La description de « l’intelligence artificielle au lycée » peut évoquer un roman de science-fiction où des robots discutent autour de leurs casiers.
La réalité, au lycée Seckinger du comté de Gwinnett, en Géorgie, ressemble plus à ceci : un professeur de sciences sociales interrompt une leçon sur la propagation du choléra au 19e siècle pour discuter de la manière dont les scientifiques des données utilisent aujourd’hui les outils d’IA pour suivre les maladies. Une classe de mathématiques remplie d’apprenants de langue anglaise utilise l’apprentissage automatique pour identifier les formes linéaires et non linéaires.
L’explication la plus simple de cette technologie est qu’il entraîne une machine à effectuer des tâches qui simulent une partie de ce que le cerveau humain peut faire. Cela signifie qu’il peut apprendre à faire des choses comme reconnaître les visages et les voix (utile pour la radiologie, la sécurité, etc.), comprendre le langage naturel et même faire des recommandations. (Pensez à l’algorithme que Netflix utilise pour suggérer votre prochaine émission de télévision digne de frénésie.)
Alors que le district scolaire du comté de Gwinnett, qui avec plus de 177 000 élèves est l’un des plus grands du pays, a ouvert le lycée Seckinger ce mois-ci pour soulager la surpopulation ailleurs, l’objectif de l’école est unique. Seckinger est apparemment le seul lycée du pays dédié à l’enseignement de l’IA Dans le cadre de son programme, et pas seulement en tant que classe facultative, selon CSforAll, un groupe à but non lucratif se consacre à l’expansion de l’enseignement de l’informatique dans les écoles à travers le pays.
Le district a également étendu l’accent mis sur l’intelligence artificielle à trois écoles élémentaires voisines et à un collège d’alimentation, créant ainsi un cluster d’IA. En fin de compte, Gwinnett vise à exposer les enfants à l’IA dans toutes les matières, alors qu’ils passent de la maternelle à la 12e année. Les étudiants qui se sentent particulièrement attirés par le sujet auront l’occasion d’approfondir encore le fonctionnement de l’intelligence artificielle et les implications éthiques de son utilisation.
Grâce au cluster, Gwinnett prévoit de faire plus que simplement préparer les enfants à réussir dans un coin chaud du marché du travail : il veut leur donner une fenêtre critique sur la façon dont l’IA remodèle presque tous les aspects de l’économie.
“Nos étudiants doivent comprendre les implications de la technologie qu’ils consomment et comment elle est utilisée sur eux afin qu’ils puissent prendre des décisions éclairées”, a déclaré Sallie Holloway, directrice de l’intelligence artificielle et de l’informatique du district. (Holloway a déclaré qu’elle n’avait jamais parlé à un autre chef de district qui avait l’IA dans un titre de poste.)
Gwinnett prend une «mesure audacieuse pour aider les étudiants à se préparer au présent et à l’avenir», a déclaré Joseph South, directeur de l’apprentissage de l’International Society for Technology in Education, un groupe à but non lucratif qui organise la plus grande conférence sur les technologies éducatives dans le pays.
“Nous parlons comme si l’IA arrivait”, a déclaré South. « Mais c’est en fait déjà là. C’est tout autour de nous. Il n’y a aucune partie de notre société qui ne sera pas touchée par [AI]. Dans la mesure où il nous est invisible, nous n’avons aucun pouvoir sur lui. Il a du pouvoir sur nous. Dans la mesure où nous le comprenons, et savons encore mieux comment le concevoir, nous pouvons commencer à nous associer à l’IA, au lieu d’être contrôlés par l’IA. »
Les responsables de Gwinnett, qui n’avaient pas à chercher bien loin des exemples de travaux industriels de longue date, avaient évolué pour inclure une touche d’IA.
Une entreprise de machines agricoles dont le siège est dans le comté s’appelle désormais une entreprise technologique et utilise des tracteurs autonomes. Un surintendant adjoint s’est arrêté dans un café voisin où des robots mélangeaient les boissons, et l’homme derrière le comptoir était un ingénieur, pas un barista.
Cela a fait comprendre aux responsables du district que les «enfants qui ont obtenu leur diplôme de notre lycée et qui auraient pu choisir des métiers traditionnels [in the past] vont avoir besoin de compétences plus techniques axées sur l’IA », a déclaré Holloway.
“Nous voulons qu’ils soient représentés et qu’ils aient une voix”
De plus, ils considèrent l’adoption de l’IA comme particulièrement importante pour un district aussi diversifié que Gwinnett.
Il a été bien documenté que les machines “intelligentes” reflètent les mêmes préjugés que les humains qui les programment. Les logiciels de reconnaissance faciale alimentés par l’IA ont eu du mal à détecter les teints plus foncés. Les algorithmes d’évaluation des risques basés sur l’IA utilisés pour déterminer les peines pénales ont tendance à faire des prédictions plus sévères sur les accusés noirs que sur les accusés blancs.
Selon les experts, ces problèmes pourraient ne pas être aussi répandus si davantage d’ingénieurs à l’origine de la technologie provenaient des groupes démographiques qui constituent une grande partie de la population étudiante de Gwinnett.
“Nous servons les étudiants les plus sous-représentés dans l’industrie technologique”, a déclaré Holloway. Les étudiants de Gwinnett viennent de plus de 180 pays. environ un tiers sont noirs et un autre tiers sont hispaniques ou latinos. Environ un tiers viennent de familles économiquement défavorisées.
“Nous voulons qu’ils soient représentés et aient leur mot à dire” sur le développement de l’IA au cours des prochaines décennies, alors qu’elle devrait jouer un rôle encore plus central dans la vie quotidienne, a déclaré Holloway.
L’un des plus grands défis, que Holloway s’attend à ce qu’il soit en cours : il existe peu, voire aucun, de matériel pédagogique pour enseigner l’IA aux élèves de la maternelle à la 12e année, en particulier pour les éducateurs qui espèrent mettre en lumière la technologie dans une gamme de matières et de niveaux scolaires.
Lorsque le district a commencé à réfléchir à son approche, “personne d’autre ne pensait à cette idée holistique de préparation à l’IA, où elle est intégrée dans les cours”, a déclaré Holloway. Les experts “parlaient de cours techniques spécifiques à l’IA, comme des cours d’informatique”.
Le problème est que tous les enfants « ne peuvent pas suivre ces cours au choix. Ainsi, chaque enfant n’a pas accès à l’IA, si vous ne l’abordez que par le biais d’un cours facultatif”, a déclaré Holloway. «Mais si je l’intègre dans toutes les classes qu’un élève suit maintenant, chaque enfant aura accès à cet apprentissage essentiel dont il a besoin pour se préparer à l’avenir. Nous avions juste besoin de le créer nous-mêmes.
Pour informer ce travail, les responsables du district scolaire de Gwinnett ont contacté des établissements d’enseignement supérieur, tels que le Gwinnett College, le Georgia Institute of Technology et l’Université de Géorgie, ainsi que d’autres en dehors de l’État comme l’Université de Harvard et le Massachusetts Institute of Technology. Le district s’est également tourné vers des entreprises technologiques telles qu’Apple, Google, IBM et Microsoft, ainsi que des groupes à but non lucratif AI4K12, CSForAll et aiEDU pour obtenir de l’aide.
“Même si nous faisons le gros du travail, nous avons eu la chance d’avoir une tonne de personnes intéressées”, a déclaré Holloway.
Seckinger propose une série de trois cours optionnels progressivement sophistiqués axés sur l’IA. Le premier fournira un large aperçu de la technologie, y compris son histoire et son évolution, son impact sur la société, ainsi qu’une introduction à des aspects plus techniques. La deuxième classe ira plus loin et la troisième aura une importante composante basée sur des projets, permettant aux étudiants de mettre leurs connaissances en IA au service de la résolution de problèmes du monde réel.
Le professeur Jason Hurd ne se contente pas de diriger les cours, il joue un grand rôle dans leur rédaction.
Cela signifiait “développer quelque chose qui n’existe nulle part dans le pays, et potentiellement dans le monde”, a déclaré Hurd.
Memorie Reesman, directrice de Seckinger, s’attend à ce qu’un nombre important d’étudiants suivent au moins un cours d’IA. Mais elle ne prévoit pas que tous les diplômés de Seckinger se retrouveront dans un concert de programmation de la Silicon Valley.
Les responsables de l’école et du district considèrent les élèves de Seckinger dans trois catégories différentes : les nageurs, qui seront largement exposés à une gamme de sujets liés à l’IA dans l’ensemble du programme ; les plongeurs en apnée, qui pourraient suivre quelques cours au choix sur l’IA ou approfondir le sujet dans le cadre d’un autre cours; et les plongeurs, qui passeront une grande partie du lycée immergés dans l’IA.
Dans toutes les classes, les enseignants seront explicites sur la façon dont leur contenu – études sociales ou même éducation physique – touche à une gamme de sujets essentiels pour aider les élèves à devenir « prêts pour l’IA », y compris la science des données, le raisonnement mathématique, la résolution créative de problèmes et l’éthique. .
“Ce que j’aime, c’est que cela nous permet, en tant qu’enseignants qui n’enseignent pas seulement l’IA, de reconnaître qu’il y a déjà tellement de choses que nous faisons” qui touchent aux concepts derrière la technologie, a déclaré Cheri Nations, qui enseigne l’ingénierie environnementale. à Secking. “Son [about] être plus intentionnel et authentique avec lui et le lier et établir des liens pour les enfants. Ensuite, à mesure que nous devenons plus à l’aise, nous pouvons commencer à faire plus de plongée profonde.
L’enseignement de l’IA fera partie de la culture de l’école
Reesman a aperçu comment tout cela peut fonctionner dans son emploi précédent en tant que directrice de Glenn C. Jones Middle School, le collège nourricier du cluster AI. L’école a commencé à piloter le programme d’IA il y a environ deux ans.
Au début, les élèves et les enseignants du collège de Jones se sont contentés de jouer avec quelques défis liés à l’IA pendant le créneau de 20 minutes de la “salle principale” de leur emploi du temps, a déclaré Reesman, y compris un programme d’Amazon qui permettait aux étudiants de s’entraîner à coder des robots pour faire le travail dans un entrepôt.
Plus tard, les enseignants de toutes les matières ont commencé à mélanger un peu de contenu lié à l’IA dans leurs cours. L’un des exemples préférés de Reesman : les étudiants en sciences de septième année ont pris un concept qui fait depuis longtemps partie de leur programme d’études – la génétique – et ont utilisé le codage pour déterminer la probabilité d’hériter de certains traits génétiques.
Il y aura “des jours où tu verras [AI] vraiment fortement » dans les écoles du groupe, a déclaré Holloway. Mais “ce n’est peut-être pas toujours comme un très évident, vous frapper au visage [realization], comme, ‘Oh, nous faisons cela dans l’IA aujourd’hui.’ Beaucoup de choses vont apparaître dans la culture de l’école.
Cette culture s’étend même aux meubles de Seckinger, qui ne sont pas vos bureaux typiques en rangées. Au lieu de cela, la plupart des salles de classe utilisent un modèle de siège plus flexiblea déclaré Holloway.
« Ils sont en cercles, ils sont en groupes. Leur travail est partout sur leur mur », a-t-elle déclaré. “Ils ont des discussions et des conversations et vous ne savez peut-être pas où se trouve l’enseignant dans la salle, car ils peuvent simplement être mélangés et parler avec les enfants.” L’objectif est de faire des compétences en leadership collaboratif et de la résolution créative de problèmes un élément central de chaque classe.
Aider les enseignants à faire le pivot culturel nécessitera du temps et de l’expérimentation, a ajouté Holloway.
“Le développement professionnel ne résout pas tout [and] Il y a juste beaucoup de priorités en ce moment dans le monde de l’éducation », a déclaré Holloway. Elle a expliqué aux enseignants : “‘Nous allons essayer quelque chose de différent, et si nous échouons, ce n’est pas grave car nous allons faire une pause et apprendre et essayer de nous améliorer la prochaine fois.'”
Finalement, Gwinnett aimerait voir le modèle de programme utilisé dans tout le district. Et il pourrait être sur le point de se propager encore plus loin. Le ministère de l’Éducation de Géorgie a travaillé avec Gwinnett pour rédiger des normes académiques pour le nouveau matériel afin que les écoles de n’importe où dans l’État de Peach puissent lancer leurs propres cours d’IA.
South, de l’ISTE, s’attend à voir davantage d’écoles à travers le pays adopter l’IA comme axe pédagogique.
“Il y a des universités entières consacrées à l’IA en Chine”, a-t-il déclaré. «C’est déjà un élément central de notre société, et nous devons préparer les citoyens à le comprendre et à le concevoir. Il ne fait aucun doute dans mon esprit que cela va se développer.