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Intelligence artificielle dans une démarche d'investigation
(3e cycle du primaire et 1er cycle du secondaire)
École en réseau et Grandir sans Frontières s'unissent pour développer et diffuser des activités en IA. Les activités ciblent l'apprentissage automatique, un autre volet traitant de l'apprentissage profond sera éventuellement offert. L'École en réseau et Grandir sans Frontières mettent l'accent sur la démarche d'investigation et d'inférence, la collaboration et la co-élaboration. C'est pourquoi nous encourageons les élèves à faire leurs propres découvertes et qu'ils trouvent des réponses à leurs questions.
Pourquoi un projet en intelligence artificielle?
Les jeunes vivent avec le numérique dans une multitude de contextes. Ils entendent souvent parler de l'intelligence artificielle et ils utilisent, sans le savoir, son potentiel dans certaines applications. Ce projet veut faire connaître les fondements de l'IA aux élèves et les sensibiliser aux différentes utilisations que nous en faisons aujourd'hui avec un regard sur l'avenir. Il sera proposé aux élèves de comparer l'IA à l'intelligence humaine pour en observer les limites, les avantages et les inconvénients. Plusieurs sites et programmes d'expérimentation sont en anglais, c'est pourquoi il serait intéressant de faire des liens en anglais, langue seconde dans le Programme de formation de l'école québécoise. Cependant, toutes les instructions seront traduites en français pour le début du projet avec les classes.
Michel Perreault
Collaborateur en technopédagoie pour l'ÉER
micper@cgocable.ca
Michel Perreault
Collaborateur en technopédagoie pour l'ÉER
micper@cgocable.ca
intention pédagogique
Amener l'élève à comprendre et à expérimenter l'intelligence artificielle
Clientèle ciblée
Le projet est développé pour le 3e cycle du primaire (P3) et le 1er cycle du secondaire (S1). Le but recherché des activités n'est pas de comprendre les algorithmes de programmation, il s'agit plutôt d'apprendre le fonctionnement de l'intelligence artificielle et son utilisation en général.
Pour que vos élèves participent au projet avec d'autres classes, complétez la fiche d'inscription dans la section "Jumelage" du site de l'École en réseau.
Le projet est développé pour le 3e cycle du primaire (P3) et le 1er cycle du secondaire (S1). Le but recherché des activités n'est pas de comprendre les algorithmes de programmation, il s'agit plutôt d'apprendre le fonctionnement de l'intelligence artificielle et son utilisation en général.
Pour que vos élèves participent au projet avec d'autres classes, complétez la fiche d'inscription dans la section "Jumelage" du site de l'École en réseau.
Liens avec le programme de formation de l'école québécoise et la compétence numérique
1. Préparation et mise en situation
Présentation du projet en visioconférence (ou à la session de transfert en présentiel)
Brève présentation aux enseignant-e-s de la démarche suggérée, des activités et des outils disponibles.
Activité 1
Activation des connaissances antérieures (sur forum collaboratif)
Que connaissez-vous de l'intelligence artificielle (IA)? Retour sur les connaissances antérieures avec un forum collaboratif, une carte sémantique collaborative ou autre document collaboratif (Google, Office 365...). À partir des réponses des élèves, l'enseignant-e sera en mesure d'évaluer le degré de compréhension de la classe.
Une perspective sera disponible pour les classes qui utilisent le Knowledge Forum. Pour celles et ceux qui utilisent un autre outil voici un guide pour créer une perspective, cliquez ici.
Visioconférence 1
Présentation des réponses inscrites dans le Knowledge Forum ou avec d'autres outils collaboratifs.
Activité 2
L'IA et ses composantes
L'IA comporte deux composantes importantes. Vos élèves doivent compléter un schéma avec les définitions qu'ils auront trouvées. Le site du DataFranca - Grand lexique français sera très utile tout au long du projet ainsi que l'encyclopédie libre Wikipédia.
P3 - Cliquez ici pour le schéma
S1 - Cliquez ici pour le schéma
Brève présentation aux enseignant-e-s de la démarche suggérée, des activités et des outils disponibles.
Activité 1
Activation des connaissances antérieures (sur forum collaboratif)
Que connaissez-vous de l'intelligence artificielle (IA)? Retour sur les connaissances antérieures avec un forum collaboratif, une carte sémantique collaborative ou autre document collaboratif (Google, Office 365...). À partir des réponses des élèves, l'enseignant-e sera en mesure d'évaluer le degré de compréhension de la classe.
Une perspective sera disponible pour les classes qui utilisent le Knowledge Forum. Pour celles et ceux qui utilisent un autre outil voici un guide pour créer une perspective, cliquez ici.
Visioconférence 1
Présentation des réponses inscrites dans le Knowledge Forum ou avec d'autres outils collaboratifs.
Activité 2
L'IA et ses composantes
L'IA comporte deux composantes importantes. Vos élèves doivent compléter un schéma avec les définitions qu'ils auront trouvées. Le site du DataFranca - Grand lexique français sera très utile tout au long du projet ainsi que l'encyclopédie libre Wikipédia.
P3 - Cliquez ici pour le schéma
S1 - Cliquez ici pour le schéma
Activité 3
Vidéos sur l'IA
P3 - L'intelligence artificielle expliquée en 3 minutes
P3 et S1 - L'intelligence artificielle, qu'est-ce que c'est ? (apprentissage supervisé et non supervisé)
S1 - Cliquez ici pour la vidéo (Émission Découverte)
Vidéos sur l'IA
P3 - L'intelligence artificielle expliquée en 3 minutes
P3 et S1 - L'intelligence artificielle, qu'est-ce que c'est ? (apprentissage supervisé et non supervisé)
S1 - Cliquez ici pour la vidéo (Émission Découverte)
Activité 4
Des définitions de l'intelligence artificielle
P3 - Cliquez ici (Quiz)
S1 - Cliquez ici (association de termes)
S1 - Cliquez ici (Quiz)
Des définitions de l'intelligence artificielle
P3 - Cliquez ici (Quiz)
S1 - Cliquez ici (association de termes)
S1 - Cliquez ici (Quiz)
Activité 5
Un programme pas très intelligent
Reproduire ce programme et expliquer pourquoi nous ne pouvons pas le considérer comme le résultat d'un algorithme "intelligent".
Cliquer ici pour créer le programme pas à pas (en version Scratch 2.0 transposable en Scratch 3.0)
Cliquer ici pour le code
Un programme pas très intelligent
Reproduire ce programme et expliquer pourquoi nous ne pouvons pas le considérer comme le résultat d'un algorithme "intelligent".
Cliquer ici pour créer le programme pas à pas (en version Scratch 2.0 transposable en Scratch 3.0)
Cliquer ici pour le code
2. Réalisation (bloc dédié à l'apprentissage automatique)
Étapes du cheminement des données dans un programme d'apprentissage automatique:
- Entrée des données d'entraînement >>>
- Entraînement des données dans un algorithme d'apprentissage automatique selon le problème à résoudre >>>
- Prédiction ou sortie (supervisée ou non supervisée)
Activité 6
Tester des outils de simulation de l'apprentissage automatique.
Tester des outils de simulation de l'apprentissage automatique.
Teachable Machine est un simulateur simple d'apprentissage automatique conçu par les gens de Google, il est préférable d'utiliser Google Chrome. Il s'agit ici de fournir à la machine des entrées (données d'entraînement) en lui donnant des exemples dans 3 classes. Il est possible d'enregistrer des mouvements sous forme d'images, des sons ou du texte. Il faut autoriser l'utilisation de la caméra et du micro. Un tutoriel en anglais explique la démarche.
Qu'est-ce que les élèves retiennent du fonctionnement de ce programme?
Dalton Learning Lab offre plusieurs activités simulant l'apprentissage machine en utilisant ScratchX. La création d'un compte est nécessaire. Choisissez dans la liste Flappy Bird Machine Learning Tutorial qui entraîne un oiseau apprenant à se déplacer entre des tuyaux. L'activité peut être présentée sur un TNI ou projecteur en classe, donc un compte peut suffire. Suivez les instructions et collez les instructions Scratch aux blocs déjà en place lorsque c'est demandé. Vous pouvez aussi guider l'oiseau avec le bouton gauche de la souris pour accélérer l'apprentissage.
L'entraînement de l'oiseau et de ses copies peut prendre plusieurs minutes.
Pourquoi l'oiseau répète-t-il si souvent le trajet en heurtant les tuyaux avant de finalement trouver son chemin?
Pourquoi l'oiseau répète-t-il si souvent le trajet en heurtant les tuyaux avant de finalement trouver son chemin?
Activité 7
Tesla et l'intelligence artificielle (vidéos)
Tesla et la Chine
Ce que peut voir le pilote automatique
Une balade en Tesla
Activité 8
Investigation par les élèves des domaines d’application de l'apprentissage automatique (sur forum collaboratif)
Utilisation de l'apprentissage automatique dans la société et dans le monde du travail.
Activité 9
Sur les appareils numériques que vous utilisez, pouvez-vous identifier des applications qui tirent profit de l'apprentissage automatique?
Tesla et l'intelligence artificielle (vidéos)
Tesla et la Chine
Ce que peut voir le pilote automatique
Une balade en Tesla
Activité 8
Investigation par les élèves des domaines d’application de l'apprentissage automatique (sur forum collaboratif)
Utilisation de l'apprentissage automatique dans la société et dans le monde du travail.
Activité 9
Sur les appareils numériques que vous utilisez, pouvez-vous identifier des applications qui tirent profit de l'apprentissage automatique?
3. Intégration et prolongement
Visioconférence 2
- Retour sur les activités du bloc Réalisation.
- L'intelligence artificielle dans le coin droit et l'intelligence humaine dans le coin gauche, la plus intelligente est...
- Les impacts sociaux de l'IA et ses limites. Il y a plusieurs avantages mais y a-t-il des dangers?
- Selon vous, quelles seraient les conventions à respecter dans l'usage de l'apprentissage automatique et de l'intelligence artificielle? Le code d'éthique de l'IA.
- L'IA à l'école.
- Que nous réserve l'avenir ?
- Quelles sont les études que doit suivre une personne qui veut travailler dans le domaine de l'intelligence artificielle?
- Connaissez-vous des gens qui travaillent dans un domaine qui utilise l'intelligence artificielle?
Coffre à outils
L'intelligence artificielle à Montréal (Yoshua Bengio)
https://www.youtube.com/watch?v=HqXPxRJeMBc
Site d'IBM expliquant ML for kids (anglais)
https://www.ibm.org/activities/machine-learning-for-kids
Capsules sur l'apprentissage automatique (Hugo Larochelle)
https://www.youtube.com/watch?v=GROvIr2GGcc
ML for dummies
https://www.ibm.com/downloads/cas/GB8ZMQZ3
Teaching kids about learning machine with Dale Lane
https://www.youtube.com/watch?v=h2KqwwfKOuY
Les lois de la physique au service de l'apprentissage automatique
https://jeunes.sfpnet.fr/2017/11/14/les-lois-de-la-physique-au-service-de-lapprentissage-automatique/
J'ai rencontré M. Yoshua Bengio dans le cadre du colloque de l'ADTE en juin 2019 à l'université Laval et je lui ai soumis un projet d'initiation à l'intelligence artificielle pour les jeunes. Ce dernier a eu la gentillesse de nous offrir l'expertise de M. Tristan Sylvain, doctorant en IA, pour valider certains outils et fournir de précieux conseils.
