Vers des intelligences artificielles pour l'enseignement de la démarche d'investigation
Résumé
Virtual learning environments have been used as a tool to teach science during almost three decades. The potentialities of artificial intelligence (AI) to teach science methodology, despite of the design of various intelligent tutoring systems in the field of science, remain largely unexplored. In this article, we propose a review of the literature to put into context the rise of these AIs among the main families of technologies that have been used to foster the acquisition of inquiry skills in STEM, from computer-assisted experimentation to scaffolding tools. Some of the AIs that have been developed aim at diagnosing automatically learners' mastery of the scientific approach, through the hypotheses they test, or the interpretations they make. The learning environment can incorporate a virtual world that allows the learner to control some variables and simulate some experiments based on the values of the variables they have set. Alternatively, the diagnosis of the learner's inquiry skills can be made by analyzing the requests he performs on a dataset.
Des environnements informatiques ont été mobilisés pour instrumenter l'enseignement de la méthode scientifique depuis plus de trois décennies. Malgré le développement de nombreux tuteurs intelligents dans le domaine de l'enseignement des sciences, incorporant des intelligences artificielles (IA), le potentiel de l'IA pour l'enseignement de la méthode scientifique reste largement inexploré. Nous proposons à travers cette contribution une revue de littérature visant à les replacer dans le contexte de développement des environnements informatiques pour l'enseignement de la démarche d'investigation. Les environnements fondés sur l'IA proposent des scénarios plus ou moins prédéfinis supposés faire s'exercer et éventuellement diagnostiquer automatiquement les capacités d'investigation des apprenants. Ces logiciels autorisent parfois la simulation d'expériences, l'apprenant étant libre de fixer les valeurs d'une ou plusieurs variables, selon les hypothèses qu'il souhaite tester. Alternativement, l'utilisateur peut être évalué sur sa capacité à effectuer des requêtes pertinentes pour analyser un jeu de données qui est incorporé dans l'application.
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