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Deuxième activité IA et maths : les probabilités

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3eme IA
par Julien Durand

Cette deuxième activité s’inscrit dans la série que je conçois pour aborder l’intelligence artificielle à travers des notions mathématiques du programme.

Les élèves y manipulent une petite machine d’IA qui génère un début de phrase en deux étapes : un sujet, puis un verbe, choisis selon des probabilités.

Ils doivent représenter toutes les issues dans un arbre de probabilités, calculer les probabilités des issues possibles et identifier la phrase la plus probable.


J’ai volontairement simplifié le modèle : les IA utilisent en réalité des « tokens », des unités qui ne sont pas forcément des mots mais entrer dans ces détails aurait détourné l’objectif principal de l’activité, je pense malgré tout l’évoquer à l’oral pour les plus curieux d’entre eux.

Comme indiqué dans la seconde page, cette machine fonctionne comme un modèle de langage : Elle ne raisonne pas ; elle applique mécaniquement les probabilités apprises.

Le point clé de n’activité est sur « l’erreur » de conjugaison possible de l’IA.
Tout l’enjeu est de montrer que l’IA ne commet pas d’erreur en tant que tel, mais son entrainement sur des données (possiblement erronnées) peut conduire à reproduire cette tendance.


Objectifs de l’activité

Mathématiques

  • Construire et interpréter un arbre de probabilité.
  • Calculer des probabilités conditionnelles.

Culture numérique et IA

  • Comprendre que les IA génèrent des prédictions en appliquant des calculs probabilistes.
  • Prendre conscience que ces prédictions dépendent fortement de la qualité des données d’entraînement.
  • Développer l’esprit critique face aux productions automatiques.
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Une activité mathématique sur l’IA sans IA

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IA
par Julien Durand

Je suis en train de concevoir une série d’activités mathématiques sans recours à l’IA, mais qui portent sur l’IA elle-même, afin de sensibiliser les élèves de 4e et de 3e. L’idée centrale est d’utiliser les mathématiques comme vecteur (jeu de mots quand tu nous tiens) pour aborder ces notions, tout en restant pleinement dans le programme.

Cette approche répond à une inquiétude récurrente des collègues :

le programme est dense, et l’on doit malgré tout intégrer la sensibilisation à l’IA, le PIX, l’éducation aux médias, etc.


L’enjeu est donc de proposer des activités qui restent disciplinaires, tout en ouvrant la réflexion : « d’une pierre deux coups. ».

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Voici donc la première, disponible en fin d’article. Elle est conçue pour être imprimée en recto-verso.

Dans cette première activité, les élèves commencent par représenter un tableau de valeurs sur un repère (page 1). Une fois les points placés, ils doivent deviner les valeurs manquantes en prolongeant la tendance.

Ensuite, ils découvrent en tournant la page d’où proviennent réellement les données : la courbe représente la taille d’un enfant (moi d’ailleurs 😅 ).
C’est le moment clé de l’activité (en tout cas sur l’IA)
Ils comparent leur prédiction avec la réalité, puis se questionnent sur la pertinence de leur estimation.
Cette prise de conscience permet d’expliquer, de façon intuitive, le phénomène d’hallucination des IA : comme les élèves, les modèles ne font que prolonger une tendance à partir des données disponibles. Et lorsqu’ils extrapolent trop loin, ils se trompent.

Objectifs explicites de l’activité

  1. Objectifs mathématiques
    – Lire et compléter un tableau de valeurs.
    – Représenter des données dans un repère orthonormé.
    – Identifier une tendance graphique et effectuer une prédiction.
  2. Objectifs culture numérique et IA
    – Comprendre que les modèles d’IA analysent des données pour repérer des régularités.
    – Découvrir que la prédiction algorithmique, comme celle des humains, peut être erronée lorsqu’elle se base sur une extrapolation trop lointaine.
    – Introduire la notion d’hallucination : une prédiction fausse produite avec aplomb.
    – Renforcer l’esprit critique face aux productions des IA.
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La matrice des métamorphoses : l’IA et l’école

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Non classé
par Julien Durand
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Je viens de lire Métamorphoses à l’ère de l’intelligence artificielle de S. Amarsy (qu’un ami m’a donné hier).

Je ne rentrerai pas dans une analyse détaillée de l’ouvrage : certains passages dépassent mon champ d’expertise, et d’autres m’ont paru déjà familiers si l’on a suivi les débats récents autour de l’IA.
L’ensemble comporte quelques redondances, mais l’ouvrage a le mérite de proposer une vision accessible et d’ouvrir des pistes de réflexion pour celles et ceux qui découvrent le sujet.
Le livre se veut avant tout une réflexion sur l’impact de l’IA dans la société, et j’avoue être resté sur ma faim concernant le lien entre IA et enseignement.
L’auteur soulève de belles questions, mais sans vraiment proposer de pistes concrètes. On reste davantage dans une réflexion sur l’épanouissement personnel des élèves que sur l’École comme lieu d’apprentissage.
Cependant, j’ai poursuivi la lecture et j’y ai trouvé un outil intéressant : basé sur la matrice de Staley, que l’auteur nomme Matrice des Métamorphoses (je pense qu’il s’appuie aussi sur la fenêtre d’Overton).

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J’ai donc décidé d’en créer une version adaptée à l’IA et à l’école.

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Cela m’a permis de visualiser les glissements qui pourraient s’opérer.
En vulgarisant, les concepts ont tendance à descendre (de l’impensable vers le populaire) et à se déplacer vers la droite (de l’exploratoire vers le déployé).
Tous ne suivront pas ce chemin, heureusement, mais cette matrice me semble être un outil utile pour observer et anticiper les transformations à venir, notamment celles que l’Éducation nationale devra nécessairement entreprendre.

J’y ai ajouté, en rouge, les quatre visions de l’IA que je dois à Arnaud, pour compléter la lecture.

Et oui, pour la première case, je me suis amusé à la compléter : on est en plein dans les concepts un peu loufoques, entre Matrix (c’est de ma génération) et les implants neuronaux qui peuplent désormais la pop culture.
Je crois qu’on pourrait d’ailleurs la remplir de bien d’autres références issues de la culture scientifique et fictionnelle… mais ça, c’est une autre histoire.
À vos retours.

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