PRIMA-KI: Papprentissage par résolution de problèmes jem Maenseignement thématique à l'école primaire avec IA accompagner.

Un support d'apprentissage de l'IA didactiquement solide pour l'apprentissage des mathématiques axé sur les problèmes à l'école primaire

Un projet de recherche visant à développer et à étudier un système de tutorat adaptatif pour l’apprentissage individualisé de la découverte mathématique à l’école primaire.

À propos du projet

Dans le cadre d'un projet mené à l'Université de pédagogie de Weingarten, nous explorons le potentiel et les possibilités de conception d'assistants d'apprentissage basés sur l'IA pour l'enseignement des mathématiques à l'école primaire. L'intelligence artificielle offre des opportunités uniques de rétroaction individualisée et adaptative dans l'apprentissage par problèmes, à condition d'être conçue et mise en œuvre de manière pédagogiquement rigoureuse.

Le projet pilote PRIMA-AI développe et étudie des prototypes d'assistants d'apprentissage IA intégrés à des applications de mathématiques et destinés à aider les enfants à explorer et à résoudre des problèmes mathématiques. L'accent est mis sur l'activation cognitive et le soutien à la pensée autonome.

Objectifs du projet

• Développement principes de conception didactique propres à la matière pour les compagnons d'apprentissage IA dans l'école primaire
• Développement de dispositifs d'invite et d'interaction structurés de manière optimale pour leur intégration dans les ressources d'apprentissage numériques existantes, afin de proposer un soutien adaptatif didactique adapté aux enfants et spécifique à la matière.
• Identifier des stratégies de rétroaction efficaces qui réduisent la charge cognitive et soutiennent les enfants sans se substituer au processus d'apprentissage
• Évaluation des modes d’utilisation et de l’acceptation chez les élèves du primaire et détermination du degré optimal de pré-structuration pédagogique de l’utilisation de l’IA pour les élèves du primaire.
• L’objectif est de créer une base factuelle pour une intégration responsable et respectueuse des données de l’IA dans l’enseignement des mathématiques à l’école primaire. L’utilisation de l’IA avec des données minimales ou anonymisées fait partie intégrante du projet de recherche.

État actuel et approche prévue

Dans la phase pilote actuelle, nous nous concentrons sur le développement et les tests de prototypes initiaux en environnement contrôlé. Grâce à des variations systématiques et à l'optimisation de la conception des invites de l'IA, nous élaborons des lignes directrices de conception et un cadre pour des fonctions de soutien adaptatives, basées sur l'intégration d'assistants d'apprentissage IA dans diverses applications développées par Christian Urff. Après des essais individuels, nous prévoyons de mener les premiers essais sur le terrain à plus grande échelle en 2026. Nous invitons les écoles ou les classes disposant d'iPads et d'un accès Wi-Fi qui souhaiteraient participer à ces essais initiaux sous supervision scientifique. Les applications seront ensuite mises à disposition gratuitement via TextFlight.

Exemples et approches initiales

L'application Histoires mathématiques utilise l'IA pour aider les enfants à comprendre, à travailler sur, à tester et à développer des tâches de modélisation.

Dans l'application ligne numérique Un assistant d'apprentissage basé sur l'IA offre un soutien individualisé à la demande ou en cas d'erreur, grâce à des connaissances pédagogiques spécifiques à la discipline. Cette recherche étudie si et comment les enfants utilisent ces retours d'information détaillés sur leurs erreurs pour apprendre de leurs fautes et améliorer leurs compétences en matière de localisation des nombres. Les données d'apprentissage anonymisées peuvent être partagées au sein de l'application à des fins d'analyse scientifique.

Dans l'application quantités de doigts Ce projet étudie l'apport de l'IA à l'analyse et au traitement des données diagnostiques. L'IA analyse (de manière anonyme) les stratégies, les temps de mémoire flash, etc., et génère des résumés concis et utiles à destination des enseignants pour un accompagnement ultérieur.

Dans les applications web Champ de calcul Un assistant d'apprentissage IA basé sur Elevenlabs accompagne le traitement sur ordinateur et est actuellement testé à cette fin.

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Contact et collaboration

Vous êtes intéressé(e) par ce projet et souhaiteriez y collaborer ou y participer en tant qu'établissement scolaire ou chercheur(euse) ? N'hésitez pas à me contacter !

christian.urff@ph-weingarten.de