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Résolution de problèmes en 6ème et utilisation de deux IA

mis à jour le 27/05/2025


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Elèves vs machines !

mots clés : TraAM, Esprit critique, IA, résolution de problèmes, communiquer


Les ressources publiées sur ce site sont sous la licence CC BY-NC 4.0.
 

Expérimentation réalisée en cycle 3 dans 2 classes de 6e

1. INTRODUCTION


Le constat de départ est que les élèves ont des difficultés pour communiquer leur raisonnement dans la résolution de problèmes. Certains (une majorité ?) ne voient pas l’intérêt de rédiger, ils écrivent des calculs qui n’ont pas de sens ou qui sont incohérents sans préciser à quoi ils correspondent. J’insiste donc beaucoup auprès des élèves sur l’importance d’écrire des titres avant les calculs et d’ajouter les unités. Cela permet également de se créer des sous-problèmes avec les informations données et cela aide à la résolution finale.

En même temps, sachant que de plus en plus d’élèves utilisent des Intelligences Artificielles pour « travailler », je cherchais une activité pour montrer les limites, les avantages et les inconvénients de ce nouvel outil. En demandant à deux IA (ChatGPT et Perplexity) la résolution de la fiche de petits problèmes (issus du livre « Des maths ensemble et pour chacun 6ème »), j’ai trouvé plusieurs points intéressants pour atteindre différents objectifs :

Développer l’esprit critique : 

  • Les deux IA ont donné une mauvaise réponse à un problème niveau 6ème.
  • Les deux IA utilisent parfois des outils que les élèves ne connaissent pas (utilisation d'équations en 6ème). La démarche n’est donc pas compréhensible. Si un élève recopie la réponse proposée, cela pourra se voir très facilement.


Insister sur l’importance de la manière de communiquer son raisonnement : 

  • Les deux IA proposent des réponses détaillées, avant les calculs, une petite phrase ou un titre vient les introduire.
  • Par contre, il manque des schémas ce qui nuit à la compréhension et ne permet pas de trouver des pistes pour résoudre simplement des problèmes (voir problème 7). 
 

2. PRINCIPE DE L’ACTIVITE

Sur trois séances, les élèves résolvent les problèmes un par un. Dès qu’un élève a terminé un problème, il m’appelle pour que je lui donne la réponse proposée par ChatGPT et Perplexity.
Ils doivent ensuite comparer leur démarche à celle proposée par l’IA.
Ils complètent alors le tableau avant une mise en commun.

Liste des problèmes : Problèmes issus du livre « Des maths ensemble et pour chacun ».
Répondre aux problèmes ci-dessous en veillant à bien rédiger. Pour chacun d'entre eux, indiquer les calculs faits et écrire une phrase de conclusion.
 

  1. Les verres de la cantine sont stockés dans des bacs rectangulaires comportant 7 rangées de 10 cases. Chaque case ne peut contenir qu'un verre.
    Combien faut-il de paniers pour stocker les verres de 372 demi-pensionnaires ?
  2. À la banque, un commerçant souhaite échanger 240 billets de 5 € contre des billets de 50 €.
    Combien de billets de 50 € va lui donner le banquier ?
  3. Le prix d’une moto est de 8600 €. Pour l’acheter, on doit verser 860 € à la livraison puis payer le reste en douze mensualités égales.
    Quel est le montant de chaque mensualité ?
  4. Pour soutenir une clôture rectiligne de 168 m, on a planté au total 29 poteaux régulièrement espacés (il y a un poteau à chaque extrémité).
    Quelle est la distance entre deux poteaux consécutifs ?
  5. Jack Sparrow découvre un trésor de 365 pièces d’or. Il s'assoit autour d’une table avec ses 12 marins et distribue les pièces, une à par une, en se servant aussi. Aura-t-il le même nombre de pièces s'il commence par lui ou par son voisin ?
  6. Lors de l'adoption du calendrier grégorien à la fin du XVIe siècle, il a été décidé que certaines années auraient 366 jours.
    Ces années, appelées bissextiles, sont les années :
    soit divisibles par 4 mais non divisibles par 100 ;
    soit divisibles par 400.
    Les années 2000, 2012 et 3000 sont-elles bissextiles ?
  7. En pliant en quatre dans le sens de la longueur et en trois dans le sens de la largeur, une feuille de papier rectangulaire, on obtient un carré ; le périmètre de la feuille est de 84 cm.
    Quelles sont les dimensions de la feuille ?
  8. Pour financer une sortie scolaire, les élèves d'une classe de quatrième achètent 4 fûts de 30 litres de limonade à 28,50 € le fût.
    Ils mettent cette limonade en bouteilles de 75 cl, chaque bouteille étant revendue 2 € lors de la fête du collège.
    Sachant qu'ils n'ont pas payé les bouteilles vides, quel sera le bénéfice une fois toutes les bouteilles vendues ?
  9. Un rectangle a un périmètre de 258 cm. Sa longueur a 25 cm de plus que sa largeur.
    Quelles sont les dimensions de ce rectangle ?

Pour chacun des problèmes, compare ton résultat avec celui proposé par ChatGPT et Perplexity, puis complète le tableau proposé ci-dessous à gauche :

tableau à compléter
 Problème 1
Problème 2
Problème 3
Problème 4
Problème 5
Problème 6
Problème 7
Problème 8
Problème 9


 

 

3. QUELQUES RÉPONSES D’ÉLÈVES.

exemples d'élèves
exemples d'élèves
exemples d'élèves

 

4. CONCLUSION DE L’ACTIVITÉ.


Le fait d’être en « compétition » avec deux IA a été un levier important de motivation des élèves.
Ils faisaient très attention à résoudre correctement les problèmes pour faire mieux que « la machine ».
Ils étaient très contents de voir que les deux IA n’avaient pas donné la bonne réponse au problème 5.

exemples d'élèves

Les élèves ont reconnu que le fait de détailler les calculs, de mettre des titres avant les calculs et d’ajouter les unités les a beaucoup aidés à comprendre la démarche. Je pense que cela a renforcé mon discours et depuis, je fais référence à cette activité pour insister sur l’importance de la manière de communiquer son raisonnement.
exemples d'élèves
Ils ont aussi signalé le fait que l’IA ne propose pas de schéma, ce qui ne facilite pas la compréhension de la résolution de l’exercice, notamment dans le cas de l’exercice 7 qui peut être très facilement résolu en s’appuyant sur un schéma.
Cela m’a donc également permis d’insister sur la pertinence de faire un schéma et que c’est un outil puissant pour résoudre certains problèmes.


Chez eux, de la même manière que les élèves peuvent demander de l’aide à un adulte, ils vont de plus en plus avoir recours aux IA. Le fait qu’il puisse y avoir des erreurs ou l’utilisation d’outils hors programme a, je pense pour au moins certains élèves, ont développé leur esprit critique dans l’utilisation des IA notamment en ne recopiant pas des réponses qu’ils ne comprennent pas.

J’ai ensuite demandé aux élèves ce qu’ils retenaient de cette activité :

retours d'élèves
retours d'élèves
retours d'élèves
retours d'élèves




Enfin, j’ai ajouté une sensibilisation à l’impact écologique de l’utilisation des IA.
Pour cela j’ai demandé à ChatGPT sa consommation d’énergie pour résoudre le problème 7 :

Voici la réponse donnée en Janvier 2025 :

consomation d'énergie
consomation d'énergie




 

 
auteur(s) :

Arnaud Boulay, enseignant au collège Suzanne Bouteloup - Mayet (72)

information(s) pédagogique(s)

niveau : tous niveaux, Cycle 3, 6ème

type pédagogique :

public visé : non précisé

contexte d'usage :

référence aux programmes :

documents complémentaires

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