IA en Éducation – Cas d’usage en Physique-Chimie

L'Intelligence Artificielle en éducation

Physique-Chimie

Optimiser l'enseignement de la à l’ère du numérique

Développer les compétences du XXIe siècle

Ressources à télécharger

Comprendre et bien utiliser l'IA

L’IA au service de l’apprenant

L’IA au service de l’enseignant

Ce Genially vous guide à travers des usages concrets, des prompts testés et des exemples contextualisés.

📌 Pensez à consulter et utiliser les documents de cadrage disponibles dans la section “Ressources”

L'IA c'est quoi ?

L’IA générative (IAG) crée du texte, des images ou des vidéos en réponse à des instructions (prompts).

L'art du prompt : méthode RCTF

Rôle

Définir l’identité et les compétences de l’IA

Contexte

Préciser le niveau, la matière et les contraintes

Décrire précisément l’objectif de la demande

Tâche

Format

Indiquer le format attendu de la réponse

Éthique et usage responsable

Protection des données personnelles

Sobriété numérique

Esprit critique et transparence

Télécharger (PDF)

📌 Cadre d'usage (éducation national) :

Et si l’IA libérait du temps pour ce qui compte vraiment : enseigner, guider et accompagner ?

En facilitant la création de ressources, l’analyse des activités et l’élaboration d’évaluations, elle devient un allié précieux pour gagner en efficacité, différencier les apprentissages et stimuler la créativité.

Prompts utilisés

Exemples à consulter

📌 Cliquez sur les icônes :

IA au Collège/Lycée

IA en STS

Créer et exporter un QCM

Adapter un CCF

Élaborer une évaluation

Adapter une activité

Adapter une activité

Différencier une activité

Et si l’IA aidait les élèves et étudiants à devenir plus autonomes, plus curieux et plus confiants ?

En facilitant la révision, la compréhension des notions et l’orientation, elle devient un partenaire d’apprentissage, encourageant la réflexion, l’initiative et la progression à son rythme.

Prompts utilisés

Exemples à consulter

Compétences mobilisées

📌 Cliquez sur les icônes :

IA au Collège/Lycée

IA en STS

Tuteur personnel intelligent

Aide à l'orientation

Aide à l'orientation

Apprendre à apprendre

Apprendre à apprendre

Chatbot d'accompagnement

Vers une nouvelle hiérarchie des compétences

À l’ère de l’intelligence artificielle, les soft skills deviennent les compétences les plus recherchées. En tant qu’enseignants, nous avons un rôle clé à jouer pour aider les apprenants à les développer.

Gérer son temps et savoir prioriser

Travailler efficacement en équipe

Communiquer avec clarté

Faire preuve de flexibilité et s’adapter au changement

Analyser avec discernement économique

Faire preuve d’éthique et d’intégrité

Maîtriser les compétences spécifiques à son métier

Lire, écrire, compter avec aisance

Maîtriser une langue étrangère

Innover et faire preuve de créativité

Utiliser les outils numériques et logiciels standards

Compétences scientifiques et techniques (STEM)

En 2016, le monde du travail valorisait surtout les compétences techniques issues des filières STEM. Mais avec l’essor de l’IA, les attentes ont évolué : les soft skills, déjà présentes dans les référentiels STEM, deviennent d’autant plus cruciales dans un monde en mutation. Cette évolution ne traduit pas une opposition, mais souligne au contraire un enjeu essentiel : combiner compétences techniques et humaines, deux dimensions complémentaires et indispensables à l’ère de l’intelligence artificielle.

Soft Skills

STEM

En tant qu’enseignants, nous devons former nos apprenants à ces compétences — et l’IA peut être un véritable levier pédagogique pour cela.

Source : IBM Institute for Business Value, rapport 2023 – étude menée avec Oxford Economics

Extrait de l'article : « L’IA forcera les salariés à revoir leurs compétences d’ici à 2025 » – Le Monde Informatique

Protection des données

Préserver la confidentialité

Les IA génératives grand public ne garantissent pas la confidentialité des données : toute information saisie peut être stockée, analysée, ou réutilisée.Interdictions claires (cadre Éducation nationale) :- ne jamais entrer de données personnelles (noms, notes, pathologies, situation familiale, etc.)- ne jamais partager des documents contenant des éléments identifiants (photos, copies, bulletins…)Bonnes pratiques :- ne jamais saisir de données personnelles- préférer des outils hébergés en Europe ou validés par l’institution- sensibiliser élèves et collègues à la confidentialité- intégrer ces questions dans les discussions en classe

Chatbot d'accompagnement

Lorsqu’un chatbot personnalisé accompagne les élèves dans leurs travaux, il devient un support d’apprentissage actif qui stimule l’autonomie, l’analyse, la persévérance et la réflexion – des qualités essentielles dans tous les contextes scolaires et professionnels.

Tuteur personnel intelligent

En interagissant avec un tuteur IA pour réviser, comprendre et approfondir une notion, les élèves développent bien plus que des connaissances : ils renforcent leur autonomie, leur pensée critique et leur capacité à formuler des demandes claires.

Fiche de révision

Quiz interactif

<Rôle> Agis en tant qu'enseignant de physique-chimie, expert en pédagogie et en vulgarisation scientifique.<Contexte> Je suis un élève/étudiant de [à compléter] et je souhaite réviser mon cours sur [à compléter]. <Tâche> Rédige une fiche de révision claire et synthétique reprenant tous les points clés du cours ci-joint, accompagnée d’exemples d’application. <Format> Présente la fiche sous forme de tableau structuré, facile à lire, avec une mise en page aérée pour une meilleure mémorisation.

<Contexte> Je souhaite m’entraîner sur ce chapitre.<Tâche> Crée un QCM de 10 questions basé uniquement sur le contenu du cours : - les questions doivent être de difficulté progressive et attends ma réponse avant de passer à la suivante - si ma réponse est fausse, propose une nouvelle question de même niveau - après chaque réponse, qu’elle soit juste ou non, donne une correction détaillée et ainsi que des conseils pour progresser

Analyse du profil d'élève

Fiche métier

<Rôle> Agis en tant que conseiller d’orientation spécialisé dans l’aide aux lycées pour définir leur projet professionnel. <Contexte> Je suis un élève de [à compléter] et je veux découvrir quel domaine professionnel pourrait me correspondre. <Tâche> Crée un quiz interactif pour m’aider à identifier mes forces et mes préférences, en incluant : - mes résultats scolaires : quelles matières me plaisent et dans lesquelles je réussis le mieux - mes activités extrascolaires : ai-je des loisirs (sport, musique, bénévolat…) qui révèlent certaines compétences ? - mes préférences personnelles : suis-je à l’aide en travail d’équipe ou en autonomie ? Est-ce que je préfère des études longues ou courtes, théoriques ou pratiques ? <Format> Après chaque réponse, adapte ton questionnement. Et une fois terminé, propose moi une analyse détaillée de mon profil et suggère 3 domaines professionnels cohérents.

<Contexte> J’ai identifié un domaine qui m’intéresse : [nom du domaine] et je souhaite en apprendre davantage sur un métier spécifique. <Tâche> Génère une fiche métier complète sur [nom du métier], en incluant : - Nom du métier - Missions principales (expliquées simplement) - Études et formations nécessaires - Salaire moyen net (début de carrière et évolution) - Compétences requises (techniques et soft skills) - Évolutions de carrière possibles <Format> Présente la fiche sous une forme de tableau claire et structuré.

Esprit critique

Posture reflexive et responsable

L’IA n’est ni fiable ni neutre. Elle peut se tromper (hallucinations), renforcer des stéréotypes ou présenter des réponses fausses avec assurance.Points de vigilance :- les IA génératives “inventent” des réponses si elles manquent d’informations- elles reproduisent les biais sexistes, raciaux ou culturels présents dans leurs donnéesBonnes pratiques :- toujours vérifier les réponses obtenues- encourager les élèves à croiser les sources, à douter, à poser des questions- mentionner clairement l’usage de l’IA dans toute production écrite ou orale

Sobriété énergétique

Agir avec conscience écologique

L’IA générative est très consommatrice de ressources. Chaque requête, chaque image générée laisse une empreinte carbone invisible mais réelle.Quelques chiffres parlants :- 1 requête IA ≈ 10x plus d’énergie qu’une recherche Google- 1 image IA ≈ ½ de la charge d’un smartphone- 1 000 images IA ≈ 6,5 km en voitureBonnes pratiques :- limiter les sollicitations superflues- privilégier des outils plus légers ou locaux quand c’est possible- choisir des activités où l’IA apporte une réelle plus-value pédagogique

Rédaction d'un cours

Vulgarisation

<Rôle> Tu es un technicien supérieur expérimenté en [à compléter]. Tu conçois des documents techniques précis à destination de collègues du bureau d’études. <Contexte> Je dois réaliser un mémo technique sur [à compléter], dans le cadre d’un diagnostic [à compléter]. Cette fiche est destinée à des professionnels de mon équipe qui maîtrisent les bases, mais attendent une présentation rigoureuse. Voici le programme à traiter : [à compléter] <Tâche> Aide-moi à construire un mémo technique complet comprenant : - des explications claires avec des exemples concrets - les relations physiques utiles, avec unités et signification - des exemples de calcul appliqué simple <Format> Présente le tout sous forme structurée avec titres, sous-titres, schémas décrits si besoin, équations bien mises en page, et une présentation claire et professionnelle.

<Rôle> Tu es un conseiller en performance énergétique, habitué à expliquer des sujets techniques à des clients non spécialistes. <Contexte> Je dois écrire une note de vulgarisation sur [à compléter]. Le destinataire est un client sans formation scientifique. <Tâche> Aide-moi à rédiger une note, claire et accessible à tous, qui : - explique [à compléter] - met en avant les bénéfices et les inconvénients - évite les équations ou les explique très simplement - propose des exemples concrets et des recommandations pratiques compréhensibles <Format> Utilise des paragraphes courts avec titres parlants, un ton simple et direct. Inclue un encadré “Ce qu’il faut retenir” pour conclure.

Comprendre une notion

Rédaction d'un cours

<Rôle> Tu es un professeur de physique-chimie, spécialisé dans la pédagogie au lycée. <Contexte> Je découvre le chapitre [à compléter], et je veux comprendre la notion de [à compléter]. <Tâche> Explique-moi cette notion de manière simple et claire, avec une analogie du quotidien si possible. <Format> Donne une définition courte, un exemple d’application, une analogie ou image mentale pour mieux comprendre, et une erreur fréquente à éviter.

<Rôle> Tu es un assistant IA qui aide à rédiger des fiches de cours en physique-chimie pour des collégiens/lycéens. <Contexte> Nous devons réaliser un cours complet sur [à compléter]. Les notions à traiter sont : [à compléter] <Tâche> Rédige un cours structuré comprenant : - des définitions rigoureuses - les relations associées (avec unités) - des exemples d’application concrète - une erreur fréquente et un conseil pour l’éviter <Format> Présente chaque élément dans une section bien distincte, avec des titres clairs (définitions, relations, exemples, attention à…). Utilise un langage accessible niveau collège/lycée.

Aide à l'orientation

En utilisant l’IA pour explorer leur avenir professionnel, les élèves apprennent à mieux se connaître, à analyser les réalités des métiers, et à prendre des décisions éclairées – tout en mobilisant des compétences précieuses pour leur parcours.

Apprendre à apprendre

En interrogeant l’IA pour comprendre une notion, puis en construisant une fiche de cours complète, les élèves développent leur autonomie, leur capacité à structurer des savoirs et leur esprit critique.

Différencier une activité

Troubles Dys

<Tâche> Adapte cette activité pour concevoir une différenciation pédagogique à trois niveaux, tout en gardant la cohérence de la séance. Détaille, pour chaque niveau, un questionnement différencié : Niveau débutant : - Questionnement guidé, explicite et progressif - Mettre en évidence les étapes de résolution Niveau intermédiaire : - Maintien de la démarche de résolution avec un questionnement semi-guidé - L’élève/étudiant est accompagné, mais établit les liens entre concepts, données et modélisation Niveau expert : - Questionnement ouvert, minimaliste et inductif - L’élève/étudiant élabore sa démarche, pose ses hypothèses, choisit ses outils, justifie ses choix <Format> Pour chaque niveau, fournis : - le questionnement adapté - les objectifs pédagogiques associés (développés et liés aux compétences visées)

<Tâche> Adapte cette activité pour un élève présentant des troubles d’apprentissage (ex. dyslexie) : simplifie la syntaxe et le vocabulaire, segmente les consignes en étapes courtes et numérotées, et veille à ce qu’elles soient claires et faciles à suivre.

Ressources pédagogiques

Document de cadrage - Collège/Lycée

Ce document propose des repères concrets pour rédiger des activités (fiches séances) et des évaluations progressives : compétences, verbes d’action, niveaux de difficulté, gestes professionnels préconisés, typographie...

Télécharger (PDF)

Documents de cadrage - STS

Deux documents complémentaires pour structurer des activités technologiques en STS et élaborer ou analyser un sujet de CCF. Alignement avec les référentiels, compétences professionnelles, tâches complexes, exigences certificatives…

Télécharger (PDF)

Télécharger (PDF)

Mini-guide - IA en éducation

Un guide illustré pour découvrir l’IA générative, apprendre à formuler des prompts efficaces (méthode RCTF), et explorer des usages concrets en physique-chimie, côté enseignant et apprenant.

Concevoir une évaluation

Générer une correction

<Rôle> Agis en tant qu'enseignant de physique-chimie, expert en évaluation pédagogique. <Contexte> Je souhaite concevoir une évaluation sommative d’une durée [à compléter] pour mes élèves/étudiants de [à compléter] en lien avec la séquence [à compléter]. <Tâche> Crée une évaluation complète et progressive comprenant : - exercice 1 (niveau 1) : restitution de connaissances - exercice 2 (niveaux 2-3) : exploitation de relations et raisonnement guidé - exercice 3 (niveau 4) : résolution de problème non guidée Contraintes : - inclure un contexte réaliste, une problématique claire, et des données réalistes - éviter les questions à tiroirs et privilégier des formulations "Montrer que..." et des réponses estimées - couvrir toutes les capacités exigibles du programme correspondant sans redondance

<Tâche> Présente une correction détaillée et pédagogique sous forme de tableau pour chaque exercice. <Format> Chaque tableau doit inclure 4 colonnes : 1. Question : numéro de la question ou de la sous-question 2. Correction : réponse complète, justifiant les étapes de raisonnement ou de calcul de manière synthétique 3. Barème détaillé (total /20) : répartis de manière logique parmi les items suivants [à adapter] - identification des relations ou concepts scientifiques - application numérique correcte - respect des unités - justification claire des étapes de résolution 4. Capacités : identifier les capacités mobilisées parmi celles du programme et de la grille des compétences Le total du barème pour chaque exercice doit être ajusté en fonction de sa durée et de sa difficulté.

Analyser une activité

Adapter une activité

<Rôle> Agis en tant qu'enseignant de physique-chimie, expert en pédagogie et en didactique.<Contexte> Je souhaite analyser et adapter une activité (ci-jointe) sur la notion [à compléter], intégrée au programme de [à compléter]. <Tâche> Nous allons procéder par étapes tout au long de cette discussion. Étape 1 : Analyse de l’activité - identifie ses forces et ses faiblesses - vérifie son adéquation aux attentes du programme et du document de cadrage (ci-joint) Étape 2 : Modification de l’activité Applique les recommandations issues de l’analyse pour optimiser l’activité. Affiche uniquement les modifications apportées, et pour chacune d’elles : - indique clairement leur emplacement dans l’activité initiale - ajoute une explication de son intérêt pédagogique

Étape 3 : Identification des compétences/capacités mobilisables Parmi les capacités de la grille des compétences fournie dans le document ressource, liste toutes celles qui peuvent être mobilisées dans cette activité. Étape 4 : Modification du questionnement Parmi les capacités identifiées, voici celles que je souhaite travailler dans cette activité : [à compléter] En conséquence, adapte le questionnement en respectant une progression pédagogique claire et explicite. Étape 5 : Rédaction d’une correction En tenant compte des modifications apportées, propose une correction détaillée. Étape 6 : Élaboration d’un déroulé de séance Génère le déroulé de la séance de […] h sous forme de tableau détaillé, en précisant : - la durée estimée - l’activité élève - les compétences et capacités mobilisées/travaillées - l’activité enseignant

Analyser un CCF

Adapter un CCF

<Rôle> Agis en tant qu’expert de l’enseignement de la physique-chimie en STS, spécialiste del’évaluation certificative, de la lecture de référentiel, de la pédagogie contextualisée et des exigences liées aux CCF. <Contexte> Je souhaite analyser un sujet de CCF de physique-chimie destiné à des étudiants de BTS CPRP, afin de : - identifier ses points forts et ses limites - vérifier qu’il respecte les attendus de la certification - améliorer sa clarté, sa progressivité et son ancrage professionnel <Tâche> Nous allons procéder étape par étape : Étape 1 : Analyse du CCF Pour chaque point, présente ta réponse sous forme de tableau synthétique : 1.1. Vérifie le respect des recommandations du document de cadrage en identifiant les forces et les faiblesses du sujet. 1.2. Vérifie son adéquation aux attentes du référentiel concerné.

Étape 2 : Identification des capacités à mobiliser en priorité Présente uniquement les items prioritaires mobilisables dans ce sujet de CCF, en distinguant : 2.1. Les compétences de la démarche scientifique 2.2. Les compétences professionnelles du référentiel du BTS concerné Présente ta réponse sous forme de tableau synthétique (Compétence/Item - Mobilisation - Niveau visé - Commentaire) Étape 3 : Recommandations pédagogiques Modifie le sujet en intégrant les recommandations identifiées lors de l’analyse. Présente ta réponse en deux volets : 3.1. Nouveau plan du sujet : - mise en situation professionnelle - liste des documents fournis - questionnement restructuré 3.2. Tableau des modifications apportées : Pour chaque modification, indique : - emplacement dans le sujet initial - modification proposée - justification pédagogique

Générer un QCM

Exporter un QCM

<Rôle> Tu es enseignant de physique-chimie, expert en pédagogie et en métacognition. <Contexte> J’enseigne en [à compléter] et je prépare une séquence pédagogique portant sur le programmesuivant : [à compléter] <Tâche> Génère un QCM d’évaluation [à compléter] de 10 questions avec 4 propositions de réponses. Propositions : 1 correcte et 3 distracteurs pertinents qui correspondent à des erreurs possibles d’élèves. Ajoute une explication détaillant pourquoi chaque proposition est correcte ou incorrecte. Le niveau des questions devra être progressif et comporter des applications numériques : - […] questions de niveau 1 : évalue la restitution de connaissances - […] questions de niveau 2 : évalue une application directe - […] questions de niveau 3 : évalue un raisonnement nécessitant plusieurs étapes de résolution

<Format> Rédige le QCM au format XML en reproduisant toutes les balises présentes dans l’exemple joint, dans le même ordre, sans omission ni modification.

Apprendre à apprendre

En rédigeant un mémo technique et une note de vulgarisation avec l’aide de l’IA, les étudiants apprennent à structurer leur pensée, à adapter leur discours et à développer une posture réflexive pour apprendre à apprendre.

Adapter une activité

Analyser une activité

<Rôle> Agis en tant qu’expert de l’enseignement de la physique-chimie en STS, spécialiste des référentiels professionnels, de la pédagogie contextualisée, de l’analyse critique d’activités et de la structuration de la démarche scientifique. <Contexte> Je souhaite analyser une activité destinée à des étudiants de BTS CPRP, dans une logique de formation professionnelle. <Tâche> Nous allons procéder étape par étape : Étape 1 : Analyse de l’activité Pour chaque point, présente ta réponse sous forme de tableau synthétique clair : 1.1. Vérifie le respect des recommandations des documents de cadrage en identifiant les forces et les faiblesses de l’activité 1.2. Vérifie son adéquation aux attentes du référentiel concerné

Étape 2 – Identification des capacités à mobiliser en priorité Présente uniquement les items prioritaires mobilisables dans cette activité, en distinguant : 2.1. Les compétences de la démarche scientifique 2.2. Les compétences professionnelles du référentiel du BTS concerné Présente ta réponse sous forme de tableau synthétique (Item - Mobilisée (oui/non/partiellement) - Justification) Étape 3 : Recommandations pédagogiques Modifie l’activité en intégrant les recommandations identifiées lors de l’analyse. Présente ta réponse en deux volets : 3.1. Nouveau plan de l’activité : - mise en situation professionnelle - liste des documents fournis - questionnement restructuré 3.2. Tableau des modifications apportées : Pour chaque modification, indique : - emplacement dans l’activité initiale - modification proposée - justification pédagogique