Auteur : Laurent QUASEVI, Collège Marcel Aymé, Dagneux
L’objectif de ce scénario est d’utiliser une Intelligence Artificielle pour établir une prédiction d’évolution d’un écosystème en sixième.
Une partie des séances en sixième est basée sur l’étude du jardin du collège. Cet espace est composé d’une mare et de cultures d’ornementation et de céréales.
Les élèves du club nature entretiennent et gèrent cet espace tout au long de l’année.
Toutes les classes de sixième utilisent cet espace pour suivre les variations de populations au cours des saisons.
Dans le cadre de la partie sur l’influence des activités humaines sur un écosystème, les élèves sont amenés à faire des propositions de gestion de cet espace.
Bien que les élèves connaissent le plus souvent les pratiques à éviter (utilisation de pesticides, de désherbants), ils rencontrent des difficultés pour envisager l’influence de l’action de l’Homme à plus ou moins long terme.
Ainsi, l’objectif de ce scénario est d’utiliser une intelligence artificielle pour générer des prévisions d’évolution du jardin, en fonction de la possible utilisation de désherbants ou de pesticides.
Ce scénario a été pensé pour un niveau 6ème, mais est transposable sur un autre niveau.
BO n°25 – juin 2023 – Cycle 3
La Terre, une planète peuplée par des êtres vivants
Écosystème : structure, fonctionnement et dynamique
« Au travers de quelques exemples, on montre que les actions humaines sur les écosystèmes sont source de perturbations et que les écosystèmes font preuve de résilience, mais dans certaines limites. »
AFC : Caractériser les conséquences d’une action humaine sur un écosystème.
Connaissances et compétences attendues en fin de sixième : Justifier la nécessité d’une exploitation raisonnée des ressources dans une perspective de développement durable.
Compétences travaillées :
- Domaine 1 : Rendre compte de ses activités en utilisant un vocabulaire précis
- Domaine 2 : Utiliser des outils numériques pour simuler des phénomènes
- Domaine 4 : Formuler des hypothèses / Modéliser des phénomènes naturels
Compétences du CRCN
Document de référence : https://eduscol.education.fr/document/20389/download
- Domaine 3 – Création de contenus
- 3.2 – Développer des documents multimédias
- Domaine 4 – Protection et sécurité
- 4.1 – Sécuriser l’environnement numérique
Activité préalable : Suivi de biodiversité et des populations au cours de l’année dans l’espace jardin
Objectifs notionnels : Décrire les composantes d’un paysage, suivre les changements de peuplement au cours des saisons pour un même écosystème. Observation, description
Objectifs de compétence : Rendre compte par écrit d’un relevé de biodiversité et de l’étude d’un écosystème
Les élèves suivent depuis le début de l’année l’espace jardin du collège dans le cadre du programme de sixième. Une nouvelle séance est menée pour développer la description du jardin : surface, diversité qualitative et quantitative.
Production élève attendue : un texte décrivant cet espace. Exemple :
Nous étudions le jardin du collège. Cet écosystème a une surface de 80 m2, couvert de millet et de silène, de trèfle et de fétuque. Nous avons observé des punaises arlequin, l’Argyope frelon, des limnées. Les limnées sont dans un point d’eau central, de 50 m3, avec des nénuphars. Cet espace est bordé de noisetiers et de genêt. Nous remarquons que des ronces et du chiendent se développent un peu partout dans le jardin.
Transition
À cette période de l’année (janvier / février), le club nature est en pause. Les élèves de sixième proposent des pistes à suivre pour la reprise des activités au printemps.
Ici, les discussions sont guidées vers la nécessité de limiter le développement des ronces et du chiendent.
Les élèves proposent l’utilisation de désherbants, ou une action mécanique. L’idée de mener une simulation pour tester l’impact de l’utilisation d’un désherbant, ou de tout autre intrant, est avancée. Les élèves proposent rapidement l’utilisation d’une intelligence artificielle pour réaliser cette simulation.
Activité cible : Prédiction d’évolution de l’écosystème jardin
Objectifs notionnels : L’utilisation d’intrant a un impact négatif sur l’écosystème
Objectifs de compétence : Rédaction d’un prompt / Comparaison de documents / Rédaction d’une hypothèse
Activité élève 1 : Le jardin dans 10 ans
Étape 1 : Création d’un prompt à l’aide la fiche méthode
La fiche méthode à construire en se basant sur la structure d’un prompt :
Fiche méthode rédaction prompt.
« Instruction (tache spécifique à réaliser) + contexte (informations supplémentaires pour des réponses précises) + données d’entrée (contenu spécifique) + indicateur de sortie (format ou type de réponse attendue) »
Les élèves sont en groupe de quatre et utilisent la fiche méthode pour créer le prompt. Le code couleur proposé guide les élèves dans la réalisation de cette tâche.
Exemples de prompts rédigés par les élèves.
Étape 2 : Saisie des prompts afin d’obtenir un texte et des images pour simuler le devenir du jardin à 10 ans, avec ou sans utilisation de désherbants et de pesticide
La création des images est limitée : une par groupe de 4 élèves. L’image est en deux parties : avec ou sans utilisation d’intrants, dans 10 ans.
Les élèves ne doivent saisir qu’un seul prompt par groupe.
Exemples de réponses données par l’IA.
Étape 3 : Mise en commun et comparaison des images afin de rédiger une hypothèse sur l’impact des intrants sur un écosystème
La mise en commun est réalisée grâce à Pearltrees, outil utilisé dans l’établissement. D’autres méthodes sont possibles pour créer une collection des images générées par les élèves.
Les objectifs notionnels sont atteints à travers cette comparaison des productions par l’IA.
Exemples de réponses générées par l’IA :
Étape 4 : Production de l’outil de métacognition permettant de questionner l’origine d’une image
Les élèves proposent des critères permettant de détecter une image générée par une IA. Ce travail est mené en groupe, avant une mise en commun en groupe classe. Les élèves présentent alors à l’oral les critères listés en s’appuyant sur une présentation de leurs images générées par l’IA.
Les critères attendus par le professeur en amont sont :
- Dimension (taille)
- Réalisme (espèce identifiée)
- Aspect et style (ombre, teinte, contraste)
- Respect des formes (modification des structures)
- Ajout d’éléments de paysage, d’arrière-plan, de contexte (maison, …)
En classe, le bilan des critères choisis par les élèves tend vers la liste de critères attendus. Néanmoins, les élèves ont insisté à travers leurs présentations sur les erreurs scientifiques commises par l’IA : nombre de pattes trop élevé, forme des feuilles non réalistes, déformation d’êtres vivants, incohérence entre l’état de l’écosystème présenté et les espèces accueillies.
Un exemple de mise en commun au tableau :
Un outil est créé à partir des critères listés par les élèves. L’idée est d’établir un score de crédibilité d’une image. Pour chaque critère, un score de 1 à 5 est attribué à l’image étudiée. Plus le score total est élevé, plus les chances que l’image soit créée par une IA sont grandes.
Étape 5 : Tester l’outil de métacognition
Les élèves ont à se positionner à propos d’une base d’images, réelles ou créées par intelligence artificielle.
Pour cela, les élèves utilisent l’outil mis à disposition, et attribuent un score de crédibilité aux images.
Activité détection images artificielles.
Analyse de séance
Résultats de l’activité mobilisant l’outil de métacognition
- Les deux premières images, produites par les derniers outils disponibles pour la génération d’image, n’ont pas été dépistées comme étant artificielles. Ces images permettent d’aborder avec les élèves la nécessité de prendre en compte d’autres éléments pour se positionner face à une image : source, contexte de publication, …. Des images de cette qualité inondant les réseaux sociaux, il est possible d’aborder ce sujet avec les élèves.
- Les images 3, 5 et 6 ont été qualifiées correctement de façon significative. L’étude de ces deux images permet de tester la solidité des acquis des élèves dans la critique d’une ressource picturale.
- L’image 4 a mis les élèves en difficulté. Cette prise réelle a été majoritairement qualifiée d’image artificielle. Ce constat n’est pas étonnant, les élèves n’étant pas familiers avec le contexte de l’image (Haute montagne). Cette ressource permet de mettre en avant le besoin d’avoir des connaissances liées au sujet de l’image pour se positionner.
Retour d’expérience
Plusieurs aspects positifs sont à souligner à la suite de cette expérimentation :
- J’observe une forte montée en compétence des élèves de 6èmee au niveau de la maîtrise de l’informatique (saisie texte, gestion image, enregistrement données). Les activités ont mobilisé des compétences clés, et ont permis un renforcement au cours des séances.
- Les élèves ont une prise de conscience de la nécessité d’être critique lors de la consultation de contenu.
- Les élèves font preuve de recul en réalisant la nécessité d’avoir des connaissances sur le sujet avant de critiquer l’image étudiée, voire devenir experts.
Des aspects plus négatifs persistent :
- Cet ensemble d’activités est chronophage, du moins avec des élèves de sixième.
- Il est nécessaire de prévoir des séances en amont pour s’assurer de la prise en main des bases de l’informatique par les élèves (absence d’heures de technologie).
Un questionnaire a été proposé aux élèves. Quelques retours à la question « Qu’avez-vous appris au sujet de l’intelligence artificielle ? » :
- L’IA peut faire des erreurs,
- Il faut lui demander ses sources,
- L’IA n’est pas intelligente,
- L’IA peut nous piéger avec des images quasi réelles,
- L’IA peut facilement nous tromper.
Ces réponses élèves, fréquentes parmi les 60 questionnaires relevés, démontrent l’existence d’un regard critique de la part des élèves face aux outils utilisés durant les activités.
