L'ESSENTIEL
· Si le numérique a depuis longtemps fait son entrée à l'école et dans les apprentissages, le rôle croissant joué par l'intelligence artificielle (IA) vient bouleverser les approches de l'éducation en ouvrant considérablement le champ des possibles, notamment depuis le lancement de ChatGPT par OpenAI en 2022 et le développement fulgurant des systèmes d'IA générative.
· La question n'est en effet plus de décider s'il faut faire une place à l'IA dans l'éducation - elle y a déjà fait irruption - mais de savoir comment accompagner les développements en cours et répondre aux enjeux de l'éducation par et à l'IA.
· Enseignement adaptatif, suivi des apprentissages en temps réel, aide à l'évaluation, ingénierie pédagogique : nombreux sont les cas d'usage dans lesquels l'IA pourrait apporter une contribution majeure aux pratiques d'enseignement, avec des perspectives pleines de promesses pour une école plus inclusive.
· Cependant, malgré les efforts réalisés pour intégrer l'IA dans l'éducation, l'appropriation des outils par les acteurs du système éducatif - enseignants, élèves, établissements -, loin d'être systématique, apparaît encore très inégale. Utilisée massivement par les plus jeunes générations, l'IA générative reste encore peu employée dans le reste de la communauté éducative. Les inquiétudes exprimées mettent en évidence la nécessité d'accompagner les enseignants par la définition de lignes directrices claires et stratégiques et de bâtir un cadre de confiance fondé sur une approche équilibrée.
· Pour l'avenir, trois axes principaux se dégagent : mieux accompagner les acteurs de l'enseignement par la définition d'un cadre d'usage et un accès facilité aux outils disponibles ; former plus massivement et favoriser l'émergence d'une culture citoyenne de l'IA, à l'école et en dehors de celle-ci ; évaluer les outils, approfondir la recherche et expérimenter.
· Il s'agit d'assurer les enseignants de leur place toujours centrale dans le processus éducatif, de démythifier l'IA, mais aussi de faire la démonstration scientifique de la capacité de l'IA, en particulier l'IA générative, à favoriser la montée en compétences des apprenants et de transformer efficacement les façons d'enseigner.
· PREMIÈRE PARTIE
L'IA DANS
L'ÉDUCATION : UN POTENTIEL D'INNOVATION CONSIDÉRABLE POUR
L'ACCÈS AU SAVOIR ET LES APPRENTISSAGES
Qu'il s'agisse de personnaliser l'enseignement en l'adaptant à l'élève ou d'épauler les enseignants dans la conception des cours et l'évaluation des apprentissages, les cas d'usage de l'IA dans l'éducation sont nombreux. Cependant, faute de cadre structuré, l'appropriation de ces outils par les acteurs du système éducatif - enseignants, élèves, établissements -, loin d'être systématique, apparaît encore très inégale.
I. DES APPLICATIONS NOMBREUSES AU SOUTIEN DES ÉLÈVES, DES ENSEIGNANTS ET DU SYSTÈME ÉDUCATIF
La littérature scientifique et les institutions proposent plusieurs typologies possibles des usages de l'IA dans l'éducation1(*). De façon schématique, trois principaux domaines d'application peuvent être retenus selon que la technologie vient au soutien de l'enseignant, de l'apprenant ou du système éducatif. Ces catégories peuvent naturellement se chevaucher dès lors que les utilisations sont parfois partagées entre plusieurs acteurs.
A. L'IA COMME NOUVEL ASSISTANT PÉDAGOGIQUE DE L'ENSEIGNANT
1. L'enseignement différencié, le suivi des apprentissages en temps réel et l'aide à l'évaluation
Le laboratoire d'apprentissage de l'Inria fournit une grande variété d'activités possibles avec l'aide de technologies d'IA : « l'apprentissage personnalisé étape par étape, le regroupement dynamique des apprenants pour un travail en classe plus efficace, l'analyse des écrits des élèves et l'évaluation automatique, les chatbots d'assistance aux élèves, la génération automatique de tests, le suivi des résultats d'apprentissage des élèves, la gestion de tâches administratives telles que l'organisation des cours ou la réponse aux questions courantes »2(*).
Parmi les usages possibles de l'IA par l'enseignant, les technologies permettant de personnaliser l'enseignement en l'adaptant au profil de l'apprenant font partie des plus prometteuses. Dans le cadre de cet apprentissage « adaptatif », le système peut, à partir de l'analyse de données d'apprentissage, par exemple des résultats de réponses à des questionnaires, modifier son fonctionnement pour s'ajuster à l'utilisateur et sélectionner des contenus et un niveau de difficulté appropriés.
Avec cette approche individualisée ou différenciée, les connaissances de l'élève, ses appétences, ses capacités, mais également, s'agissant notamment de l'apprentissage des langues, son contexte socioculturel, peuvent être mieux pris en compte. L'enseignant peut rendre le processus d'apprentissage plus ludique en s'appuyant, pour chaque élève, sur le juste équilibre entre un exercice trop facile, facteur de démotivation, et un exercice trop difficile, source de découragement. Il s'agit de viser la zone proximale de développement (ZPD)3(*), c'est-à-dire l'espace cognitif situé entre la zone d'autonomie et la zone de rupture, dans lequel l'élève reste mobilisé, car il se sent capable de réussir une tâche avec une aide appropriée.
« Quand on peut, on
veut ! »*
La zone proximale de
développement
* Richard Prawat, ancien directeur du département de psychologie de l'éducation de l'Université du Michigan (1989)
Dans le cadre de ces nouveaux outils, un tableau de bord permet aux enseignants d'organiser et de suivre les apprentissages en classe et à la maison en gardant une vue d'ensemble des travaux effectués par les élèves et de leur progression. L'objectif poursuivi est l'amélioration du processus de remédiation.
L'exemple de « MIA
Seconde » :
un outil d'apprentissage adaptatif pour un
enseignement différencié
Outil de remédiation en français et en mathématiques, MIA Seconde, développé par la start-up française « Evidence B », devrait être généralisé à tous les lycéens de seconde à la terminale, selon les annonces du ministère de l'éducation nationale et de la jeunesse.
Ce service propose diverses modalités de travail permettant aux élèves de s'entraîner individuellement ou en groupe, en classe ou à la maison. Les professeurs peuvent sélectionner des exercices pour créer des parcours personnalisés, former des binômes pour encourager la collaboration, proposer des modules choisis par l'IA selon les résultats des tests de positionnement, et consulter une banque de ressources pour des activités pédagogiques supplémentaires.
L'IA fournit des indications sur les exercices pour lesquels l'élève a hésité ou rencontré des difficultés, ses forces et ses axes d'amélioration, et peut ainsi aider l'enseignant dans ses choix pédagogiques. Le tableau de bord facilite le suivi individualisé des élèves, montrant leur progression et le temps passé sur chaque activité.
Les modules couvrent des thématiques fondamentales, avec des exercices spécifiques pour les élèves en grande difficulté, comme « Réapprentissage du sens des nombres » ou encore « Fluence de décodage de la lecture » en français.
Dans le même ordre d'idées s'agissant de l'apprentissage des langues, les outils de suivi conversationnel permettent aux enseignants d'identifier des textes appropriés pour une langue particulière afin de générer des phrases, paragraphes ou exemples de conversations favorables à une interaction avec les apprenants et ainsi de mettre en place un tutorat personnalisé en compétences linguistiques.
Ces techniques d'analyse fondées sur l'IA, aujourd'hui nombreuses (par exemple, ClassPad Learning), peuvent rendre les enseignants plus réactifs en les aidant à faire passer les élèves d'une tâche à l'autre lorsqu'ils travaillent seuls ou en groupe, toujours dans le sens d'une personnalisation des apprentissages et du maintien de l'engagement des élèves.
En fournissant un retour d'information continu pendant l'apprentissage, les IA contribuent au processus d'évaluation formative en aidant les enseignants à faire le point sur les acquis de chaque élève et les compétences précises à cibler. Dans la salle de classe, l'enseignant a alors la possibilité de suivre les apprentissages en temps réel et de « traiter une classe de 25 comme une classe de 12 », selon l'expression d'Arthur Mensch4(*).
2. L'ingénierie pédagogique
Le rôle d'ingénierie pédagogique joué par l'IA générative revêt une importance croissante.
Les possibilités offertes par la multimodalité ou la génération augmentée par récupération (RAG) permettent la mise en place d'interactions riches et variées à partir de corpus choisis par l'enseignant :
· les systèmes multimodaux permettent d'enrichir les propositions interactives faites aux utilisateurs en intégrant différentes formes de données (combinaison de textes, d'images, de sons ou de vidéos) ;
· la RAG (pour « Retrieval-Augmented Generation ») permet quant à elle d'améliorer la génération de contenu en intégrant des informations externes. Cette approche combine la génération de texte et la récupération d'informations. Des sources pertinentes sont extraites d'une base de données par un système de recherche, puis un contenu est généré de manière fluide.
Le recours aux technologies d'IA générative peut ainsi servir à concevoir ou co-concevoir un programme d'enseignement, un plan de cours, une séquence pédagogique, à faciliter l'élaboration de matériel éducatif (quiz, grilles d'évaluation, tests, activités interactives) et à venir au soutien de la créativité (exemple de ClassPoint AI).
Quiz sur la Révolution française conçu avec ChatGPT
Il s'agit en quelque sorte, pour l'enseignant, d'« augmenter » sa pédagogie en l'enrichissant d'idées nouvelles, de contenus ou de choix d'illustrations, en étant assisté dans la scénarisation du cours.
Certains outils, tels que « Nolej IA » ou encore « Redmenta », permettent de transformer un support de cours statique en présentation interactive, plus mobilisante pour les apprenants.
L'exemple de « Nolej IA », outil de transformation des supports de cours
« Nolej IA » est une application qui permet de transformer des supports de cours statiques en contenus interactifs, qu'il s'agisse de vidéos, flashcards ou encore de quiz formatifs. Cet outil permet aux formateurs de générer rapidement des ressources favorisant les interactions et de stimuler l'attention des élèves en classe plus longtemps. « Nous voulons redonner le pouvoir aux professeurs, qu'ils puissent s'adapter à leurs classes, aux groupes et varier les activités sur un même sujet », explique Nejma Belkhdim, cofondatrice de Nolej IA5(*).
Cet outil est disponible dans l'environnement numérique de travail (ENT) de certaines académies où des expérimentations sont en cours.
En automatisant certaines activités, par une assistance aux tâches rédactionnelles ou la réalisation de certaines évaluations, l'IA pourrait permettre de libérer du temps pour les enseignants qui le souhaitent. Ces derniers pourraient se concentrer davantage sur la pédagogie et les élèves qui connaissent le plus de difficultés.
Plus généralement, dans un contexte où les tâches administratives se multiplient, cette technologie apporte de la souplesse dans les choix pédagogiques et permet aux enseignants de décider dans quel champ ils souhaitent le plus s'investir.
* 1 Voir notamment la revue de littérature réalisée par la direction du numérique pour l'éducation (DNE) du ministère de l'éducation nationale et de la jeunesse : Intelligence artificielle et éducation. Apports de la recherche et enjeux pour les politiques publiques, janvier 2024 : https://edunumrech.hypotheses.org/files/2024/04/MEN_DNE_brochure_IA_2024_web_fr.pdf.
* 2 Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique. Inria Learning Lab, FUN MOOC, Intelligence artificielle pour et par les enseignants. Explorer et soutenir l'utilisation éclairée de l'IA dans l'éducation : https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/intelligence-artificielle-pour-et-par-les-enseignants-ai4t/.
* 3 Telle que conceptualisée par Lev Vygotski.
* 4 Audition de M. Arthur Mensch, cofondateur de l'entreprise Mistral AI, lors de son audition du 22 mai 2024 par la commission des affaires économiques du Sénat : https://www.senat.fr/compte-rendu-commissions/20240520/affeco.html.
* 5 NOLEJ. (s. d.). NOLEJ. https://nolej.io/.