Analyse d'une expérience : L’IA a-t-elle tout compris ? À toi de vérifier !

Constat

À l’heure où l’intelligence artificielle devient une composante de plus en plus présente dans la vie quotidienne et dans les pratiques scolaires, il est essentiel d’accompagner les élèves, dès le collège, dans une compréhension critique et éclairée de ces outils. 
Trop souvent perçue comme infaillible, l’IA peut pourtant produire des erreurs d’analyse, des biais ou des réponses inappropriées. En même temps, bien utilisée, elle offre des possibilités inédites pour enrichir, structurer ou approfondir le travail scolaire. 
Cet article propose de réfléchir à la manière d’introduire ces notions en classe afin de former des élèves capables d’utiliser l’IA de manière responsable et stratégique, en comprenant à la fois ses limites et ses apports potentiels.
 

Niveau

Séance réalisée en 2024-2025 avec des 6e mais séance possible pour tout le cycle 4.
 

Compétences (BO)

• Communiquer et argumenter dans un langage scientifique : Les élèves argumentent leurs choix et leurs découvertes en utilisant un vocabulaire scientifique approprié. S’exprimer à l’oral et à l’écrit : Les élèves doivent décrire des résultats d’expériences, faire des choix de synthèse, des observations, des conclusions.
• Travailler en groupe et coopérer : L’analyse des résultats de l’expérience se fait en groupe ce qui permet de débattre et d’échanger des idées.
• Développer l’esprit critique : Les élèves comparent la réponse de plusieurs IA avec les résultats d’expérience pour partir à la recherche des erreurs d’analyse. L’élève compare le travail de l’IA et celui d’un élève pour mettre en valeur les avantages d’un regard humain.

Compétences du CRCN (cadre de référence des compétences numériques)

• Traiter des données (Compétence 1.3) : Appliquer des traitements à des données pour les analyser et les interpréter (avec un tableur, un programme, un logiciel de traitement d'enquête, une requête de calcul dans une base de données…).
• Partager et publier (Compétence 2.2) : Les élèves doivent prendre des photos de l’expérience et partager les photos en les postant sur un mur collaboratif. Développer des documents textuels (Compétence 3.1) :Les élèves doivent faire leur analyse des résultats d’expériences sur un document texte.

Connaissances et capacités associées
Cycle de vie : Exploiter des observations issues de cultures ou d’élevages pour identifier les différentes étapes d’un cycle de vie (naissance, croissance, reproduction, vieillissement, mort) et les formes associées (graine-plantule-plante fleurie, œuf-embryon-larve ou jeune-adulte)

Objectifs pédagogiques (disciplinaires et méthodologiques)

• Comprendre un phénomène biologique : observer et analyser l'impact de la température sur le cycle de vie des vers de farine.
• Mettre en œuvre une démarche scientifique : formuler des hypothèses, collecter des données, observer régulièrement, comparer des résultats.
• Développer l’autonomie et le travail en groupe dans une activité expérimentale.
• Interpréter des résultats et formuler une synthèse scientifique à l’écrit.

Objectifs technologiques et numériques

• Utiliser la tablette comme outil de captation de données (photo, vidéo, temps réel).
• Partager des contenus sur un espace collaboratif en ligne (mur numérique, plateforme de classe).
• Utiliser un traitement de texte ou un outil de présentation pour structurer et restituer ses résultats.
• Découvrir un usage encadré de l’intelligence artificielle pour assister l’analyse de données : extraction d’informations, repérage de tendances, aide à la rédaction.
• Développer un esprit critique face à l’IA : reconnaître ses apports mais aussi ses limites ou erreurs possibles.

Description de l’activité :

Etape 1 : Suivi photographique de l’expérience
Consigne :
Mettre en place l’expérience, prendre des photos et publier sur un mur collaboratif.
Conditions :
Les séances se déroulent en classe. Seul un groupe de 2-3 élèves par séances va s’occuper de l’expérience durant l’heure de cours. 
Déroulé :
En classe entière les élèves travaillent sur les cycles de vie des animaux en autonomie.
La professeure explique qu’une expérience sera en cours pendant plus d’un mois au fond de la salle et que les élèves iront à tour de rôle prendre des photos de l’expérience.
La professeure demande à un groupe d’élèves « chargé·e·s » d’installer l’expérience :
-un récipient avec 5 vers de farine (venant du rayon pêche d’un grand magasin de sport) + 30g farine complète + 10g levures boulangères placé à 24°C (à côté du radiateur)
-un récipient avec 5 vers de farine + 30g farine complète + 10g levures boulangères placé à 18°C (dans le local de SVT)
-prendre en photo les vers et poster les photos sur un mur collaboratif  : bien noter la date et la température pour chaque photo. (Outil utilisé : DIGIPAD)
Les élèves « chargé·e·s d’expérience » se mettent en groupe de 3 et ont une tablette établissement par groupe.
Prise de photos et publication : durée 30 min.
La semaine d’après un autre groupe d’élèves devient les « chargé·e·s d’expérience » pendant que les autres continuent les séances sur les cycles de vie. (durée : du 6 janvier au 14 février. Prévoir environ 2 mois)

Etape 2 : Interprétation des résultats.

Séance 1 : Duel élèves/IA (1 séance de 1h)

•Consigne :
A partir des résultats d’expériences, interpréter et conclure sur l’impact de la température sur la métamorphose du ver de farine.
•Conditions :
La séance se déroule dans une salle informatique. Les élèves sont en classe entière.
•Déroulé :
Pré requis : Les élèves ont vu les différents cycles de vie des animaux (sans métamorphose : tortue, criquet, souris ; avec métamorphose : papillon). Les élèves connaissent les termes : œuf, larve, nymphe, adulte, métamorphose, naissance, croissance. Les élèves savent reconnaître les stades œuf, larve, nymphe, adulte.

Consignes (10 min) : La consigne est notée au tableau, les mots difficiles sont expliqués (impact, métamorphose)
« Avec les résultats d’expérience sur le ver de farine vous allez devoir répondre à la question suivante : Quel est l’impact de la température sur la métamorphose du ver de farine ? J’attends une conclusion avec justifications. Cependant la moitié de la classe aura une IA pour l’aider tandis que l’autre moitié sera sans IA ».
-Je fais voter les élèves. Qui pense que ce sera l’IA qui fera le meilleur compte rendu ? Qui pense que ce sera les élèves ? Résultats (moyenne pour 5 classes) :Sur 20 élèves 13 votent pour le travail de l’élève, 7 votent pour le travail de l’IA. Les élèves par esprit de rébellion plus que par conviction ont donc voté pour que ce soit les élèves qui fassent le meilleur compte rendu. -Les élèves sont 2-3 par ordinateur. -Les résultats de l’expérience sont fournis par un document pdf enregistré sur l’ordinateur. -Les élèves doivent écrire leur compte rendu sur un document texte open office et l’enregistrer sur un dossier partagé. -Je place un groupe avec Chatpdf, un groupe avec Claude IA, un groupe avec Mistal IA, un groupe avec chatgpt. Les élèves sont en activité pendant 35-40 min.

Analyse de la séance 1 (Duel IA élèves)

Point sur l’utilisation de l’IA par les élèves
 

CHATPDF :

• Joli visuel : le pdf est affiché sur le côté donc toujours visible par les élèves.Alors qu’avec les autres IA les élèves ont juste donné le PDF à l’IA sans le lire. Chatpdf guide les élèves par des questions au début de la séance. Les élèves obtiennent un résumé sans données chiffrées, sans exemples précis venant du document. Cela amène à penser que chatpdf ne reconnait pas les images, ne reconnait pas les stades de développement, ne peut pas établir de durée précise, se sert uniquement du peu de texte donné dans le pdf

• Des erreurs d’analyse dues à des erreurs de traduction. Par exemple quand l’élève demande ce que va devenir le ver de farine adulte l’IA répond « un papillon de farine ». Les élèves connaissaient le stade adulte du ver de farine et donc se sont étonnées que l’IA leur dise que c’était une mite. Elles ont donc fait travailler leur esprit critique et m’ont tout de suite interpellé face à cette erreur.
  
   

CHATGPT, MISTRAL IA, CLAUDE IA :

• Premier problème pour la compréhension du document par les élèves c’est que les élèves n’ont pas ouvert le document PDF avec les résultats d’expériences. Ils étaient trop contents de pouvoir directement tout donner à l’IA. Il leur était donc difficile de savoir si l’IA faisait des erreurs d’analyse car ils n’avaient pas en visuel les résultats.
• Les IA ont du mal à reconnaître les différents stades de développement à partir des photographies.

Comparaison des observations de l’IA et de l’élève (en rouge les erreurs de l’IA):

En conclusion l’IA ne reconnait pas bien les différents stades de développement. Mais l’IA fait de très belles conclusions.

Quand j’ai demandé aux élèves de vérifier si l’IA n’avait pas fait d’erreurs, au lieu de vérifier par eux-mêmes ils ont demandé à l’IA :

Les élèves ont demandé à l’IA « il y a p de faute jespere » et l’IA a compris qu’il fallait qu’elle vérifie les fautes dans le document mais pas qu’elle vérifie les fautes dans son analyse. Les élèves n’ont pas compris. Nous en avons discuté et ils ont redemandé « toi ta pas fais de fautes » mais l’IA répond toujours en cherchant des fautes dans les documents. Les élèves n’ont pas compris et m’ont assuré qu’il n’y avait pas de fautes.

Difficultés rencontrées :

• Pour remplir le Digipad il faut faire une photo des 4 vers en même temps pour faciliter la lecture des résultats par les élèves du collège. Trop de photos du même jour de plusieurs vers est moins visuel qu’une seule photo avec les 4 vers d’un coup.
• Les vers de farine ont un déplacement assez rapide au début. Prévoir de placer les vers dans une boîte de pétri à bords hauts pour la photo.
• Chronométrer le temps des « chargé·e·s d’expériences » avec les vers sinon les élèves peuvent passer l’heure entière à manipuler le réel.
• Les élèves ont parfois mélangé une larve ou une nymphe et nous nous sommes retrouvés à 5 animaux au lieu de 4 sur certaines photos.
• Les IA ne lisent pas un lien Digipad il faut exporter le Digipad en PDF :

• Les élèves doivent jongler entre différentes fenêtres sur l’ordinateur (le document PDF avec les résultats d’expérience, le document de traitement de texte pour écrire leur réponse, la fenêtre IA pour les groupes avec IA)

Alternative n°1 : Imprimer les résultats d’expériences sur document papier en plus du document PDF disponible sur l’ordinateur. Alternative 2 : Allumer deux ordinateurs pour avoir toujours sous les yeux le document avec les résultats d’expérience.

• La professeure doit se créer des comptes sur chatgpt, claude IA, mistral AI en amont. La professeure doit ouvrir les comptes des IA elle-même sur les ordinateurs en amont (ou en début) de la séance.
• Pour les élèves de 6e c’est difficile de savoir comment donner le PDF des résultats à l’IA. La professeure doit les aider pour cette manipulation.
• Les comptes gratuits des IA sont limités :

GPT-4o : Les utilisateurs gratuits peuvent envoyer jusqu'à 10 messages toutes les 5 heures. Une fois cette limite atteinte, un message s'affiche : « Vous avez atteint notre limite de messages. Veuillez réessayer plus tard » Claude IA : Sur le site web : Vous pouvez envoyer jusqu'à 15 messages gratuits par jour. Sur l'application mobile : La limite est plus généreuse, avec 50 messages gratuits par jour. Ces quotas se réinitialisent chaque jour à minuit, heure du Pacifique (soit 9h du matin, heure de Paris). Mistral IA est plus généreux : 1 milliards de tokens par mois. Chatpdf : Nombre de documents : Jusqu'à 2 PDF par jour. Taille maximale par document : 10 Mo. Nombre maximal de pages par document : 120 pages. Nombre de questions par jour : Jusqu'à 50 questions. Ces limites s'appliquent quotidiennement et sont réinitialisées chaque jour.

Points positifs :

• Les élèves ont apprécié travailler avec des vraies bestioles.
• Les élèves ont apprécié travailler avec des vraies bestioles ET avec une tablette.
• Les élèves ont apprécié travailler avec des vraies bestioles ET avec une tablette ET en autonomie, en ayant la confiance de la professeure.
• Beaucoup d’échanges entre élèves sur la meilleure prise de vue pour les photos permettant de faire travailler la coopération autour d’outils informatiques.
• Les élèves ont pu reconnaître les stades du développement du ver de farine : l’autonomie vers le poste « expérience » au fond de la salle ou dans le local de SVT + la prise de photo + l’objectif de reconnaître le stade du développement a permis d’ancrer davantage l’apprentissage sur du réel. L’outil informatique n’a pas remplacé le réel mais a bien permis une mise en valeur augmentée du réel grâce à l’outil informatique.
• Beaucoup de dialogue au sein du groupe d’élèves « prends la photo comme ça », « une photo chacun »
• Durant le duel les élèves sans IA étaient plus apaisés et concentrés sur le travail. Ils se sont répartis les tâches et les rôles. Les élèves avec IA étaient plus dispersés et pensaient détenir le savoir absolu, ils ont donc fanfaronné et perdu du temps. Cette différence d’attitude a fait partie de nos discussions et a permis aux élèves de comprendre que l’utilisation de l’IA peut nous faire dévier de notre concentration initiale et favoriser la dispersion (les questions « pour rire » posées à l’IA).

2.Séance 2 : Evaluation et verdict (1 séance de 1h)

•Consigne :
Comparer un travail d’une IA et un travail d’élèves avec le document de référence des résultats d’expérience pour déterminer le vainqueur du duel.
•Conditions :
Les élèves sont en classe entière.
•Déroulé :
Consignes (10 min) : La consigne est notée au tableau, les mots difficiles sont expliqués (impact, métamorphose)
« Défi 1 : Retrouver les erreurs faites par l’IA et trouver la correction. Votre équipe gagne un point par erreur trouvée et un point par erreur corrigée. Défi 2 : Avec la grille d’évaluation faire l’évaluation de la production de l’IA et faire l’évaluation de la production des élèves »
-Les élèves sont par binôme. Chaque binôme a le document de référence (les photographies des résultats de l’expérience) + un travail d’IA + un travail d’élève + une grille d’évaluation. -Compétition entre les groupes pour trouver le plus d’erreurs et les corriger. Les vainqueurs gagnent une récompense sucrée.
-Les élèves sont en activité pendant 20 min. Mise en commun : -En fin de séance on reprend ensemble les erreurs d’analyse de l’IA. On évoque les avantages et désavantages de travailler avec ou sans IA (écriture collaborative au tableau). -On teste ensemble d’augmenter le texte d’un élève avec IA. Résultats :

Mise en commun :

• Les élèves ont préféré le travail de l’IA car il n’y avait pas de fautes d’orthographe et c’était bien présenté.
• Ils ont identifié plus d’erreurs chez l’IA : erreurs de détection des stades, de durée des stades.
• Ils ont trouvé le vocabulaire plus adapté quand c’est les travaux d’élèves, ils ont eu quelques mots de vocabulaire trop compliqués chez les travaux des IA « nymphose » « synthèse comparative ».
• Les élèves ont vu que l’IA faisait une synthèse sous forme de succession d’idées avec beaucoup d’alinéas et de puces.
• Les élèves eux, ont eu davantage tendance à faire des phrases pour rendre compte de leur observation.
• Conclusion commune avec les élèves : l’IA n’est pas aussi efficace que le regard humain pour analyser des photographies du cycle de vie du ver de farine. L’IA permet cependant de corriger les fautes d’orthographe et améliorer les syntaxes.
• En fin de séance nous avons donné un travail d’élève à chatgpt en lui demandant de corriger les fautes et améliorer le travail. La production obtenue est satisfaisante. Attention, si le texte des élèves contient des erreurs, chatgpt ne les décèle pas. Une relecture est donc obligatoire malgré l’utilisation de l’IA.

Analyse de la séance 2 (Évaluer les travaux IA/élèves) :

Difficulté rencontrée :
Il y a beaucoup à lire pour des élèves de 6e / Alternative : Mettre les élèves en groupe et leur donner une partie des textes à lire.

Points positifs :

• Les élèves ont apprécié évaluer les travaux des camarades et de l’IA. L’esprit critique des élèves était constamment en fonctionnement car les comptes rendus faits par IA comportent des erreurs d’analyses facilement identifiables. L’association de leur esprit critique + une émotion forte a davantage marqué leur esprit et cela leur a donné envie de trouver les erreurs et les corriger. Les élèves ont tous été convaincu en fin de séance de l’importance du regard humain qui ne peut pas être remplacé par l’IA. Ils ont appris à utiliser l’IA pour augmenter leur travail et non pour le faire à leur place.
• Retour sur le réel : malgré toutes les technologies et outils numériques dont disposés les élèves durant ces séances (tablettes, IA, ordinateur, internet, traitement de texte…) ce qu’ils ont le plus apprécié c’est … toucher les vers de farine. Le réel a encore de beaux jours devant lui !

CONCLUSION :

L’IA n’est pas encore assez efficace pour déceler seule les stades de développement du ver de farine et analyser ces changements sur des photographies. Le regard humain est indispensable pour vérifier et remettre en question le travail de l’IA. L’IA est un outil permettant d’augmenter l’efficacité du travail humain. Malgré toutes les technologies disponibles, les élèves sont instinctivement attirés vers le réel et les manipulations concrètes du matériel vivant. C’est un véritable besoin pour eux. Une belle victoire pour les sciences expérimentales qui ne pourront pas être remplacées par du virtuel. Le réel doit rester encore et toujours dans nos enseignements de SVT. L’IA comme tous les autres outils, restera un outil.
 

Annexes :
Le document de référence : Le Digipad sous format PDF contenant les photographies des vers de farine « Document de référence_Températures et métamorphose ».
Les travaux comparatifs pour la séances 2 :« Travaux d’élèves et IA».
Le travail augmenté d’élèves avec chatgpt : « Augmentation chatgpt».
Le document pour faire l’évaluation des productions : « Critères d’évaluation_métamorphose»
 

Travail réalisé par Margaux BERTHIER