- 3.2 : Développer des documents multimédias
Domaine 5 : Environnement numérique
- 5.2 : Évoluer dans un environnement numérique

Outils numériques utilisés (sites, applications, matériel, cartes à microcontrôleur…) :

Activité	Outils utilisé
Création du quizz	plateforme quiz wizard et tutoriel
Création du scénario visuel	draw.io (https://www.draw.io) Pour cette activité exemple : https://tram.lycee-sevigne-tg.fr/documents/chatmd.drawio.png
Plateforme Chatmd modifiée pour l’évaluation	https://tram.lycee-sevigne-tg.fr/ La documentation pour faciliter la prise en main est sous forme d’un chatbot.
Codimd	Permet de créer des documents au format Markdown : (https://codimd.apps.education.fr/)
Le site web de l’activité exemple	https://tram.lycee-sevigne-tg.fr/ – https://codimd.apps.education.fr/7fHlOjvYT1GvIRrScgj7OA

Prérequis

Avoir abordé avec les élèves les concepts du programme relatives aux atomes et aux ions.
Avoir une connexion internet pour accéder au site web de l’activité

Scénario pédagogique détaillé

Étape 1 (professeur) Étape 2 (élèves)Étape 3 (professeur)

	4 heures
(Objectifs visés)	Concevoir un scénario arborescent Coder en Markdown pour réaliser le chatbot
(Outils d’évaluation des élèves)	Grille générée par l’application
(Descriptif des contenus + liens utiles)	Préparer en amont une évaluation diagnostique avec quiz wizard en utilisant le tutoriel Créer le scénario à l’aide d’un algorigramme Réaliser une grille d’évaluation critériée en lien avec la situation Coder en Markdown les différents éléments pour réaliser le chatbot Préparer le matériel d’expérimentation Mettre à disposition des élèves, via un ent ou tout type d’environnement, le lien vers le chatbot

	1 heures 30 minutes
(Objectifs visés)	Mettre en œuvre une démarche scientifique sur une situation problème scénarisée.
(Outils d’évaluation des élèves)	La grille personnalisée en pdf générée à la fin de la l’activité
(Descriptif des contenus + liens utiles)	Réaliser l’évaluation diagnostique en amont de l’activité. Expliciter la démarche : chatbot, place de l’expérimentation, le CR final Lancer le lien vers le chatbot Envoyer la grille finale générée par le chabot au professeur Envoyer le compte rendu numérique au professeur

	45 minutes
(Objectifs visés)	Évaluer les démarches des élèves en s’appuyant sur les critères identifiés dans la grille nationale pour chaque niveau de maitrise
(Outils d’évaluation des élèves)	Évaluation globale: grille + évaluation de la compétence «communiquer»
(Descriptif des contenus + liens utiles)	Récupérer les grilles pdf Analyser les grilles par l’enseignant (expertise de l’enseignant indispensable) Évaluer la production finale

Méthode pédagogique résumée

Retour d’expérience :

Les leviers : plus-values pédagogiques (enseignants / élèves)

Les plus-values pour la discipline :

Axes	Plus-values pour la physique-chimie
Apprentissage actif	Les élèves deviennent acteurs de leur apprentissage en résolvant une enquête scientifique intégrant la chimie des solutions (précipitation, solubilité, tests d’ions).
Développement de la démarche scientifique	L’activité suit une démarche expérimentale complète : Analyse de documents, hypothèses, interprétation.
Évaluation et auto-correction dynamique	Le Chatbot fournit des feedbacks immédiats, guide les élèves en cas d’erreur et favorise l’auto-évaluation formative.
Apprentissage par essai-erreur	L’erreur est dédramatisée et devient un levier d’apprentissage, permettant aux élèves d’ajuster leurs raisonnements et d’approfondir leur compréhension.
Développement des compétences numériques	Utilisation d’outils interactifs mobilisant les compétences CRCN – PIX : gestion de données, interaction avec un Chatbot, analyse de résultats numériques.
Motivation et engagement des élèves	Le scénario ludique (enquête policière) augmente l’engagement et la curiosité des élèves, facilitant la mémorisation des concepts.
Différenciation et inclusion	Le Chatbot s’adapte aux réponses des élèves, offrant une personnalisation de l’apprentissage et un accompagnement différencié.

Les points de vigilance :

Clarté des indices scientifiques : S’assurer que les indices soient faciles à comprendre pour les élèves, avec des explications simples et des exemples concrets.
Niveau de difficulté adapté : Veillez à ce que le chatbot ajuste la difficulté en fonction des progrès de l’élève pour éviter la frustration ou l’ennui.
Gestion des erreurs : Lorsque l’élève fait une erreur, le chatbot doit lui fournir des indices ou des explications pour l’aider à comprendre et à corriger son raisonnement.
Travail en autonomie : Privilégier l’activité en classe pour être disponible pour les élèves en difficulté.

Les pistes pour aller plus loin ou généraliser la démarche :

Généralisation :

Cette méthode est généralisable à tout niveau et à la quasi-totalité des programmes en respectant les étapes suivantes :

1. Choix d’un thème du programme

2. Réflexion didactique sur les différentes erreurs commises par les élèves. (Réalisation d’un arbre des possibilités ou d’un graphe)

3. Création d’un scénario le plus ludique possible

4. Codage du Markdown avec les points d’évaluation

Améliorations :

- On peut prévoir d’utiliser des expérimentations sur des environnements dématérialisés (Plateforme https://www.tinkercad.com/ )
- Amélioration de l’UI de l’interface de l’application
- Utilisation d’IA pour générer des scénarios similaires en utilisant le prompt expérimental disponible en ligne