Comment enseigner l’IA dans les classes K-12 ? Exemple de création de matériel pédagogique

By Kostanca Cuko

C’est une évidence, la technologie numérique occupe une place importante dans nos vies transformant nombreux aspects de notre quotidien, notamment dans les relations sociales, éducatives et économiques. L’école est concernée…

C’est une évidence, la technologie numérique occupe une place importante dans nos vies transformant nombreux aspects de notre quotidien, notamment dans les relations sociales, éducatives et économiques. L’école est concernée au premier chef par ces questions car elle est directement touchée par les évolutions de société, la production et la diffusion. Sur le plan politique et dans la même perspective, la Suisse romande a récemment publié le plan d’étude numérique, qui met également l’accent sur l’enseignement des nouvelles pratiques numériques, y compris l’intelligence artificielle (IA), aux élèves de la maternelle à la 11ème année.

Cependant, malgré l’attention et l’omniprésence des technologies d’IA dans notre vie quotidienne, nous commençons tout juste à réfléchir à la manière d’introduire l’IA auprès des élèves de la maternelle à la 11ème année. C’est évident, l’IA fait partie de la vie des étudiants, à travers l’utilisation d’un assistant personnel à domicile, le calcul d’itinéraires sur des cartes ou encore la reconnaissance de visages sur des photos prises. Dans le contexte scolaire, l’IA peut faciliter l’expression, la créativité et l’apprentissage, permettant aux élèves de devenir des producteurs de technologie, et pas seulement des consommateurs.

Sachant que l’avenir de l’humanité pourrait certainement être profondément impacté par l’IA – humaine, enseigner son fonctionnement et ses impacts potentiels sur la vie quotidienne est certainement essentiel. Pour ces raisons, notre équipe d’enseignants a développé du matériel pédagogique incluant divers éléments de l’IA, afin de participer à l’opérationnalisation des objectifs d’apprentissage de l’IA chez les élèves de la maternelle à la 11ème année.

Le modèle à cinq dimensions d’AI4K12 a été utilisé (AI4K12, 2020) mettant l’accent sur :

  • (a) perceptions,
  • (b) représentations & raisonnements,
  • (c) apprentissages,
  • (d) interactions naturelles,
  • (e) impacts sociaux.

Dans ce matériel pédagogique, les dimensions (b), (c) et (e) sont traitées grâce à un projet informatique et les dimensions (a), (d) et (e) sont traitées grâce à un projet robotique.

Au cours d’une leçon, les élèves sont invités à réfléchir à l’IA, à comprendre la différence entre l’intelligence humaine et artificielle, à coder, décoder et transformer des données, à utiliser différentes machines et à découvrir le fonctionnement des réseaux. Les élèves sont également initiés à la construction et au fonctionnement d’une machine intelligente à partir d’une base de données en créant, exécutant et comparant des programmes. Ils développent un esprit critique sur la place et l’impact de l’IA dans le monde professionnel, en découvrant la relation entre l’informatique et la société. Grâce aux séquences pédagogiques suivantes, construites selon une approche interdisciplinaire, les élèves devraient être capables d’identifier comment l’IA contribue à leur vie quotidienne, comment elle fonctionne et comment elle pourrait contribuer davantage à l’avenir.

Une session d’apprentissage est basée sur la robotique pour enseigner les perceptions de l’IA. Dans un premier temps, les élèves sont invités à observer leur environnement afin d’identifier les machines intelligentes et de faire des hypothèses sur leur fonctionnement. Ensuite, à l’aide d’un logiciel les élèves peuvent explorer le fonctionnement d’une machine en repérant ses spécificités, l’intensité de la lumière, les sons de basse/haute fréquence, etc. Grâce à ce processus, les élèves apprennent les perceptions de l’IA et établissent des liens avec le fonctionnement humain.

En conclusion, les activités proposées amèneront les élèves à réfléchir sur l’IA et sa place dans notre quotidien. Ils seront sensibilisés à la construction d’une machine intelligente à partir d’une base de données et développeront un esprit critique vis-à-vis de la place et de l’utilisation de l’IA dans le monde professionnel.

Notre équipe, ainsi que le corps enseignant, se penchent actuellement sur d’autres questions complémentaires, telles que :

  • Comment répondre aux besoins de tous les types de profils d’étudiant·e·s ?
  • Comment adapter notre matériel à l’âge de l’étudiant·e ?
  • Comment adapter notre matériel au profil des enseignant·e·s ?
  • Comment adapter notre matériel à l’environnement technologique des salles de classe ?

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Lien vers les informations communiquées durant le colloque international en éducation : https://colloque2022.crifpe.ca/fr/papers/details/311

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