Travailler avec l’IA ?

Anne Merlin, professeure de SVT et Mélanie Serret, professeure documentaliste au lycée polyvalent Giraux Sannier, ont expérimenté un travail « avec l’IA » avec les classes de première en enseignement scientifique.

Ce projet s’inscrit dans le cadre des TraAM 2023-2024 sur la thématique de l’intelligence collective.

Contexte : certains de nos élèves utilisent des IA pour « produire à leur place », d’autres pour les « aider », d’autres ne connaissent l’IA qu’à travers le « buzz ChatGPT ». Il nous paraît essentiel de former les élèves à l’utilisation des IA génératives afin qu’ils puissent en faire un usage raisonné et éthique.

Public : 1ère enseignement scientifique.

Objectif : faire réaliser des interviews fictives de scientifiques ou de personnages à l’IA Perplexity sur la génération spontanée et la théorie cellulaire du vivant. Les élèves retravaillent et critiquent la production de l’IA grâce à des documents donnés par l’enseignant de SVT. 

Objectifs disciplinaires :  

Ce projet s’inscrit dans le programme d’enseignement scientifique, plus précisément le thème “une longue histoire de la matière” et le sous thème “Une structure complexe : la cellule vivante” ainsi que dans l’objectif de laisser “une place importante pour l’histoire raisonnée des sciences. L’une des manières de comprendre comment se construit le savoir scientifique est de retracer le cheminement effectif de sa construction au cours de l’histoire des sciences (…) en se focalisant sur un petit nombre d’étapes bien choisies de l’histoire des sciences, de faire comprendre le rôle-clé joué par certaines découvertes et de replacer celles-ci dans le contexte sociétal de l’époque (…) Des controverses agitent la communauté scientifique et conduisent à de nouvelles investigations et ainsi, peu à peu, le savoir progresse et se précise.”

Objectifs EMI :  

Objectifs CRCN :  

Pré-requis : 

• Les élèves auront déjà acquis des connaissances sur la controverse scientifique grâce à un escape game réalisé la séance précédente, notamment l’évolution technologique du microscope qui a abouti à la formulation de la théorie cellulaire du vivant. 
• Les élèves ont déjà abordé les IA génératives (rôle, efficacité…) dans une séance précédente sur la lithothérapie.

Remarques : 

• Un groupe sur trois a réalisé une activité de recherche libre sans IA car le créneau de cours tombait sur un moment où la professeure documentaliste n’était pas disponible. C’est intéressant de constater les avantages et inconvénients de chaque méthode. 
• 2 autres groupes ont travaillé avec l’apport de l’IA mais avec des consignes différentes : le premier groupe disposait d’un déroulé d’interview avec une chronologie des scientifiques et des questions possibles, l’autre disposait de peu d’indications à part le thème (génération spontanée ou théorie cellulaire du vivant) et le scientifique choisi.
• C’est l’IA Perplexity qui a été utilisée pour cette séance. Ce choix a été fait car cette IA ne nécessite aucune inscription et elle cite les sources qu’elle utilise. Les élèves avaient d’ailleurs comparé trois IA (myAI, chatGPT et Perplexity) lors d’une activité réalisée au préalable.

Déroulé :

• En amont, les élèves ont un document à lire avec des informations à sélectionner (ils ont ainsi des éléments de discussions en arrivant) :

Séance 1 :

• Accueil des élèves et lancement sur le fonctionnement des IA génératives (support) :

NB : il serait intéressant également d’expliquer aux élèves qu’il peut également y avoir des interventions humaines lors de la phase d’entrainement.

• Consignes de travail : 
  • Sur un digipad, chaque élève choisit une colonne et indique son nom :

• Les élèves se rendent ensuite sur l’IA conseillée (Perplexity) et travaillent un prompt. Ici, quelques élèves ont montré une bonne culture numérique en saisissant directement un prompt clair et précis mais beaucoup ont tâtonné, demandant par exemple de générer une interview du scientifique mais sans préciser la thématique. 
• Ils copient collent la production de l’IA sur le document déjà disposé dans leur colonne (document collaboratif, utilisé ici pour voir l’historique des modifications et suivre ainsi le travail fait par l’élève) : 

• Ils doivent d’abord améliorer la forme. Beaucoup d’élèves ont mentionné le fait d’avoir simplifié et raccourci des phrases. L’IA semble avoir des difficultés à gérer la temporalité : 
  • “La théorie de la génération spontanée, était une idée largement acceptée au 17ème siècle”,
  • « Mon travail sur cette théorie a été une étape cruciale dans le développement de notre compréhension de l’unité fondamentale de la vie ».
• Ils doivent ensuite améliorer le fond. Ici, nous avons trouvé cela très intéressant car les élèves ont réellement dû comprendre les informations pour les corriger ou les améliorer. 
  • Exemple 1. Interviewer : Et quelles ont été vos expériences par rapport à cette théorie ? Francesco Redi : J’ai mené des expériences pour tester cette théorie. Par exemple, j’ai placé de la viande dans des bocaux, certains ouverts et d’autres fermés. J’ai observé que des mouches apparaissent (annotation de l’élève : ce sont des vers qui apparaissent, pas des mouches !) seulement dans les bocaux ouverts, ce qui suggérait que les mouches ne naissaient pas spontanément de la viande, mais provenaient d’œufs pondus par d’autres mouches.
  • Exemple 2. Francesco Redi : J’ai mené plusieurs expériences pour tester la théorie de la génération spontanée. Dans l’une de mes expériences, j’ai placé de la viande dans plusieurs bocaux. Certains bocaux étaient ouverts, d’autres étaient recouverts d’un tissu, (ajout de l’élève : laissant passer l’air) et d’autres encore étaient complètement scellés.
  • Exemple 3. Pouchet : “ces résultats sont vraiment révolutionnaires !” (l’élève a modifié car les résultats ne font que confirmer le dogme en place à l’époque : révolutionnaires -> révélateurs).
  • Exemple 4. Pasteur : “l’IA a donné plus d’informations que le document. Les informations sont plus simples à comprendre. J’ai ajouté les composants du bouillon nutritif utilisé par Louis Pasteur dans son expérience. J’ai dû modifier quelques phrases qui étaient trop longues ou qui comportaient des informations inutiles.”
  • Exemple 5. Semmelweis : “j’ai vraiment eu l’impression que les deux réponses de Semmelweis étaient les mêmes, comme ci l’IA se répétait . En plus les phrases de base contenaient des mots compliqués comme septicémie ou asepsie”. 
• Les élèves devaient enfin enregistrer leur interview au format audio et émettre et des remarques critiques concernant le travail avec l’IA. 
  • Certains élèves ont appliqué un conseil donné lors d’une activité précédente : ne pas hésiter à poser différentes questions à l’IA pour comparer et croiser les résultats : 
    • “Je trouve que l’IA réussi a bien résumé le contexte et les éléments importants de l’expérience, toutefois il utilise parfois des termes assez techniques et manque de précisions sur les étapes de l’expérience. J’ai donc simplifié quelques phrases et j’ai développé le passage où Needham explique en quoi  son travail a contribué à l’avancée de la théorie cellulaire du vivant. De plus, j’ai trouvé intéressant de poser des questions supplémentaires à l’IA pour mieux comprendre la théorie de Needham et pour que l’interview réponde réellement à la consigne donnée.”

Séance 2 :

• Temps 1 (20 minutes) : travail de mise en commun avec la création d’une frise chronologique expliquant les différentes étapes de construction de la théorie cellulaire du vivant. Par ½ classe, deux élèves ont travaillé sur le même scientifique. il y a donc 9 binômes. Ces 9 binômes devraient se classer physiquement sur une ligne du temps en discutant avec les autres. Ils présenteraient alors brièvement ce que leur personnage a apporté sur cette thématique. Une frise chronologique pourrait être complétée. Cela constitue la trace écrite du cours.
• Temps 2 (15 minutes) : définition des critères de réussite d’un oral puis évaluation d’une production orale entre pairs.
• Temps 3 (10 minutes) : bilan du cours et schéma bilan expliquant les étapes de construction d’une théorie scientifique et le changement de dogme entrainé dans la société.

Évaluation :

Le contenu n’a pas été évalué (car en grande partie produit par l’IA) mais les améliorations apportées et le regard critique sur le travail de l’IA oui. L’écoute du travail audio par d’autres élèves a permis d’établir les critères de réussite d’un oral et de pouvoir ensuite procéder à une évaluation entre pairs. 

Bilans :

Les élèves ont apprécié l’activité de corriger l’IA qu’ils ont considéré finalement comme un collaborateur. On a ainsi pu discuter avec eux des nuances importantes entre un travail par l’IA et un travail avec l’IA. À ce propos, nous avons lu une étude portant sur 758 consultants et sur leur manière d’utiliser l’IA. Le résumé de l’étude explique : « Un groupe de consultants a agi comme des « Centaures », comme la créature mythique mi-cheval/mi-humain, divisant et déléguant leurs activités de création de solutions à l’IA ou à eux-mêmes. Un autre groupe de consultants se comportait davantage comme des « cyborgs », intégrant complètement leur flux de tâches à l’IA et interagissant continuellement avec la technologie. » Comme évoqué dans la vidéo de l’académie des sciences “l’intelligence artificielle est-elle intelligente ?”, “l’IA est un outil d’assistance et ne remplace pas le jugement humain”.

Le groupe en recherches libres sans IA a mis plus de temps et le résultat est moins qualitatif (beaucoup de copié/collé de sites divers, les élèves ne semblent pas maîtriser le contenu traité). Le groupe ayant des consignes très précises avec le déroulé d’interview a davantage réussi à générer des prompts précis pour obtenir des résultats. Les remarques critiques sur les résultats étaient aussi plus poussées.

L’utilisation de l’IA a permis de gagner du temps et que les élèves puissent affiner un texte déjà pré-rédigé. Ils se sont donc approprié le contexte général et ont cherché à en préciser les détails. Cette activité nous semble donc intéressante pour qu’ils s’approprient les informations tout en continuant à découvrir le fonctionnement des IA. 

Il nous paraît essentiel de rappeler qu’il est important que les élèves continuent de rédiger souvent des textes eux mêmes au risque de “perdre ses capacités simplement à à écrire à s’exprimer or on sait que quand on écrit un texte et bien il y a toutes sortes de facultés psychiques mentales intellectuelles cognitives qui sont mises en œuvre la mémoire d’abord l’interprétation la synthèse l’imagination aussi parce que vous écrivez toujours à quelqu’un ou à quelques-uns qui nit ou qui ne sont pas là donc vous devez les imaginer et cetera et cetera et donc déléguer toutes ces capacités à des machines ça peut être très dangereux quand il s’agit de l’écriture qui est disons une une compétence un savoir un peu fondamental sur lequel se développe toutes sortes d’autres savoirs” (extrait de la vidéo de l’académie des sciences).

Aller plus loin :

• Infographies par Claire Doz. 
• Article rédigé par Yann Houri présentant ce schéma :