TraAM 2024-2025
Création d’une modélisation analogique à l’aide de l’IA en SVT
Les Travaux Académiques Mutualisés (TraAM) sont un dispositif visant à concevoir et à tester en classe des séquences pédagogiques sur des thèmes émergents du numérique éducatif.
Pour l’année scolaire 2024-2025, l’un des thèmes proposés était : « Éthique et formation à l’esprit critique dans l’utilisation des intelligences artificielles en Sciences de la Vie et de la Terre ».
L’accès à l’ensemble des TraAM SVT 2024-2025 est accessible ici.
Publié le 25/05/2025 | Modifié le 04/06/2025
Niveau : 1ere spécialité SVT
Compétences et/ou capacités travaillées :
- Concevoir et mettre en œuvre un protocole.
- Concevoir une expérience analogique en collaboration avec une IA.
Compétences CRCN pour l’élève :
- Mener une recherche et une veille d’information
- Traiter des données
- S’insérer dans le monde numérique
Compétences CRCN pour le professeur :
- Agir en faveur d’un numérique professionnel et responsable.
- Engager les apprenants.
- Développer les compétences numériques des apprenants.
| Activité-problématique | Objectif notionnel | Description du scénario ou de l’activité |
|---|---|---|
| TP1 - Comment la fusion partielle d’une roche (péridotite) peut-elle donner naissance à une roche différente (andésite) ? | Dans le cadre de l’étude des zones de convergence, comprendre comment la fusion partielle de la péridotite peut donner une nouvelle roche, l’andésite. | On va partir de l’hypothèse que le magma issu de la fonte de la péridotite est le résultat d’une fusion partielle. Comme seule une partie de la péridotite fond, le refroidissement du magma obtenu ne peut donc en aucun cas redonner de la péridotite. Nous utiliserons pour cela du matériel fourni (différents types de chocolats (blanc, lait, noir), bain marie, verrerie, thermomètre) et une IA conversationnelle afin de réaliser, à partir de ce matériel, un modèle analogique permettant de tester l’hypothèse proposée. |
| TP2 - En quoi le champ magnétique terrestre peut-il mettre en évidence des mobilités horizontales de la surface de la Terre ? | Dans le cadre de l’étude des anomalies magnétiques enregistrées de part d’autre de la dorsale médio-atlantiques, comprendre l’origine de ces anomalies. | Après avoir observé le comportement des cristaux ferromagnésiens au cours de du refroidissement d’un magma basaltique nous utiliserons une IA conversationnelle pour mettre en place une expérience simple qui mette en évidence que le basalte est source de perturbation du champ magnétique terrestre. Un morceau de Basalte est fourni et du matériel supplémentaire peut être demandé à l’enseignant. |
| TP3 - En quoi les structures observées au niveau d’une dorsale océanique nous renseignent-elles sur le fonctionnement de cette dernière ? | Dans le cadre de l’étude de la divergence des plaques lithosphériques, comprendre le fonctionnement d’une dorsale océanique par la compréhension de l’origine des failles normales observées au niveau de ces dorsales. | Après avoir observé l’existence de failles de part et d’autre d’une dorsale océanique, on se propose de tester l’hypothèse suivante proposée par l’enseignant : ces failles observées sont le résultat d’une divergence car ces plaques sont soumises à des contraintes extensives (résultat de forces qui tirent les plaques dans deux directions opposées). Nous utiliserons pour cela du matériel fourni (boite plexiglas munie d’une paroi montée sur un piston, farines de deux couleurs différentes) et une IA conversationnelle afin de réaliser, à partir de ce matériel, un modèle analogique permettant de tester l’hypothèse proposée. |
TP 3 : Exemple de production d’élèves
Intérêt/ plus value de l’utilisation de l’IA :
Développer l’esprit critique : mettre en place une réflexion sur une réponse générée par une IA conversationnelle.
Rendre l’élève acteur de la création du modèle : il ne s’agit plus uniquement d’utiliser un modèle mais d’engager une réflexion sur la construction de ce modèle. En générant des modèles analogiques, l’IA peut inspirer les élèves à penser de manière créative et à envisager des solutions innovantes à des problèmes scientifiques.
| Activité | Retour réflexif sur le scénario ou l’activité après mise en œuvre avec les élèves |
|---|---|
| TP1 | Une activité qui fonctionne relativement bien, le seul réel problème soulevé étant que dans certains cas l’IA leur propose de réaliser trois fois l’expérience pour déterminer la température de fusion de chaque chocolat. Dans cette activité l’aide de l’enseignant peut être minime, il a juste fallu pour certains groupes leur notifier qu’une roche contient tous ces minéraux juxtaposés : il convient alors de ne procéder qu’a une seule montée en température pour l’ensemble des trois chocolats. |
| TP2 | Certains élèves reprennent le texte de l’activité sans poser réellement de question à l’IA. Celle-ci fournit néanmoins une réponse mais complètement à côté de l’objectif dans 99,9% des cas. Certains élèves sont déconcertés quand l’IA leur propose d’utiliser un magnétomètre et que l’enseignant n’en a pas… il faut alors trouver une solution de rechange mais ils n’utilisent alors plus l’IA pour trouver par quoi remplacer le magnétomètre. Quelques élèves trouvent une solution en autonomie avec l’IA en entrant en conversation avec l’IA ; ils produisent un protocole avec une boussole que l’on approche du basalte pour montrer la perturbation du champ magnétique terrestre indiqué par la boussole. |
| TP3 | Le premier problème soulevé lors de cette activité est le fait que l’IA fournit une réponse mais complètement à côté de l’objectif dans 99,9% des cas. En effet, selon la précision de la demande écrite par l’élève on peut obtenir :
Un cours sur les mouvements des plaques lithosphériques, Une explication sur ce qu’est une faille, Un pseudo modèle permettant de réaliser des failles mais avec des matériaux incongrus (bois – trop dur, caoutchouc – trop souple et non cassant, etc.) Certains élèves n’ayant pas compris la question se contentent d’un schéma d’une dorsale... Cette activité nécessite une aide de l’enseignant qui doit suivre les travaux des élèves à chaque étape de l’élaboration du modèle. Il faut faire comprendre aux élèves qu’ils doivent avoir une demande très précise à l’IA de ce qu’ils veulent. |
Bilan global :
- Au final, les élèves trouvent une solution avec l’IA en entrant en conversation et en précisant leur demande ; ils produisent un modèle cohérent permettant d’obtenir le résultat escompté.
- Plus-value liée à l’utilisation de l’IA conversationnelle : une réelle réflexion sur la construction de l’expérience de la part de la majorité des élèves, rien à voir avec suivre tout simplement un protocole sans la moindre idée de ce à quoi cela va servir… L’intervention de l’IA rend l’élève acteur de la construction du modèle, permettant ainsi de bien comprendre les limites d’un modèle par rapport à la réalité.
Ressources :
Fiches TP élèves avec exemples de réponses :
TP 1 - Modéliser la fusion partielle d’une roche
TP 2 - Perturbation du champ magnétique terrestre par des basaltes
TP 3 - Créer un modèle de création de failles
Expérimentation réalisée par Christophe LEJEUNE, Lycée François Villon, Beaugency (45)