L’école de demain (1/5)

Une tablette au secours des élèves qui peinent à écrire

En cette période de rentrée, une série d’articles explore les défis de l’école. Focus sur une application développée à l’EPFL qui détecte en un temps record les problèmes d’écriture des élèves du primaire

Une petite pression sur la tablette. Un léger tremblement de la main. La vitesse du tracé d’une lettre. Sous les doigts de l’élève, chaque mouvement du stylet est divisé en 53 paramètres par les algorithmes de Dynamico. En moins de quinze secondes, cet outil d’intelligence artificielle (IA) repère si l’enfant présente des difficultés liées à l’écriture, définit les aspects qui lui posent problème et propose des jeux pour y remédier.

«Dans la situation actuelle, entre neuf et douze mois sont requis pour que le corps enseignant identifie les élèves nécessitant une assistance professionnelle pour améliorer leur écriture», explique Thibault Asselborn, doctorant de l’EPFL et responsable de l’élaboration de l’application Dynamico. C’est un long délai: entre-temps, les difficultés d’apprentissage s’accumulent, car les problèmes d’écriture monopolisent la concentration de l’élève et l’empêchent d’améliorer ses autres compétences.

Cela peut diminuer la confiance en soi des enfants. Ceux qui présentent des difficultés adoptent de plus une stratégie d’évitement quant à toute activité impliquant l’écriture. «Il ne s’agit pas de cas exceptionnels, précise Thibault Asselborn; 25% de la population a des difficultés d’écriture et 8,6% des enfants francophones connaissent des troubles sévères, on parle alors de dysgraphie.»

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Une analyse dynamique de l’écriture

Les thérapeutes utilisent actuellement un test nommé BHK (Brave Handwriting Kinder), requérant quinze minutes d’analyse à l’œil nu de phrases recopiées par les enfants. Si le tracé statique des lettres permet de repérer les problèmes de formes selon des critères prédéfinis, il ne donne pas accès aux aspects dynamiques de l’écriture. Cette imprécision entrave l’efficacité du test et mène à des résultats différents selon les responsables de la correction, qui arrivent à des conclusions similaires dans seulement 60% des cas.

Dynamico revendique une précision de 97% dans l’analyse de l’écriture. Ses exercices de remédiation sont ludiques, afin d’éviter que l’élève ne se crispe face à un jeu rappelant les expériences dévalorisantes de la formation des lettres. Par exemple, pour travailler le tremblement, le stylet guide un avatar dans un circuit dont les bords ne doivent pas être touchés. «Si l’IA repère que la lettre a pose problème à l’élève, elle sera dissimulée dans l’un des virages du chemin», montre Thibault Asselborn.

Un autre exercice permet d’augmenter l’estime de soi des enfants face au défi de l’écriture: l’application repère les difficultés de l’élève, puis un robot virtuel lui demande de l’aider à écrire des mots, contenant les lettres problématiques. L’avatar se débrouille moins bien que l’élève, qui pourra lui enseigner l’écriture, tout en s’entraînant inconsciemment sur ses propres faiblesses. C’est le mécanisme de «l’effet protégé», qui rassure et motive l’enfant en lui donnant la responsabilité d’une autre personne.

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Au service du corps enseignant

Au fil de son utilisation, l’application collecte des données permettant aux responsables des élèves de suivre leurs progrès, mais aussi à l’IA d’adapter les remédiations selon les besoins de ces derniers. Actuellement en phase de test, l’outil est employé par différents thérapeutes suisses et français; il sera lancé à grande échelle en 2020. «L’idée n’est pas de remplacer les professionnels, mais de leur offrir un moyen d’optimiser le temps qu’ils passent avec les enfants», explique Pierre Dillenbourg, responsable du laboratoire CHILI travaillant sur Dynamico.

Voilà qui pourrait s’avérer utile dans les milieux scolaires, avance Christian Fantoli, professeur en technologies éducatives à la Haute Ecole pédagogique (HEP) vaudoise: «Les recherches de John Hattie montrent que les interactions individuelles entre un élève et son enseignant constituent l’un des plus grands facteurs d’efficacité sur l’apprentissage. Cette application offre plus de temps aux explications en seul à seul, ce qui est particulièrement utile pour les enfants qui présentent des difficultés.»

Un cas sur la Riviera

Pour qu’un outil fonctionne en milieu scolaire, encore faut-il qu’il génère l’enthousiasme des élèves. Cela semble être le cas des nouvelles technologies, selon Jean-Louis Dubler, directeur de l’Ecole du Haut-Lac. Cet établissement bilingue de la Riviera vaudoise a intégré des tablettes dans l’enseignement depuis plusieurs années dans le cadre d’un projet mené par la HEP Vaud: «Les jeunes sont motivés quand ils emploient des outils informatiques, nous avons remarqué une différence. Cela permet aussi d’adapter au mieux les vitesses d’apprentissage de chaque élève, tout en libérant l’enseignant pour un meilleur suivi individuel de chaque enfant.»

Dans l’état actuel des choses, Dynamico serait utilisable dès le début de l’apprentissage de l’écriture. Thibault Asselborn pense que l’outil pourrait aller plus loin: «Nous avons remarqué que l’application fonctionnait également sur des lettres de l’alphabet cyrillique, car la plupart des paramètres mesurés ne dépendent pas de la forme reproduite.» La prochaine étape consisterait donc à appliquer cette IA sur des dessins, ce qui permettrait aux enfants d’améliorer leur dextérité dès le début de leur scolarité, limitant encore davantage les dégâts liés à la dysgraphie.

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