Pratiques SVT avec l'intelligence artificielle (IA)

Le 9 Juin 2023 (Mise à jour le 2 sep 2023):

J'ai décidé d'expérimenter l’IA - intelligence artificielle générative - pour gagner du temps, me faciliter certaines tâches d'enseignant des SVT et surtout questionner le nouvel angle de vision qu'elle propose. Globalement je suis très satisfait de son aide dans la création des QCM spécial concours de médecine.  Certaines expériences sont même arrivées à utiliser l'IA  pour corriger et noter automatiquement les devoirs écrits des élèves! 😲️ le rêve de tout enseignant (L'article est en anglais mais vous pouvez le traduire via Google Translate).

Certes, ce qu'on observe actuellement, ce sont les premiers pas d'une IA, trébuchants, hésitants, incertains mais pleins de promesse dans l'avenir.  Telle est l'impression que j'ai eu avec le ChatGPT 3.5  d'OpenAI , l'Aria d'Opera ou encore Bard de Google, toutes basées sur une trame probabiliste: leur talon d'Achille. Leurs réponses doivent donc être analysées en post production avec un œil "plus" expert ;-) et garder à l'esprit que si elles excellent en capacité verbo-linguistique, elles sont très médiocres en aptitude logico-mathématique. Sûrement qu'elles s’amélioreront dans les prochaines versions avec les mises à jours de leurs algorithmes.

[PS: La dernière version dans ChatGPT (payant) ou Bing-Chat (gratuit) intègre désormais l'extension "code interpreter" renommée Advanced data Analysis qui ajoute la capacité logico-mathématique qui manquait au chatbot].

Quoi qu'il en soit! Pour un enseignant, manquer ce virage historique de l'IA est susceptible de le mettre en situation d'inadéquation avec ces technologies émergentes ou pire en déphasage avec leurs élèves qui n'hésitent  pas, dès maintenant,  à l'utiliser dans leurs activités scolaires et para-scolaires.  Ceux qui rateront ce rendez-vous, seront handicapés dans leur pratique pédagogique comme l'étaient leurs aînés vis-à-vis du PC et de l'internet ensuite. Je parle de ceux qui n'avaient pas pris le train en marche dans les années 90, sinon... Gare! Le remplacement par des tuteurs virtuels n'est pas à exclure et dont l'un d'eux - Sizzle AI - n'est qu'un pionnier..

L'avenir de la société va se faire avec l'IA, qu'on le veuille ou non. Tous les domaines de la vie seront affectés et ce sera de l'ordre de la révolution notamment dans l'éducation. Une vraie révolution...!

Le prompt en application dans les SVT

Utiliser l'IA obéit à certaines règles et conditions qui font partie de se qu'on appelle le prompt engineering. L'art d'écrire les prompts est la clé de la réussite dans le domptage de l'IA.  Plus l'invite (prompt) est détaillée, meilleurs est le résultat à tel point que la rédaction du prompt est considérée, par beaucoup, comme une forme de programmation: Il s'agit toujours de dire à un ordinateur ce que l'on veut qu'il fasse, étape par étape.

 Après avoir cherché sur le web comment écrire ces prompts,  j'ai trouvé deux documents important que je partage avec vous. Le premier sur un Blog et le second sur Youtube. 

Par expérience personnelle (somme toute très modeste) écrire de bons prompts, sous-entend une maîtrise de la rédaction des objectifs opérationnel selon les critères de Mager et une bonne connaissance de la taxonomie de Bloom : L’utilisation des verbes d’action clairs, précis est le leitmotiv de cette compétence. . 

En résumé voici les étapes à suivre pour écrire de bons prompts:

1. Agir en tant que {{personne que vous souhaitez que ChatGPT simule}}.

2. Je suis {{personne qui donne les instructions}}.

3. Je voudrais que vous {{tâche demandée}}.

4. En utilisant les contraintes suivantes {{ définir les restrictions de l'input: • contrainte 1, • contrainte 2, • contrainte 3 ... etc}}

5. En respectant le format de présentation suivant: {{ citer les caractéristiques du formatage de l'output: • format  1, • format 2 ... etc}}

Quelques additions de mon cru:

- [1] [2] Rôle, ton, style et contexte ; [3] Tâche, action ; [4] Contraintes, conditions d’input ; [5] Format et caractéristiques de présentation d'outPut.

- Les contraintes et les formats de présentation peuvent faire appel à beaucoup de techniques de précision telles que: donner des exemples à l’IA, détailler les étapes du raisonnement, imposer un contenu sur lequel se baser (Voir exemple ci-dessous)...etc

Exemple de prompt pour la création d'un QCM en SVT:

Exemple de prompt de génération de QCM en phase de formation pour l’acquisition de connaissance de base en SVT, basé sur un corpus défini (mes fiches de préparation au concours) : 

1- Rôle et style

• Je veux que vous agissiez en tant que pédagogue spécialiste en évaluation formative, expert dans la vulgarisation scientifique.

• Je suis un professeur qui enseigne les SVT au lycée à des adolescents, dans une langue non maternelle, les préparant à un concours de médecine.

2- Tâche

• Je voudrais que vous génériez un quiz de type QCU (Question à choix unique), avec leurs réponses.

3- Contraintes

• En utilisant le texte donné en fin du prompt intitulé "ma_fiche".

• Vous pouvez ajouter d’autres connaissances de sources externes dans le quiz ; 

• Le quiz contiendra 4 QCU c’est-à-dire 1 QCU pour la partie I, 2 QCU pour la partie II mais 1 QCU pour la partie III ;

• N’omettez aucune partie du texte "ma_fiche".

4- Format de présentation :

• Chaque QCU contiendra 4 choix dont un seul est correct et les trois autres faux de type  distracteur ;

• Les 4 QCU seront numérotées en chiffre arabes et les 4 choix qui leur correspondent en lettres capitales A, B, C et D ;

• Les réponses correctes doivent être rassemblées en fin du quiz ;

5- Exécution:

• Exécuter la régénération en utilisant le texte de "ma_fiche" suivante:

• PARTIE I : LES MALADIES ALLERGIQUES

Causes : Organismes ou substances chimiques appelés Allergènes (équivalents des AG). Exemple : acariens, venins, pollens, cosmétiques, médicaments ...

Symptômes : Inflammation, mucus, écoulement, vasoconstriction des voies respiratoires … etc  

Exemple : Asthme,  eczéma, urticaire, rhinite allergique, allergies alimentaires … etc

• PARTIE II : MÉCANISME ALLERGIQUE

Ce mécanisme montre trois principales phases :

1-Phase de sensibilisation : Pendant la 1° pénétration de l'allergène, on observe une coopération cellulaire (Macrophage, Th, LB). Le résultat est formation des plasmocytes qui vont sécréter des anticorps de type IgE. Ces IgE se fixent par leur partie constante Fc sur les mastocytes et les granulocytes. Dans cette phase aucun symptôme externe n'est visible. C'est la phase de sensibilisation.

2-Phase de réaction aiguë immédiate :  Si 2° pénétration du même allergène, on observe alors sa fixation sur les parties variables Fab des IgE précédemment liés aux mastocytes. le résultat est la dé-granulation des vésicules mastocytaires qui correspond à la sécrétion des médiateurs allergiques inflammatoires comme l'histamine et la prostaglandine. Pendant cette seconde phase, on observe les symptomes de l'inflammation qui sont visibles. Cette réaction est dite aiguë correspondant à un choc anaphylactique.

3-Phase de réaction retardée :  Après quelques heures, on peut revoir les mêmes symptômes précédents causés par les médiateurs inflammatoires des granulocytes sensibilisées pendant la première phase.

• PARTIE III : THÉRAPIE

- Prise de médicaments antihistaminiques;

- Désensibilisation qui consiste à réhabituer (adapter) progressivement l'organisme à l'allergène, par injection de doses croissantes d'allergènes sur de longues durées}}

Réponse de ChatGPT 

Quiz sur les Maladies Allergiques, Mécanisme Allergique et Thérapie

PARTIE I : LES MALADIES ALLERGIQUES 

Q1: Quel est le terme donné aux organismes ou substances chimiques responsables des maladies allergiques ? 

• A) Anticorps

• B) Antigènes

• C) Allergènes 

• D) Leucocytes

PARTIE II : MÉCANISME ALLERGIQUE 

Q2: Quelle est la première phase du mécanisme allergique où les plasmocytes sécrètent des anticorps de type IgE qui se fixent sur les mastocytes et les granulocytes ? 

• A) Phase de sensibilisation 

• B) Phase de réaction aiguë immédiate 

• C) Phase de réaction retardée 

• D) Phase de coopération cellulaire

Q3: Quel est le résultat de la dé-granulation des vésicules mastocytaires lors de la phase de réaction aiguë immédiate du mécanisme allergique ? 

• A) Formation des plasmocytes 

• B) Sécrétion des médiateurs allergiques inflammatoires 

• C) Fixation des IgE sur les parties variables Fab 

• D) Coopération cellulaire entre Macrophage, Th et LB

PARTIE III : THÉRAPIE 

Q4: Quelle est la méthode de traitement qui consiste à réhabituer progressivement l'organisme à l'allergène par injection de doses croissantes d'allergènes sur de longues durées ? 

• A) Prise de médicaments antihistaminiques 

• B) Désensibilisation 

• C) Administration de corticostéroïdes 

• D) Thérapie immunosuppressive

Réponses correctes :

    Q1: C) Allergènes 

    Q2: A) Phase de sensibilisation

    Q3: B) Sécrétion des médiateurs allergiques inflammatoires

    Q4: B) Désensibilisation

Note (de ChatGPT) : N'hésitez pas à intégrer davantage de questions ou à modifier les choix de réponses pour adapter le quiz à vos besoins et à ceux de vos étudiants. Assurez-vous également de revoir et de vérifier les informations du quiz avant de le proposer à vos élèves pour vous assurer de leur exactitude et de leur pertinence.