ISA et Ali, l’intelligence artificielle au service de la persévérance scolaire

Par Alain Lallier

Dans le cadre du congrès annuel du CICAN, tenu en avril dernier sous le thème « Réinventons l’avenir », André Gobeil, directeur général du Cégep de Chicoutimi, Karine Bouvette, conseillère au développement interne à la Direction générale du Cégep de Chicoutimi, et Louis-Raphaël Tremblay, président fondateur d’Optania, ont présenté une conférence sur la contribution de l’intelligence artificielle à l’amélioration de la persévérance scolaire.

Un projet développé au Cégep de Chicoutimi et au Cégep de Rimouski
André Gobeil explique d’entrée de jeu que la faible démographie constitue un grand défi à surmonter dans la région du Saguenay–Lac-Saint-Jean, comme c’est le cas dans plusieurs régions du Canada, où on constate un déplacement vers les centres urbains ou métropolitains. Amateur d’analogie, le directeur général utilise souvent l’image d’un immense pneu à maintenir gonflé en parlant des effectifs étudiants. « Le premier outil, c’est une pompe. Et cette pompe, c’est le recrutement. Pour pouvoir assurer le maintien des effectifs étudiants, le collège a investi beaucoup en recrutement, notamment à l’international et à l’aide de différents leviers, comme des bourses de mobilité interrégionale. Malgré tous nos efforts et toute la force de notre pompe, nos pneus perdaient toujours de l’air et on assistait à une baisse des effectifs.»

     André Gobeil, directeur général du Cégep de Chicoutimi

« Les recherches que nous avons faites autour de cet enjeu nous ont démontré que l’élément le plus important, c’était la persévérance de nos étudiantes et de nos étudiants.On en recrutait, mais plusieurs ne se rendaient pas jusqu’à la diplomation. La réussite et la persévérance faisaient défaut, et cela avait des impacts institutionnels importants, entre autres en matière de financement. Nous aurions voulu investir des sommes plus importantes en matière de personnel pour accompagner vers la réussite toutes nos étudiantes et tous nos étudiants que nous n’en aurions pas nécessairement eu les moyens. Sur la base de ces constats, je me suis rappelé, lors de mon arrivée au Saguenay, une firme qui avait travaillé avec le milieu des commissions scolaires afin de développer des outils appuyés par l’intelligence artificielle dans le but d’accompagner les jeunes étudiantes et étudiants du secondaire vers leur réussite scolaire. J’ai donc communiqué avec Louis-Raphaël Tremblay, président d’Optania, pour lui demander ce que l’on pourrait faire pour remédier à la situation. »

L’intelligence artificielle en éducation
Si on parle beaucoup d’intelligence artificielle (IA) depuis un certain temps, on entend moins parler d’intelligence artificielle en éducation. Comment l’IA peut-elle répondre à des besoins bien réels en éducation? Il ne s’agit pas ici d’implanter de l’IA pour être à la mode. Selon Louis-Raphaël Tremblay : « Il faut que ça reste dans un cadre éthique lors de son implantation et dans son utilisation, dans le sens où l’intelligence artificielle n’est pas là pour remplacer des gens, mais pour améliorer le sort des personnes qui travaillent actuellement dans chacun de ces milieux. La problématique de la perte d’effectifs étudiants est très grave et existe depuis au moins vingt ans. Les statistiques sont pratiquement toujours les mêmes. Elles varient de quelques pourcentages partout au Canada. En gros, c’est 35 % des étudiantes et des étudiants qui abandonnent leurs études. Pour cette raison, tous les investissements en intelligence artificielle sont depuis 5 ans consacrés uniquement à enrayer ce fléau, parce qu’il touche directement au financement et à tous les services offerts à la population étudiante. On a beau recruter plein de nouveaux étudiants, s’il y en a toujours 35 % qui abandonnent sans obtenir de diplôme, ça devient une roue sans fin. »

     Louis-Raphaël Tremblay, président fondateur d’Optania

37 % des 17 à 34 ans souffrent d’anxiété
Depuis une quinzaine d’années, les milieux universitaires pancanadiens se sont penchés sur cette problématique des abandons. Deux constats sont ressortis : 37 % des 17 à 34 ans qui étudient en enseignement supérieur souffrent d’anxiété importante, soit assez grave, pour influencer toutes leurs actions. Et sur ce 37 %, 17 % vivent de la détresse psychologique. Selon Louis-Raphaël Tremblay :« Il n’y a pas de cause à effet entre le 37 % de détresse et le 35 % d’abandons, mais il y a sans doute une corrélation entre les deux. L’autre élément qui se dégage des recherches est le dépistage hâtif. Souvent, le dépistage se fait trop tardivement, alors que l’étudiante ou l’étudiant est déjà bien cristallisé dans sa formation, soit de 6 à 8 semaines après son entrée au collège. C’est important d’agir rapidement, car les 35 % d’abandons surviennent souvent après la première année. »

Une détection rapide et un accompagnement simultané de toute la population étudiante
Louis-Raphaël Tremblay explique que si on regarde le spectre de la rétention éducative, il est composé de deux éléments : une détection rapide et un accompagnement simultané de toutes les étudiantes et de tous les étudiants, soit deux démarches difficiles à faire avec les méthodes actuelles. Pour ce faire, il faudrait engager une armée de personnes, d’autant plus que ces besoins se présentent souvent le soir ou la fin de semaine. De plus, il faut être en mesure de détecter les signes avant-coureurs liés à la réussite au tout début du cheminement collégial, et c’est là où l’intelligence artificielle peut venir donner un coup de main au personnel en place.

Un projet de recherche sur trois ans
Deux collèges ont participé au projet de recherche de deux à trois ans, soit les cégeps de Chicoutimi et de Rimouski, et ce, en collaboration avec le Centre de recherche Écobes en persévérance éducative et l’entreprise Optania. « Si le spectre de la rétention éducative est basé sur deux constats principaux, il faut que les solutions soient fondées sur ces deux constats, soit l’analyse en temps réel pour détecter les étudiantes et les étudiants en difficulté et une méthode d’accompagnement de soutien social de première ligne, qui prend ici la forme d’un robot » constate le président et fondateur d’Optania.

Offrir un soutien en dehors des heures d’ouverture
La pandémie a mis en lumière qu’il fallait faire appel à d’autres approches que le présentiel pour répondre aux besoins d’accompagnement psychosocial des étudiantes et des étudiants. « Il faut être en mesure d’offrir du soutien en dehors des heures d’ouverture, parce que c’est à ce moment-là que les étudiantes et les étudiants pourraient avoir besoin de parler de ce qu’ils vivent. Il faut être en mesure de faire connaître les services à leur disposition. Pour l’étudiante ou l’étudiant qui arrive du secondaire et qui entre pour la première fois dans un établissement d’enseignement supérieur, il n’a probablement jamais entendu parler des services d’accompagnement psychosocial. Il ne sait pas nécessairement qui peut lui venir en aide. S’ajoute à cela tout le facteur de stress d’un nouveau milieu à apprivoiser. Briser l’isolement constitue un facteur prédominant de la recherche, car il augmente le stress et l’anxiété » constate Louis-Raphaël Tremblay.

Ali : un robot conversationnel pour l’accompagnement en ligne
Ali, c’est un robot conversationnel qui est dédié à l’accompagnement de première ligne des étudiantes et des étudiants. Il a été intégré à une application mobile téléchargeable que les collèges peuvent personnaliser selon les besoins de leurs utilisateurs. Ainsi, l’étudiante ou l’étudiant peut clavarder avec le robot, lui poser des questions et converser avec lui de manière continue. Ali a un seul but : soutenir l’étudiante ou l’étudiant dans sa nouvelle réalité. Le robot est là pour l’accompagner dans son cheminement en facilitant l’accès aux services. Si l’étudiante ou l’étudiant ne sait pas qui peut l’aider, le robot, à force de discuter, va l’orienter vers les ressources concernées. Ali ne vise pas à remplacer les équipes d’intervention en place, dont le taux d’accès est toujours limité. Le robot est là pour entamer la démarche avec ces gens-là. À l’intérieur même de la discussion, si l’étudiante ou l’étudiant mentionne qu’il serait prêt à parler à une intervenante ou un intervenant, le robot prend en charge le processus de communication entre l’étudiant et l’intervenant. La demande se fait naturellement à l’intérieur des conversations et va être acheminée à la bonne personne au collège.« Nous avons élargi le service à d’autres intervenants. En plus des services psychosociaux, on a ajouté les conseillers d’orientation, les aides pédagogiques et les intervenants en matière de violences à caractère sexuel. Chaque collège a demandé à ce que l’on intègre aussi leurs centres de ressources existants. Ainsi, le robot peut orienter l’étudiante ou l’étudiant vers les ressources déjà mises en place par le collège, comme des capsules vidéo pour mieux gérer son budget réalisées par l’Aide financière » précise monsieur Tremblay. 

« Le déploiement d’un robot de soutien en accompagnement psychosocial de première ligne constitue une première au niveau collégial. L’outil a intégré les soucis des intervenantes et des intervenants en place, parce que ça change le paradigme d’accès. Et ça marche. Il y a vraiment des demandes d’aide qui ont été générées par le robot. »

ISA analyse les dossiers de toute une population étudiante en 45 secondes
Auparavant, la détection des élèves en difficulté était réalisée à la mi-session, en moyenne six semaines après la rentrée. Il s’agissait d’une analyse lourde faite manuellement par plusieurs personnes où il était difficile d’aller puiser dans plusieurs données pour détecter les étudiantes et les étudiants le plus à risque de ne pas poursuivre leurs études collégiales. Le module ISA, pour interface de suivi académique, a été créé pour améliorer cette analyse. Ce module intègre des éléments d’intelligence artificielle, de machine learning, qui permettent une analyse prédictive sur l’entièreté des dossiers étudiants en quelques secondes. Cette analyse fait ressortir différents niveaux de risque à travers le parcours de l’étudiant. Il s’agit des catégories suivantes : à risque d’abandon, à risque d’échec, à surveiller et en voie de réussite. La différence avec la procédure antérieure, c’est le gain de temps important qui permet aux intervenantes et aux intervenants de mettre davantage l’accent sur des activités de prévention et d’accompagnement. « L’analyse est très performante, souligne Karine Bouvette, conseillère en développement interne au Cégep de Chicoutimi. Nous avons maintenant un taux d’efficacité d’environ 85 % sur la certitude d’analyse d’un dossier. Au lieu de six semaines, ça prend 45 secondes au système pour analyser toute la population étudiante. C’est un changement de paradigme total! Le but était de détecter rapidement les élèves en difficulté pour permettre aux intervenantes et aux intervenants d’agir promptement. Dès qu’on clique sur un dossier, on peut créer des interventions auprès d’une étudiante ou d’un étudiant, puis commencer à faciliter la coordination des actions à prendre. Et bien sûr, les intervenantes et intervenants peuvent savoir qui a fait quoi. »

Karine Bouvette, conseillère au développement interne à la Direction générale du Cégep de Chicoutimi

Les impacts d’Ali
En dégageant les constats faits au cours du pilotage concernant le robot Ali, dont le but est de rapprocher les services des étudiantes et des étudiants, Karine Bouvette est optimiste : « On constate une augmentation de la demande pour les services psychosociaux, et la beauté de la chose, c’est que l’on réussit à joindre une catégorie d’étudiants qu’on avait peine à atteindre auparavant, et ce, dans les deux collèges. Nous constatons également que les étudiantes et les étudiants ayant discuté avec Ali prennent plus en charge leur situation et la comprennent mieux. Ils nous disent aussi qu’ils se rendent compte qu’à certains égards la situation est normale. Ils ne la considèrent plus comme exceptionnelle. Ils la normalisent davantage. Ils comprennent mieux les termes d’une intervention psychosociale quand ils rencontrent une intervenante ou un intervenant. C’est comme s’il y avait déjà un pas de fait dans la résolution des problématiques et des situations qu’ils vivent. »

ISA entraîne un changement majeur dans les façons de faire et les processus
Du côté d’ISA, Karine Bouvette affirme que l’on constate un changement majeur dans les façons de faire et les processus. « Pour nous, c’est un nouveau mode d’intervention. Avant, on accumulait les données sur la population étudiante, sur les résultats scolaires, les absences, etc., à la mi-octobre, après six semaines de cours, ce qui coïncidait avec la mi-session. C’est à ce moment que nous avions un portrait des étudiantes et des étudiants qui étaient les plus à risque et qui avaient le plus besoin d’aide. Déjà, à la mi-session, nous étions en mode réaction, puisque c’était comme si le mal était déjà fait. Ils étaient déjà en situation d’échec et devant des pentes très abruptes à remonter. On faisait alors face à des situations de démotivation et de désengagement qui trop souvent mènent à l’abandon scolaire. Avec ISA, ce que l’on constate, c’est la différence entre les six semaines et les 45 secondes, car dès l’admission de ces étudiantes et de ces étudiants, en avril et mai, nous sommes capables avec ISA de connaître leur répartition, de savoir qui sont les étudiants les plus à risque d’abandon ou d’échec. ISA analyse l’historique scolaire du secondaire, ce qui fait en sorte que l’on peut préparer nos équipes sur le terrain si, par exemple, on voit des problèmes au niveau d’une cohorte en particulier. On peut aussi s’assurer que l’on va être en mesure de répondre à la demande. Ce que l’on s’apprête à faire, ce sont des actions en amont de la rentrée en entrant en contact avec des étudiantes et des étudiants dans le but de créer des liens avec des personnes significatives, qui vont être avec eux tout au long de leur parcours scolaire. Ce que l’on souhaite, c’est de créer un sentiment d’appartenance avant le début de l’année scolaire pour faciliter la transition entre le secondaire et le collégial. Par la suite, le processus d’accompagnement des étudiantes et des étudiants se fait davantage dans une approche de prévention qu’en mode réaction. »

Percevoir les intervenantes et les intervenants comme des guides
Les étudiantes et les étudiants disent que cette approche vient modifier leur perception du rôle de l’intervenant, qui est souvent limité au côté administratif. Grâce à ISA, les étudiantes et les étudiants perçoivent les membres de l’équipe d’intervention comme des guides qui vont les aider dans leur parcours, et ce, qu’ils soient sinueux ou tout à fait normaux.

Les intervenantes et les intervenants ont vraiment le sentiment de faire la différence
Les intervenantes et les intervenants disent que les actions qu’ils vont poser sont vraiment centrées sur le suivi, parce qu’il est possible d’avoir des notifications sur les étudiantes et les étudiants dans le système ISA. En effet, les intervenants reçoivent en temps réel les variations de la veille active des étudiants et peuvent intervenir en temps réel. « Nous n’avons plus les mêmes délais qu’auparavant, ce qui valorise les intervenantes et les intervenants qui ont davantage le sentiment de faire une réelle différence dans le parcours scolaire des étudiantes et des étudiants, » ajoute Karine Bouvette.

Un pas de plus
À ce moment-ci, le bilan final que le collège fait du déploiement et du pilotage, c’est qu’ils font un pas de plus. « En intégrant l’intelligence artificielle dans nos pratiques de gestion de la persévérance et de la réussite scolaire, on s’aperçoit que nous devons vraiment miser davantage sur l’humain, sur le développement de relations significatives avec les étudiantes et les étudiants. Pour ce faire, il faut soutenir nos intervenantes et nos intervenants pour qu’ils se sentent capables de faire leur travail différemment. Il faut aussi mieux les outiller pour qu’ils constatent qu’ils ont ce qu’il faut pour réussir leurs interventions. C’est ce sur quoi nous travaillons depuis quelques mois. »