Un professeur d'informatique du MIT teste l'impact de l'IA sur la formation des programmeurs : « Il faut toujours les bases pour être des informaticiens et des ingénieurs logiciels efficaces »

Un professeur d'informatique du MIT teste l'impact de l'IA sur la formation des programmeurs :
l'attention constante portée à l'intégration de l'IA dans la plupart des secteurs d'activité modifie la manière dont l'informatique est enseignée

L’intelligence artificielle (IA) transforme de nombreux secteurs, y compris l’éducation. Une récente expérience menée par Eric Klopfer, professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), a exploré comment l’IA influence l’apprentissage des programmeurs.

L'automne dernier, Eric Klopfer a décidé de mener une expérience dans son cours d'informatique de premier cycle au Massachusetts Institute of Technology (MIT). Il a divisé la classe en trois groupes et leur a donné une tâche de programmation à résoudre en langage Fortran, qu'aucun d'entre eux ne connaissait.

Chaque groupe avait accès à différents outils pour résoudre le problème :

• Un groupe a été autorisé à utiliser ChatGPT pour résoudre le problème;
• le deuxième groupe a été invité à utiliser le grand modèle linguistique (LLM) Code Llama de Meta ;
• et le troisième groupe n'a pu utiliser que Google, sans assistance d’IA.

L’objectif était de comparer non seulement la rapidité avec laquelle chaque groupe pouvait résoudre le problème, mais aussi la qualité de leur compréhension et leur capacité à retenir les informations.


Les résultats

Les résultats ont montré que le groupe utilisant ChatGPT a résolu le problème le plus rapidement, suivi par le groupe utilisant Code Llama, et enfin le groupe utilisant Google, qui a mis encore plus de temps, car il a dû décomposer la tâche en plusieurs éléments.

Cependant, lorsque les étudiants ont été testés sur leur capacité à résoudre le problème de mémoire, les résultats ont été inversés : le groupe ChatGPT « ne s'est souvenu de rien et a échoué », se souvient Klopfer, professeur et directeur du programme de formation des enseignants Scheller du MIT et de The Education Arcade. En revanche, la moitié du groupe Code Llama a réussi le test. Le groupe qui a utilisé Google ? Tous les élèves ont réussi.

« Il s'agit d'une leçon éducative importante », a déclaré Klopfer. « Travailler dur et se battre est en fait une façon importante d'apprendre. Lorsqu'on vous donne une réponse, vous ne vous débattez pas et vous n'apprenez pas. Et lorsque le problème devient plus complexe, il est fastidieux de revenir au début d'un grand modèle de langage pour tenter de comprendre et l'intégrer. »

En revanche, la décomposition du problème en éléments permet d'utiliser un LLM pour travailler sur de petits aspects, au lieu d'essayer d'utiliser le modèle pour l'ensemble d'un projet, ajoute-t-il. « Ces compétences, qui consistent à décomposer le problème, sont essentielles à l'apprentissage ».

Cet exemple a permis à Klopfer de conclure avec confiance que l'informatique n'est pas condamnée à l'heure où l'IA se fraye un chemin dans tous les secteurs d'activité. D'autres experts en informatique conviennent que plus l'IA sera utilisée, plus la nature des emplois changera, et qu'il faudra donc continuer à enseigner aux humains des concepts de base tels que les statistiques et la connaissance du fonctionnement des systèmes.

« Il faut toujours les bases pour être des informaticiens et des ingénieurs logiciels efficaces », a déclaré Beena Ammanath, responsable de l'IA digne de confiance et de la technologie éthique chez Deloitte.

Malgré toutes les craintes concernant les suppressions d'emplois dues à l'IA, une étude récente du Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) du MIT a révélé que l'automatisation des emplois humains pourrait prendre plus de temps qu'on ne le pensait auparavant. Selon l'étude, seuls 23 % environ des salaires liés aux tâches de vision pourraient être remplacés de manière rentable par l'IA, ce qui indique que le déplacement des emplois dû à l'IA, en particulier dans le domaine de la vision par ordinateur, risque de se produire plus lentement qu'on ne l'avait envisagé au départ.

Les résultats « suggèrent que nous devrions nous attendre à ce que les effets de l'automatisation de l'IA soient moins importants que les effets d'automatisation/destruction d'emplois déjà observés dans l'économie », indique l'étude. « Il n'est pas certain que l'ajout de l'automatisation par l'IA à ces effets existants augmentera de manière substantielle la destruction globale d'emplois. Bien qu'il soit probable que des emplois soient perdus, « nous pensons également qu'une fraction substantielle de l'automatisation des tâches par l'IA se produira dans des domaines où l'automatisation traditionnelle est en cours », observe l'étude du CSAIL.


Comment l'enseignement de l'informatique va évoluer pour aborder l'IA

L'accent mis sur l'intégration de l'IA dans la plupart des secteurs d'activité va également modifier la manière dont l'informatique sera enseignée, offrant des opportunités « tout à fait considérables », selon Risto Miikkulainen, professeur d'informatique à l'université du Texas à Austin et vice-président associé de l'intelligence évolutive chez Cognizant AI Labs.

Avec l'arrivée d'outils tels que le chatbot Copilot de Microsoft, par exemple, certains pourraient se demander pourquoi ils devraient se donner la peine d'apprendre à coder. Miikkulainen pense que les étudiants utilisent Copilot et d'autres chatbots principalement « comme un tuteur pour les devoirs de programmation » afin de suggérer des modifications.

« Tout d'un coup, l'enseignement de la programmation devient beaucoup plus vivant », explique Miikkulainen.

Reid Gordon Simmons, professeur de recherche à l'Institut de robotique de l'université Carnegie Mellon, ajoute que, de la même manière que les compilateurs traduisent le code source d'un langage de programmation en code machine, ce qui évite aux ingénieurs en informatique d'avoir à comprendre les assembleurs, « l'utilisation de l'IA et de la ML rendra de moins en moins nécessaire la compréhension des détails du codage ».

Cependant, il est toujours important d'apprendre aux gens à coder, tout simplement parce qu'une partie du travail d'informaticien consiste à comprendre les processus, a déclaré Simmons. « Mon analogie est d'enseigner l'arithmétique à des enfants de sept ans. Lorsque vous arrivez au collège, plus personne ne fait d'arithmétique à la main ; vous utilisez des calculatrices ».

Même si les calculatrices peuvent faire le travail à votre place, vous devez toujours comprendre les concepts, a-t-il ajouté. « De même, les informaticiens devront comprendre les principes fondamentaux de la programmation afin d'être efficaces dans leur travail, mais tout comme avec les calculatrices, ils n'auront pas à coder beaucoup ».

L'IA nécessite l'enseignement de disciplines ou d'aspects entièrement nouveaux de l'informatique, tels que l'IA responsable et la manière d'empêcher l'utilisation abusive de l'IA, a déclaré Miikkulainen. « Il y aura tellement de gens qui utiliseront [les systèmes d'IA] sans comprendre ce qu'il y a sous le capot ».

De nouvelles filières universitaires apparaîtront également dans des domaines tels que la science des données, l'apprentissage automatique, l'expérience utilisateur et l'ingénierie mobile, ainsi que dans des branches spécifiques de l'IA, telles que l'IA générative, les LLM et la vision par ordinateur, a déclaré Ammanath de Deloitte. Cela permettra non seulement de préparer les étudiants aux emplois du futur proche et de les rendre plus commercialisables, mais aussi de maintenir la compétitivité des États-Unis par rapport aux autres pays dans la course mondiale à l'armement en matière d'IA.


Les éducateurs face aux hallucinations des LLM : enseigner à être sceptique dans un monde de textes générés par l'IA

Les éducateurs sont prudents, compte tenu de la tendance à l'hallucination du LLM. « Nous devons apprendre aux étudiants à être sceptiques à l'égard des résultats et à s'approprier la vérification et la validation de ces derniers », explique Jeanna Matthews, professeur d'informatique à l'université Clarkson de Potsdam, dans l'État de New York. .

Il ajoute que l'IA générative « peut court-circuiter le processus d'apprentissage des étudiants qui s'y fient trop ». Chang reconnaît que cette dépendance excessive peut être un piège et conseille à ses camarades étudiants d'explorer eux-mêmes les solutions possibles aux problèmes afin de ne pas perdre cette pensée critique ou ce processus d'apprentissage efficace. « Nous devrions faire de l'IA un copilote - et non le pilote automatique - de l'apprentissage », déclare-t-il.

ChatGPT a impressionné le monde par la profondeur de ses connaissances et la fluidité de ses réponses, mais un problème a entravé son utilité : Il n'arrête pas d'halluciner. Oui, les grands modèles de langage (LLM) hallucinent, un concept popularisé par les chercheurs en IA de Google en 2018. Dans ce contexte, l'hallucination fait référence à des erreurs dans le texte généré qui sont sémantiquement ou syntaxiquement plausibles, mais qui sont en fait incorrectes ou absurdes. En bref, vous ne pouvez pas faire confiance à ce que la machine vous dit.

C'est pourquoi, même si le Codex d'OpenAI ou le Copilot de Github peuvent écrire du code, un programmeur expérimenté doit toujours examiner le résultat - l'approuver, le corriger ou le rejeter avant de le laisser se glisser dans une base de code où il pourrait faire des ravages. Les enseignants du secondaire apprennent la même chose. Un rapport de lecture ou un essai historique rédigé par ChatGPT peut être facile à lire, mais peut facilement contenir des « faits » erronés que l'élève était trop paresseux pour déceler.

Les hallucinations constituent un problème sérieux. Bill Gates a imaginé que ChatGPT ou d'autres modèles linguistiques de grande taille pourraient un jour fournir des conseils médicaux aux personnes qui n'ont pas accès à un médecin. Mais on ne peut pas se fier aux conseils d'une machine sujette aux hallucinations.

Conclusion

L’expérience de Klopfer au MIT offre des leçons précieuses pour l’intégration de l’IA dans l’éducation. Bien que l’IA puisse accélérer la résolution de problèmes, elle ne doit pas remplacer les méthodes d’apprentissage qui encouragent la compréhension et la rétention à long terme. Les éducateurs doivent trouver un équilibre pour tirer le meilleur parti des technologies avancées tout en assurant un apprentissage efficace et durable.

Quelles sont vos pensées sur l’utilisation de l’IA dans l’éducation ? Pensez-vous que les outils d’IA devraient être intégrés davantage dans les programmes scolaires, ou y a-t-il des risques à considérer ? Partagez vos opinions dans les commentaires ci-dessous !

Sources : MIT Scheller Teacher Education Program, Au-delà de l'exposition à l'IA : quelles sont les tâches qu'il est rentable d'automatiser grâce à la vision par ordinateur ?, ACM

Et vous ?

Quels sont, selon vous, les avantages et les inconvénients de l’utilisation de l’IA comme outil d’apprentissage pour les programmeurs ?
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Comment les éducateurs peuvent-ils équilibrer l’utilisation de l’IA avec des méthodes d’apprentissage plus traditionnelles pour garantir une compréhension approfondie des concepts ?
Quels sont les risques potentiels de dépendre trop fortement de l’IA pour l’éducation, et comment pouvons-nous les atténuer ?
Pensez-vous que l’IA pourrait aider à personnaliser l’apprentissage en fonction des besoins individuels des étudiants ? Si oui, comment ?
Comment voyez-vous l’avenir de l’éducation en informatique avec l’intégration croissante de l’IA ?