L’intelligence artificielle en réponse au défi maître de l'éducation

Bernard Golstein, auteur de "Duality : Prepare Yourselves and Your Children for the Age of Artificial Intelligence" et fondateur de SharperAI nous explique comment l'IA peut répondre aux défis l'éducation.


L’intelligence artificielle parviendra-t-elle à fournir enfin une solution au défi le plus fondamental et le plus considérable du monde de l'éducation ?



Le défi maître de l'éducation


Ce défi, le voici : concilier efficience, accessibilité et pérennité éducatives. Ce Graal consiste ni plus ni moins à éduquer avec succès, à grande échelle et sur le long-terme. Chaque pan en est important. L’efficience vise à garantir l’atteinte effective d’objectifs pédagogiques. L'accessibilité a pour objectif la couverture géographique et socio-économique la plus large et équitable possible pour l'éducation. Enfin la pérennité doit permettre au système éducatif de perdurer en satisfaisant durablement l’ensemble des parties prenantes, y compris financièrement. Négliger l’un quelconque des volets de ce triptyque efficience / accessibilité / pérennité est toujours lourd de conséquences, nous apprend l’histoire.


Ainsi, le précepteur de jadis, auquel ont succédé le tuteur ou simplement le donneur de “petits cours” aujourd’hui, personnalise son enseignement à une ou un heureux bénéficiaire. Néanmoins la portée de l’enseignement individuel est limitée à une frange infime de la population : cette éducation-ci est efficiente mais non accessible. En baisser excessivement le prix plonge l’enseignant en situation précaire : cette éducation-là reste efficiente, devient accessible mais cesse d'être pérenne. A contrario, le système éducatif mis en place au XIXe siècle, dont nous sommes les héritiers directs, industrialise, démocratise et pérennise l'éducation. Mais dans les classes ou amphis surpeuplés où l’enseignement est encore centré sur le professeur, hautement standardisé et peu motivant, l’efficience pédagogique laisse trop souvent à désirer, sacrifiée sur l’autel de l'accessibilité.


Épisodiquement, la cause avance au gré d’une rupture technologique. Au XVe siècle déjà, Gutenberg et sa presse à imprimer propulsent l'accessibilité à un niveau remarquable pour l'époque. Un demi-millénaire plus tard, l’apparition de l’internet et notamment l’invention des MOOCs, il y a tout juste une dizaine d'années, laisse espérer un changement de paradigme plus radical encore. Las, ces cours en ligne massifs, ouverts et souvent gratuits, qui devaient révolutionner l’education, n’ont pas été à la hauteur des immenses espoirs placés en eux. L'accès à l’education de nouveaux groupes demographiques s'avère minime; le taux d’attrition à la fin des cours atteint parfois 90%; quant à l’efficience pédagogique, elle peine à dépasser celle d’un simple livre.


Notre défi éducatif fondamental, on l’a vu, est loin d'être nouveau. Mais alors que l'humanité pénètre de plain-pied dans l'ère de l’intelligence artificielle, le monde qui nous entoure s’emballe. Le changement accélère et son intensité augmente. Les besoins éducatifs en sont d’autant plus pressants. Il faut sans cesse apprendre, revoir ses modèles, mettre à jour ses compétences sous peine d'être irrémédiablement lâché. La formation n’est plus seulement initiale, elle est vouée à se poursuivre tout au long de la vie. Il n’en est donc que plus urgent de trouver enfin le moyen de combiner efficience, accessibilité et pérennité éducatives.


Le bond en avant de l’efficience éducative


Imaginez un instant vous lancer dans des activités aussi variées que l’apprentissage d’une nouvelle langue ou d’un domaine pointu de biologie ; l’acquisition de compétences de stratégie d'entreprise ou de contrôle de gestion ; l’approfondissement de vos talents de data scientist ou d'ingénieur réseau ; le perfectionnement de vos capacités de pensée critique ou d’innovation.


Imaginez, donc, qu’un dispositif un peu particulier vous prenne en charge. Ce dispositif a assimilé vos objectif pédagogiques : il sait ce que vous souhaitez ou devez apprendre. Pour ce faire, il compose un parcours d’apprentissage qui vous convient à vous, précisément, et non à un autre. Le niveau de départ coïncide à merveille avec vos acquis. Dans la succession d'étapes qui s’ensuit, chacune s’appuie efficacement sur la précédente dans une progression reflétant vos moyens. Les explications qu’il choisit vous sont claires, les supports d’apprentissage et les exemples qu’il exhibe vous parlent. Chemin faisant, il accélère ou ralentit suivant votre compréhension, passant sur les notions manifestement acquises, insistant sur celles dont il détecte qu’elles vous posent problème. Il reformule alors le point bloquant, prend un détour qui soudain illumine votre esprit, multiplie les vérifications de votre bonne comprehension. Il perçoit votre perte d’attention, s’adapte à votre état de fatigue et à votre humeur. A l’occasion, il vous met en contact avec d’autres sources, d’autres apprenants dont les interrogations et les connaissances enrichissent les vôtres. A intervalles de temps savamment dosés au cours des heures, jours et mois suivants, il vous sollicite à nouveau afin d'ancrer durablement les acquis dans votre cerveau.


Cette personnalisation extrême s’appelle l’enseignement adaptatif. Si l’impact sur l’efficience éducative est tellement important, c’est que sa mise en oeuvre telle que décrite plus haut active les quatre piliers de l'éducation identifiés par le Professeur Stanislas Dehaene (eminent neuroscientifique et accessoirement à la tête du Conseil scientifique de l’Education nationale). Ces piliers de l'éducation sont : l’attention, où l’apprenant se concentre sur l’objet de l’apprentissage et échappe aux distractions ; l’engagement actif, où loin d'être un récepteur passif, l’apprenant est moteur et activement impliqué dans son apprentissage ; la rétroaction, où l’indispensable feedback met à jour les modèles du cerveau en fonction des erreurs qu’il commet ; enfin la consolidation, où l’apprentissage se fixe pour le long terme lors du sommeil et par la répétition espacée.


Or, on l’aura compris, aucune technologie n’est plus à même de réaliser l’enseignement adaptatif, cette personnalisation extrême et à grande échelle, que l’intelligence artificielle. De nombreuses entreprises se sont déjà lancées dans la quête de ce Graal, aussi bien des start-ups comme Sana Labs et Domoscio en Europe, que les plus grands éditeurs éducatifs mondiaux comme Pearson et Mac Graw Hill. Malgré des débuts prometteurs, force est de reconnaître que l’industrie n’en est qu'à ses balbutiements. Le potentiel reste donc considérable.


L’intelligence artificielle apporte donc une contribution majeure à l’efficience éducative. Elle permet également une grande accessibilité technique et économique, une fois les modèles développés et entraînés, Techniquement, sa disponibilité n’est conditionnée qu'à la présence d’une connexion internet. Économiquement, le coût marginal est extrêmement faible et les coûts fixes sont idéalement amortis sur une très grande population. Qu’en est-il, enfin, de la pérennité ? Et qu’advient-il du professeur humain dont on a si peu parlé jusqu'à présent ?


Pour les enseignants, un assistant d’enseignement


Si l’IA excelle à activer les quatre piliers de l'éducation et dispenser les connaissances au point de surpasser les enseignants humains, il est un autre aspect de l’enseignement, tout aussi indispensable, où l’humain reste incontournable : c’est l’aspect socio-émotionnel. Chacun d’entre nous a gardé en mémoire cet instituteur qui a marqué notre enfance, cette professeure qui a fait naître une vocation, cet enseignant qui nous a tant motivé et sera resté tout au long de la vie une source d’inspiration inoubliable pour sa passion, son dévouement, ses principes, son soutien incomparables.


Pourra-t-on jamais en dire autant d’une intelligence artificielle ? Peut-être, mais pas dans l'immédiat ni probablement les décennies à venir. Certes, les robots sociaux font des progrès spectaculaires - ils semblent nous comprendre (ce qui n’est évidemment pas vrai, mais là n’est pas le sujet), perçoivent nos émotions, répondent avec justesse, simulant une empathie bienvenue ; certes, ils sont de mieux en mieux acceptés par la société, comme on a pu le constater dans les métiers du soin et particulièrement en Asie. Mais le besoin d’humain dans la vie en général et l’enseignement en particulier est immense, non seulement parmi les condisciples (l’apprentissage est social !) mais aussi, bien évidemment, envers les professeurs. Les bouleversements liés à la pandémie actuelle l’ont mis en lumière avec force.


L’intelligence artificielle ne remplacera donc pas les enseignants humains. Seule exception probable, les cas d'inaccessibilité aux enseignants ou leur pénurie - un fléau voué à s’amplifier dans les pays en voie de développement, et un phénomène également bien réel, quand les vocations se font rares, dans nos pays développés. Pour le reste, c’est-à-dire dans la majorité des contextes éducatifs, l’IA aura pour rôle d’augmenter les enseignants humains plutôt que de s’y substituer. Cette fonction explique que certains voient derrière l’acronyme IA une intelligence augmentée plutôt qu’artificielle. Les machines feront le travail des machines et les humains celui des humains. A l’IA, donc, l’aspect mécanique de l’enseignement, avec une puissance et une précision chirurgicale inaccessibles à l’humain ; à l’humain l’aspect socio-émotionnel. L’humain gardera la haute main sur l’IA qui deviendra son assistant d’enseignement. Par conséquent, le rôle de l’humain évoluera progressivement, à l’image de ce que l’on anticipe par exemple dans la médecine - sans-doute y aura-t-il moins d’expertise technique, mais plus d’accompagnement socio-émotionnel. Le rôle de l’humain se rapprochera de celui du coach, qui oriente, conseille, motive pendant que ses assistants se chargent des aspects pratiques.


Ce rôle d’assistant de l’enseignant, il est indispensable que l’IA commence à l’assumer dès que possible pour les aspects pedagogico-administratives. En effet, chaque enseignant consacre un temps et une énergie considérables à des tâches à faible valeur ajoutée qui l'épuisent et le détournent de sa vraie mission. Au premier rang d’entre elles se trouve la correction de copies. Certes, la correction permet d’identifier les difficultés de l’apprenant et d’entamer la boucle de rétroaction. Mais pour une difficulté ainsi détectée, combien de temps passé à tenter de l'identifier, perdu à vérifier que le reste est bon, et enfin dilapidé à attribuer une note ? L'enseignant bénéficierait aussi grandement d’une automatisation intelligente de l’appel quotidien, de la manipulation des multiples fichiers qui arrivent en tout format et de toute part, du transfert de notes et de documents d’un registre à un autre, de l'organisation de la communication et des prises de rendez-vous avec les parents. Bref, l’enseignant, pour se consacrer pleinement à ses apprenants, doit être déchargé par son assistant de toutes les tâches administratives et semi-pédagogiques. Ce sont d’ailleurs essentiellement ces tâches parasites qui décuplent sa charge de travail aujourd’hui, alors qu’il tente de s’adapter à l’enseignement à distance pendant la période de confinement actuel.


L’IA s’étant muée en assistant d’enseignement, la nouvelle configuration éducative est non seulement efficiente et accessible, mais aussi pérenne pour tous, y compris les enseignants. En effet, ceux-ci passeront moins de temps en moyenne par apprenant, mais étant désormais délestés des tâches sans valeur ajoutée, leur temps sera mieux utilisé, leur action mieux ciblée et plus efficace. Leur temps unitaire de travail devrait ainsi être rémunéré à sa juste valeur - c’est-à-dire probablement plus qu’aujourd’hui.


Pour les apprenants, un compagnon d’apprentissage


La perspective de l'IA comme assistant d’enseignement est particulièrement attrayante du point de vue de l’enseignant qui en bénéficie. Mais inverser le point de vue et se placer dans le cadre de l’apprenant offre un débouché encore plus séduisant : celui du compagnon d’apprentissage.


Imaginez-vous maintenant disposer d’une IA dont vous faites votre compagnon d’apprentissage. Celui-ci vous accompagne tout au long de votre vie. Il vous aidait déjà à l'époque de votre formation initiale (enseignement primaire, secondaire, supérieur), pour les matières scolaires ; il est désormais présent à vos côtés pour votre formation continue. Il vous assiste encore à l’apprentissage de nouvelles matières académiques, mais il fait bien plus ! C’est lui qui vous guide dans le développement et le renforcement de vos compétences socio-émotionnelles (par exemple la résilience, l’empathie, la collaboration) ou de vos compétences cognitives (comme la pensée critique, la créativité, l'interdisciplinarité). Il vous forme à la gestion de votre patrimoine si c’est ce que vous lui demandez, aux rudiments de généalogie si tel est votre nouveau passe-temps, ou à la méditation si là réside votre priorité. Pour tout apprentissage, il réunit les meilleures connaissances sur le sujet et personnalise à l'extrême la façon dont elles vous sont distillées.


C’est que votre compagnon d’apprentissage vous connaît extrêmement bien ! Avec le temps il a appris à connaître vos facilités d’apprentissage et la typologie des points sur lesquels vous aurez plus tendance à buter. Il a su repérer les sujets ou les modes d’apprentissage qui vous inspirent et ceux qui vous démotivent, et surtout il parvient à détecter rapidement sur votre visage ou dans vos paramètres biométriques les manifestations de votre état mental et émotionnel. Il a dressé, sur le temps long, un tableau de ce que vous savez et ne savez pas, permettant de tracer les meilleurs parcours pédagogiques quand vous définissez de nouveaux objectifs. Peut-être même est-il en mesure de vous proposer lui-même de nouveaux objectifs d’apprentissage, s’appuyant sur les comportements éducatifs que vous avez pu manifester par le passé et l'évolution du monde qui vous entoure.


Ce compagnon d’apprentissage, vous avez le privilège de le façonner et le relier à votre vie réelle selon les modalités de votre choix. D’abord sur votre ordinateur ou votre téléphone portable, il sera peut-être une simple interface écrite, ou plus vraisemblablement une voix dont vous déterminerez le timbre, l'élocution et même l’accent. Vous aurez le loisir de lui conférer une mini-personnalité, par exemple plutôt sobre et austère, ou amicale et chaleureuse, voire dotée d’un solide sens de l’humour. Peut-être le munirez-vous d’une forme spécifique, un visage, un buste ou un corps complet. Avec le temps, vous lui demanderez sans-doute de s'extraire de votre écran pour prendre une apparence holographique ou s’incarner dans un support physique. Mais à tout moment, vous prendrez garde à ne pas verser dans l'anthropomorphisme même si la technologie le permet. Il ne s’agit pas de créer de confusion entre ce qui est humain et ce qui ne l’est pas - en particulier auprès des populations vulnérables comme les jeunes enfants. Il va sans dire que si votre compagnon d’apprentissage, tout comme l’assistant d’enseignement avant lui, ont mérité et gagné votre confiance, c’est parce qu’ils répondent à un cahier des charges éthique très strict - par exemple aux critères figurant dans les “lignes directrices pour une IA digne de confiance”, publiées par la Commission Européenne en 2019. Elles stipulent notamment que c’est bien vous qui êtes en situation de contrôle (et non votre IA), que votre vie privée est respectée, que l’algorithme oeuvre pour votre bien et ne fait pas de mal, qu’il a été construit de manière transparente et explicable, en évitant les biais et les discriminations, et que la mise en oeuvre est robuste et sûre.


Le moteur de l'éducation de demain


Au terme de cette courte exploration, il apparaît qu’en l’intelligence artificielle a enfin pu être identifiée une solution crédible au défi qui depuis des siècles taraude le monde de l'éducation: combiner efficience, accessibilité et pérennité éducatives.


Non, l’IA ne remplacera pas les enseignants. En revanche, pour paraphraser un ancien ministre de l’éducation singapourien, les enseignants sachant faire bon usage de l’IA remplaceront ceux ne le sachant pas. Les premiers seront augmentés par l’IA. Elle deviendra un assistant d’enseignement précieux, prenant en charge l’aspect technique de l’apprentissage et mettant en oeuvre son caractère adaptatif. Les enseignants, eux, se mueront en véritables coaches et veilleront au bien-être socio-émotionnel de leurs apprenants. A plus court terme encore, les assistants d’enseignement déchargeront les enseignants de toutes les tâches pédagogico-administratives à faible valeur ajoutée, leur permettant de se consacrer pleinement à leur vraie mission.


L’IA se transformera aussi en fidèle compagnon d’apprentissage tout au long de la vie pour chacun d’entre nous, développant une connaissance intime de nos caractéristiques éducatives lui permettant d’orchestrer nos apprentissages.


Ce sont ces fonctions d’assistant d’enseignement et de compagnon d’apprentissage que nous devons désormais bâtir. Les candidats de AI for Tomorrow oeuvrant sur le le thème de l'éducation en seront, nous l'espérons, des acteurs majeurs.


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Bernard GOLSTEIN, ShaperAI

Référent Education




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