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Construire un chatbot pour et par les élèves en SVT

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Comment exploiter les possibilités des chatbots pour les apprentissages des élèves ? Comment s’assurer de la qualité et la précision des réponses de l’IA générative ?

Le scénario pédagogique en 1ère spécialité SVT proposé repose sur la construction d’un chatbot en partie programmé par l’enseignante, et en partie relié à une IA générative de textes.
Les élèves sont aussi amenés à élaborer une partie du contenu du chatbot dans un objectif d’apprentissage et de mémorisation.

Niveau de classe visé

Mélanie Fenaert, professeure de SVT, a mis en place cette séance auprès d’une classe de 1ère spécialité SVT.

Modalités d’utilisation

  • Effectif : classe entière ou demi groupe
  • Durée estimée :
     La préparation du chatbot a demandé quelques heures de travail en amont de la rentrée.
     Les temps de travail en classe avec les élèves durent de 15 à 30 minutes maximum en fin de chapitre.
     La consultation du chatbot et la poursuite des propositions de contenu par les élèves peut se poursuivre en dehors de la classe.
  • Matériel nécessaire : Ordinateurs, tablettes ou smartphone

Description de la mise en œuvre

La base du chatbot est constituée d’un agent conversationnel nommé ViTa et de 40 questions à choix multiple (QCM), regroupées en 4 thèmes, portant sur le programme de Seconde.

L’avatar de ViTa a été créé par une IA générative d’image (Copilot designer).

Image en pixel art d'une enseignante
Avatar de ViTa

Image en pixel art d’une enseignante portant une blouse blanche, devant un tableau, avec un microscope, un globe et des tubes à essai autour d’elle. Image créée avec Copilot designer.

Le chatbot propose de réviser 4 grands thèmes, chacun ensuite décliné en deux niveaux : Seconde et 1ère spécialité SVT.

Si le niveau Seconde est implémenté dès la rentrée, le niveau spécialité est, lui, "en travaux" : ce sera aux élèves de proposer ces contenus au fil de l’année.

Dans chacun des thèmes de niveau Seconde, une série de 10 QCM est proposée. On y trouve :

  • des questions avec une ou plusieurs bonnes réponses possibles parmi des choix
  • quelques questions ouvertes demandant de taper une séquence de nucléotides
  • des boutons "En savoir plus" associés à une invite (prompt) pré-enregistrée
  • des rétroactions sonores, en images et textuelles (erreur, félicitation, encouragement)
  • un découpage de chaque série en deux niveaux, matérialisés par un son particulier
  • la possibilité de revenir au début à tout moment

Dans la version 1ère spécialité SVT, s’y ajoutent progressivement :

  • les QCM et "En savoir plus" des élèves
  • des vidéos
  • des exercices interactifs
  • des images 2D ou 3D issues de Mesurim2
  • des questions à réponse libre de l’élève, avec réponse évaluée par l’IA

L’outil est présenté aux élèves avec test en direct, et aux parents via messagerie et lors de la réunion parents-professeurs. Le support de présentation suivant peut être utilisé.
Présentation du chatbot ViTa

Support de présentation au format PDF

La partie entièrement programmée (accessible sans mot de passe) ne récolte aucune donnée personnelle. Cet usage est donc conforme au RGPD.

Toutefois, la connexion du chatbot à l’IA générative de texte (LLM) via le mot de passe nécessite de passer par un fournisseur privé, ce qui nécessite l’autorisation du chef d’établissement et le consentement éclairé des parents.

Des sites proposent des clés API gratuites comme cohere.com, très peu de données sont récoltées (simple journal des tokens utilisés par jour) mais ces offres restent limitées (en nombre de tokens notamment, donc d’interactions), et peuvent à tout moment être modifiées et devenir payantes.

À chaque fin de chapitre, les élèves sont incités à proposer en équipe des contenus pour enrichir le niveau 1ère spécialité SVT de ViTa.

Pour cela, l’enseignante a utilisé des supports qui ont évolué au fil de l’année :

  • En début d’année  : création d’une équipe privée dans Pearltrees avec les consignes. Chaque équipe peut déposer une note avec ses propositions.
  • Après quelques séances : passage sur CodiMD, un pad collaboratif qui utilise la syntaxe Markdown, la même que celle du chatbot. Cela facilite l’implémentation des propositions des élèves dans ViTa, et leur permet de mieux comprendre la "programmation" du chatbot. Aussi, il est donc conseiller de leur imposer cette syntaxe.
Capture d'écran
Interface de CodiMD où les élèves proposent leurs contenus

A gauche la zone d’édition avec des QCM et prompts proposés par les élèves en syntaxe Markdown, à droite la zone de visualisation du contenu.

La création de QCM est la modalité qu’ils mettent en œuvre le plus facilement. L’enseignante peut vérifier et commenter leurs propositions, l’occasion de parfois rectifier une mauvaise compréhension d’une notion.

Au début de l’année, les élèves ne proposent que des QCM, un format simple et familier. Ils n’envisagent pas la rétroaction autre que "vrai" ou "faux". De même, la création de prompt pour les "En savoir plus" n’est pas naturelle pour eux, d’autant qu’ils sont alors au stade de l’apprentissage et non à celui de l’approfondissement.

À partir du 2e trimestre, un travail spécifique sur la rétroaction et le prompt est effectué. Cela passe par la compréhension de la manière dont un texte est généré par une IA. L’outil IA Génération de texte de Vittascience est idéal pour leur faire comprendre la génération "statistique" des mots ou portions de mots (tokens) par l’IA, et la nécessité de fournir une base de connaissances au chatbot afin de limiter ses hallucinations et rendre ses réponses plus précises et plus fiables scientifiquement.

Les interactions les plus simples proposées avec IA sont les boutons "En savoir plus". Le prompt est pré-programmé, la réponse est générée par l’IA en exploitant la base de connaissances fournie au chatbot (à l’aide d’un autre fichier CodiMD).
Capture d'écran
Exemple de prompt pré-enregistré et la réponse générée par l’IA

A gauche le texte en syntaxe Markdown, à droite le rendu dans le chatbot.

On peut proposer des questions à réponse libre, et faire en sorte que le chatbot évalue la qualité de la réponse de l’élève. Pour cela il faut donner à l’IA des critères d’évaluation suffisamment précis. Si cela fonctionne plutôt bien, il y a toutefois quelques imprécisions : il est nécessaire d’encadrer ces réponses de l’IA d’un avertissement enjoignant l’utilisateur à garder un esprit critique.

Capture d'écran
“Programmation” de l’évaluation par l’IA d’une réponse de l’élève

A gauche le texte en syntaxe markdown, à droite le rendu dans le chabot.

Impact et plus-value

  • Rassembler ses contenus : fiches mémo, Wooflash et exercices LearningApps sont regroupés en un seul support, ne récoltant pas de données (selon le mode d’utilisation)
  • Mobilité : facilement accessible sur smartphone
  • Pérennité au long terme : le chatbot est toujours disponible pour les élèves les années suivantes si besoin.
  • Métacognition : la co-construction avec les élèves leur permet de repérer les notions importantes
  • Compétences numériques : mise en œuvre quelques notions de programmation légère, et travail de l’esprit critique avec l’utilisation de l’IA

Le chatbot construit devient au fil de l’année un outil d’entraînement et de mémorisation à long terme.

  • Plusieurs compétences du CRCN [1] (Pix) sont aussi travaillées :
    Domaine 2 : Communication et collaboration
     Compétence 2.2 Partager et publier
    Domaine 3 : Création de contenus
     Compétence 3.4 Programmer
    Domaine 5 : Environnement numérique
     Compétence 5.2 Évoluer dans un environnement numérique

Envie d’essayer ?

Pour tester la version du 1er septembre 2024, incluant 40 QCM niveau Seconde et des prompts pour "En savoir plus" :

  1. Ouvrir le chatbot ViTa sauvegarde du 01/09/24
  2. Dans la fenêtre popup, laisser le champ vide pour avoir le chatbot sans IA, ou mettre ce mot de passe pour le connecter à l’IA : ViTaTEST
Capture d'écran de la fenêtre popup.
Fenêtre popup pour entrer le mot de passe lié activant l’IA

Capture d’écran de la fenêtre popup.

Pour tester la version du 09/11/24 avec des contenus de 1ère spécialité ajoutés, et des interactions plus poussées avec l’IA, même processus et même mot de passe.

En savoir plus

Documents joints


[1Cadre de Référence des Compétences Numériques

Bon à savoir

    Il faut créer un compte enseignant pour utiliser l’application avec le service associé.

    Cette ressource collecte des données à caractère personnel pour fonctionner. Le responsable des activités de traitement doit s’assurer que l’application respecte la règlementation.

    Cette application doit être inscrite dans le registre des activités de traitement.

    Remarque : Lorsque la ressource est utilisée via le Médiacentre ENT, alors il n’est pas nécessaire d’alimenter le registre des activités de traitement de l’établissement. Cette procédure est réalisée au niveau national pour tous les établissements par le ministère de l’Éducation nationale.

Ressource(s) associée(s)

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Article rédigé par Mélanie FENAERT