mercredi 20 octobre 2021

Argumenter à propos de l’IA en classe de 2nde

 

 

Plan et objectifs de cet article

 

L’objectif de cet article est de présenter un travail réalisé en classe de 2nde sur l’intelligence artificielle, croisant deux disciplines, le français et l’EMI.

 

Nous présenterons en détail

  • la démarche pédagogique,
  • les ressources
  • et les outils que nous avons choisis d’utiliser

et la façon dont les objectifs des deux disciplines se sont agencés.

 

Mais avant d’aborder le travail mené en classe, nous commencerons par un retour sur notre parcours personnel et les raisons qui nous ont amenés à traiter de la question de l’intelligence artificielle avec nos élèves.

Choisir de faire étudier l’IA en classe

 

Je suis Elsa Urlacher, professeure-documentaliste dans l’académie de Strasbourg. Après une licence en Histoire-Géographie, j’ai débuté un Master en documentation dans l’académie de Touslouse et ai obtenu le capes en 2012. Après six années passées en collège, je suis arrivée au lycée Marc Bloch de Bischheim.

 

Au cours de la préparation de mon master, mon mémoire portait sur la recherche informationnelle par les jeunes dans Facebook. C’est en travaillant sur ce thème de recherche que j’ai découvert le fonctionnement des algorithmes et m’y suis intéressée. L’algorithme actuel de FB est bien différent de celui qui était utilisé en 2011, au moment de la rédaction du mémoire.

Mon intéret pour ce thème et en filigrane celui de l’IA, est revenu suite à la demande de M. Bannier pour un travail en collaboration sur “Youtube, l’information et la citoyenneté” dans le cadre du forum international pour la démocratie.

L’algorithme de Youtube

Les lectures personnelles qui m’ont permis d’entrer dans le thème de l’intelligence artificielle sont

 

Intelligences artificielles, miroirs de nos vies

Carbone et silicium

 

Je suis Nicolas Bannier, professeur de lettres classiques au lycée Marc Bloch de Bischheim. Je travaille également pour la Dane de Strasbourg et j’occupe la fonction d’interlocuteur académique pour le numérique en lettres dans l’académie de Strasbourg.

C’est peut-être, comme l’a dit Elsa, suite à notre travail sur l’algorithme de YouTube que j’ai commencé à m’intéresser à l’IA. Mais, quand je regard en arrière, la première fois que j’ai sérieusement commencé à travailler sur la question, ce fut à travers la lecture de Life 3.0 de Max Tegmark

Life 3.0 de Max Tegmark

 

Ce livre, abordé sans a priori et à vrai dire sans grandes connaissances sur le sujet, m’a laissé insatisfait, et je me suis formé à travers deux MOOC :

 

 

L’intelligence Artificielle… avec intelligence

 

Elements of IA

 

Deux articles m’ont ensuite amené à envisager de travailler sur cette question avec des élèves :

 

L’intelligence artificielle en éducation

L’intelligence artificielle de la maternelle à la Terminale : que devrait savoir chaque enfant sur l’IA ?

 

Dans ce dernier article qui présente 5 grandes idées en matière d’IA, la dernière a particulièrement retenu mon attention :

5ème grande idée : les applications de l’IA peuvent avoir un impact sur la société, tant positif que négatif

C’est dans ce cadre que j’ai imaginé de construire une séquence de cours de français de 2nde.

 

Pour constuire ce cours, je me suis appuyé sur les MOOC dont j’ai parlé plus haut, en particulier le premier qui a depuis été adapté en une formation ouverte, offrant des ressources aisément réutilisables.

J’ai aussi exploré ce qui était proposé dans le monde anglo-saxon, et j’ai été tout particulièrement séduit par les ressources pédagogiques proposées par le MIT les ressources pédagogiques proposées par le MIT

et tout particulièrement par le cours AI + Ethics Curriculum for Middle School AI + Ethics Curriculum for Middle School

Enfin est venue assez rapidement l’envie de retravailler avec Elsa sur cette question, pour allier le cours de français et l’EMI.

 

Présentation de la séquence de cours

 

Objectifs

La séquence avait pour titre : Représentation et éthique de l’intelligence artificielle. Il s’agissait pour nous

  • d’amener les élèves à s’informer sur l’IA,
  • apprendre à s’informer et à développer leur esprit critique afin qu’ils deviennent des citoyens à même de faire des choix éclairés sur une technologie dont l’impact sur notre société sera sans doute majeur.

 

Nous poursuivions des objectifs disciplinaires précis, en lien avec les programmes de 2nde

  1. La lecture et l’étude du fonctionnement des textes argumentatifs
  2. La contraction de texte
  3. L’essai
  4. Le développement des compétences numériques et informationnelles des élèves

 

La séquence de cours s’est déroulée en partie lors de cours à distance et en partie en classe, organisée en 6 séances principales. plan du cours

 

Séance 1 : Introduction

Cette première séance d’introduction avait pour objectifs :

  • de faire émerger les représentations que les élèves avaient de l’IA
  • de poser un certain nombre de définitions sur ce qu’est l’intelligence artificielle et de donner des informations clés sur son fonctionnement
  • d’amener les élèves à découvrir une application pratique de l’IA : la reconnaissance faciale au lycée et d’amorcer une réflexion argumentée sur cette question

 

Pour cela, nous avons mobilisé des ressources existantes, comme les vidéos

 

Ces vidéos permettaient aux élèves d’accéder rapidement à une information technique et claire, à distance.

 

Les outils de Moodle ont permis de solliciter l’activité des élèves lors de cette séance à distance,

 

  • aussi bien le questionnaire sur les représentations de l’IA Questionnaire Moodle
  • que le quiz permettant aux èlèves de faire le point sur leur compréhension des documents Quiz H5P

 

Dans la suite de la séance, nous avons abordé la question du traitement des images par l’intelligence artificielle,

  • aussi bien avec des outils de production d’images par des réseaux de neurones : GAN
  • qu’avec des outils de reconnaissance faciale (thème sur lequel on reviendra plus tard dans la séquence)

 

Pour cela, on s’est servi d’une courte vidéo de présentation d’une expérimentation d’un système de reconnaissance faciale dans un lycée

Vidéo : l’IA débarque au lycée

afin de déclencher les échanges à distance entre élèves dans un forum. On a ainsi proposé deux pistes de réflexion :

  1. donner son avis argumenté sur l’utilisation de la reconnaissance faciale au lycée
  2. rechercher et partager des articles de journaux qui ont traité de cette question

 

 

Séance 2 : Enrichir une base documentaire sur l’intelligence artificielle dans Esidoc

 

L’objectif de la séance présentée aux élèves était le suivant : mettre en évidence sur le portail documentaire du lycée, des ressources papiers sur le thème de l’intelligence artificielle destinées aux élèves de terminales dans le cadre du programme de spécialité d’HLP. Ces derniers sont en effet susceptibles de choisir ce thème pour leur épreuve de grand oral.

Document de présentation du travail de documentation

 

Bien qu’ils n’aient pas réalisé la sélection des documents, nos élèves ont réalisé les deux autres étapes de cette analyse documentaire :

  • Quelle information et pour qui, tout en tenant compte de la date à laquelle la ressource a été rédigée (pourquoi retenir l’une plutôt que l’autre ?). Sur la base des critères définis avec eux, ils ont travaillé à la construction d’un résumé informatif et au choix des mots-clés.
  • le partage : les élèves ont travaillé sur Moodle. Leur travail a ensuite été repris dans le portail documentaire de l’établissement.

 

Pour ce faire, les èlèves ont exploré une sélection d’articles et de livres disponibles au CDI et utilisé une base de données simplifiée dans Moodle pour partager les mots-clés qu’ils avaient identifiés pour chaque ressource :

La base de données avec les mots-clés

 

Cette méthode a permis un retour efficace en classe entière pour comparer les différents mots-clès proposés pour un même article.

 

Dans un second temps, nous avons invité les élèves à produire un résumé d’une sélection de livres disponibles au CDI.

Support de cours sur le résumé dans esidoc

 

De la sorte, ils ont repris la base de données initiale et l’ont enrichie d’un résumé :

Exemple de fiche dans la base de données avec le résumé

 

Ce travail a permis aux élèves d’entrer dans les compétences suivantes :

  • le choix des mots-clés,
  • le résumé,
  • l’analyse documentaire d’une ressource,
  • la production d’un texte numérique
  • mais aussi la possibilité d’aborder la démarche informationnelle avec une étape et sous une forme peu traitée habituellement.

 

Elle les a amenés à adopter un autre point de vue sur la question de la recherche d’information.

 

 

Séance 3 : Les représentations erronées sur l’IA

 

Dans cette troisième séance on s’est intéressé aux représentations de l’IA et aux biais cognitifs qui engendrent ces représentations erronées.

Dans le même temps on a approfondi le travail de résumé en abordant l’exercice de contraction de texte, propre au cours de français.

Cette séance de travail s’est faite à distance.

 

On a abordé dans un premier temps un extrait du texte de Ganascia, L’Intelligence artificielle

Dans l’introduction de son ouvrage, Ganascia évoque les fantasmes liées à l’intelligence artificielle :

Ganascia, L’Intelligence artificielle

 

Dans cette séance à distance, les élèves ont lu de façon autonome le texte, des questionnaires auto-correctifs leur offrant un feedback immédiat permettant d’en consolider leur compréhension.

Quiz sur le texte de Ganascia

 

Puis nous avons proposé un exemple de résumé de ce texte avant d’introduire plus en détail la méthode de l’exercice de contraction et de proposer des exercices d’entraînement.

Exercices d’entraînement au résumé

De cette phase d’entrainement, nous sommes passés à une pratique guidée à partir d’un article de Rodney Brooks Pourquoi l’intelligence artificielle nous fait autant fantasmer

Pourquoi l’intelligence artificielle nous fait autant fantasmer

 

Ce long article présente les différents biais cognitifs qui nous amènent à nous méprendre sur les possibilités réelles de l’IA.

 

Chaque élève a donc choisi une partie de l’article à lire, étudier et contracter pour partager le résumé avec la classe.

 

L’utilisation du wiki de Moodle a permis un accès rapide aux travaux des élèves et a offert la possibilité de donner un feedback en classe virtuelle afin de corriger rapidement les principales erreurs commises par les élèves.

Exemple de résumé produit par un élève

 

Le wiki permet également une modification aisée des résumés par les èlèves et un accès à l’historique de leurs différents essais.

Seance 4. L’algorithme comme opinion : les biais de l’IA

 

L’objectif de cette séance était d’aborder les biais créés par l’IA, ou plutôt de faire comprendre aux élèves les biais des algorithmes et des jeux de données qui servent à les entraîner.

Dans le même temps, on a abordé le travail sur l’exercice de l’essai.

Cette séance de cours a eu lieu en partie en classe et en partie à distance.

 

Dans un premier temps on a fait un retour sur la question de la reconnaissance faciale au lycée, en nous servant du forum de la séance 1.

 

Ensuite, une nouvelle vidéo extraite de Class code a été proposée aux élèves, augmentée d’un quiz (grâce à H5P)

Vidéo de class’code augmentée dans h5p

afin qu’ils comprennent comment un réseau de neurones est entrainé : en effet, il était essentiel qu’ils eussent bien saisi que les algorithmes sont entrainés à partir d’un jeu de données pour qu’ils pussent comprendre d’où viennent les erreurs qui sont générées.

 

Puis on a abordé plus précisément la question des biais de la reconnaissance faciale grâce à cette vidéo du projet Gender Shades (toujours augmentée de questions).

Gender Shades

Dans le cadre de ce projet, la chercheuse Joy Buolamwini a montré que les principaux logiciels de reconnaissance faciale disponibles sur le marché reconnaissent mal les visages des personnes de couleur et des femmes.

 

Cette première approche a été complétée par la lecture d’un extrait de l’article de Sidney Perkowitz, The Bias in the Machine: Facial Recognition Technology and Racial Disparities

Sidney Perkowitz, The Bias in the Machine: Facial Recognition Technology and Racial Disparities

qui centre son analyse sur les cas d’erreurs d’identification de suspects par des logiciels de reconnaissance faciale.

 

Après avoir vérifié la compréhension du texte,

Quiz sur le texte de Perkowitz

nous avons demandé aux élèves d’en faire le résumé, appliquant ainsi la méthode étudiée durant la séance précédente.

 

Encore une fois, dans le cadre du cours à distance, le wiki de Moodle se révèle utile pour accéder rapidement aux travaux des élèves et proposer un feedback à l’ensemble de la classe.

Exemple de résumé

Ce travail a enfin conduit à l’écriture d’un paragraphe d’essai.

 

La consigne était la suivante :

Consigne de l’essai

 

et voici un exemple de paragraphe produit par un élève :

Exemple de production d’élève

Ce travail a enfin été commenté en classe entière afin de préparer les à l’écriture d’un essai dans son ensemble sur le thème de la ville intelligente.

 

Seance 5.L’IA and the (smart)city

 

Cette dernière séance a été consacrée à la thématique de la ville intelligente : il s’agissait pour les élèves :

  • de s’informer sur le sujet,
  • de débattre
  • puis finalement d’écrire un essai.

 

Cette séance a été menée en partie à distance et en partie en classe.

 

Le support principal de l’activité fut constitué par un jeu-débat proposé par l’association L’Arbre des connaissances

Jouer à débattre

L’association propose tout un matériel de jeu et d’animation du jeu sur plusieurs thèmes, dont celui de la ville intelligente

Jeu-débat sur la ville intelligente

 

Les élèves y incarnent différents groupes d’habitants de la cité fictive de Waffer qui doivent choisir entre plusieurs solutions d’intelligence artificielle pour résoudre les problèmes de transport de leur ville.

 

Moodle a permis de débuter le jeu à distance, les élèves découvrant le jeu et choisissant le groupe d’habitants qu’il voulait incarner.

 

La séance en classe a permis de développer les compétences d’argumentation des élèves à l’oral, tout d’abord au sein de leur groupe, puis devant la classe entière.

 

Cette séance permettait donc de préparer l’écriture d’un essai sur cet thème.

 

Séance 6. La rédaction de l’essai

 

La dernière étape du travail a consisté pour les élèves à écrire un essai sur le thème de la ville intelligente.

 

Afin d’enrichir leurs connaissances sur cette thématique, nous leur avons proposé de regarder une vidéo d’Educ’Arte, Les villes du futur, les villes intelligentes.

Les villes du futur, les villes intelligentes

 

Puis les élèves ont fait une brève recherche documentaire sur ce thème au CDI et partagé les articles pertinents dans l’ENT avec l’ensemble de la classe,

Ressources partagées sur la ville intelligente

avant d’écrire leur essai.

 

 

Quelle collaboration entre professeur-documentaliste et professeur de lettres ?

 

Au cours de cette séquence, les objectifs du cours de français étaient intimement liés à ceux de l’EMI.

 

L’objectif principal dans ce travail de collaboration était vraiment de donner du sens aux apprentissages documentaires tout en restant cohérent à la fois avec le thème de travail de français et avec l’objectif disciplinaire. Le risque était de rendre trop artificiel l’articulation entre les trois.

 

La séance animée par Elsa s’intègre de façon cohérente au sein de la séquence sur l’intellligence artificielle : située au début de la séquence, elle a permis aux élèves

  • d’enrichir les premières connaissances sur le sujet que la séance d’introduction avait permis d’acquérir
  • d’amorcer des questions qui ont été approfondies par la suite à propos de la représentation de l’IA ou de ses biais.

 

De plus, la séance a permis d’aborder la méthode du résumé en cours de français. En effet, les deux types de résumés que nous avons demandés aux élèves diffèraient car l’exercice du cours de français répond à des règles et une méthodologie précise qui ne sont pas celles du résumé informatif. Néanmoins, les objectifs poursuivis étaient les mêmes : retenir les idées essentielles d’un texte.