聊天機(jī)器人可以提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和物理的興趣，使學(xué)習(xí)更加愉快。德國(guó)的研究人員如是說，他們將使用人工智能 （AI） 文本學(xué)習(xí)物理的學(xué)生與只閱讀傳統(tǒng)教科書的學(xué)生的情緒反應(yīng)進(jìn)行了比較。然而，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)兩組之間的測(cè)試表現(xiàn)沒有差異。

這項(xiàng)研究由科隆大學(xué)的物理教育研究員朱莉婭·拉德曼 （Julia Lademann） 領(lǐng)導(dǎo)，她想看看人工智能是否可以提高學(xué)生對(duì)物理的興趣。他們通過使用 OpenAI 的 ChatGPT 模型創(chuàng)建了一個(gè)定制的聊天機(jī)器人來做到這一點(diǎn)，該模型的語氣和語言被認(rèn)為適合德國(guó)高中二年級(jí)學(xué)生使用。

在測(cè)試了聊天機(jī)器人的事實(shí)準(zhǔn)確性和激勵(lì)性語言的使用后，研究人員促使它生成了關(guān)于物理和數(shù)學(xué)中比例關(guān)系的解釋性文本。然后，他們將 214 名平均年齡為 11.7 歲的學(xué)生分為兩組。一組獲得了有關(guān)該主題的教科書材料以及聊天機(jī)器人文本，而對(duì)照組只獲得了教科書。

研究人員首先調(diào)查了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和物理的興趣，然后給他們 15 分鐘的時(shí)間復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)材料。之后，通過一系列問卷，再次評(píng)估了他們的興趣以及學(xué)生的情緒狀態(tài)和“認(rèn)知負(fù)荷”——完成工作所需的腦力勞動(dòng)。

更高的置信度

與僅使用教科書文本的學(xué)生相比，該聊天機(jī)器人被發(fā)現(xiàn)可以顯著增強(qiáng)學(xué)生的積極情緒——包括快樂和滿足感、對(duì)學(xué)習(xí)材料的興趣以及他們對(duì)學(xué)科理解的自信心。“聊天機(jī)器人的文本更像人類，比教科書中的文本更具對(duì)話性，”Lademann 解釋說。“它更健談。”

還發(fā)現(xiàn)聊天機(jī)器人文本可以減少認(rèn)知負(fù)荷。“使用聊天機(jī)器人解釋的群體對(duì)主題有更高的積極情緒，[并且]他們對(duì)自己的學(xué)習(xí)理解也有更高的信心，”Lademann 補(bǔ)充道。

然而，在實(shí)驗(yàn)的“學(xué)習(xí)階段”后 30 分鐘內(nèi)進(jìn)行的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，盡管前者收到了更多信息，但接受 AI 生成的解釋文本的學(xué)生和對(duì)照組之間的表現(xiàn)沒有差異。Lademann 說，這可能是由于 15 分鐘的學(xué)習(xí)時(shí)間短。

人工智能：開發(fā)科學(xué)家可以信賴的有用工具

研究人員表示，雖然他們的研究結(jié)果表明人工智能可以為學(xué)生提供卓越的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但需要進(jìn)一步的研究來評(píng)估其對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)和長(zhǎng)期結(jié)果的影響。“同樣重要的是，這種提高的興趣體現(xiàn)在提高的學(xué)習(xí)成績(jī)上，”Lademann 補(bǔ)充道。

Lademann 現(xiàn)在希望看到 “有很多參與者和孩子們實(shí)際使用聊天機(jī)器人的長(zhǎng)期研究”。此類研究將探索聊天機(jī)器人的潛在關(guān)鍵優(yōu)勢(shì);他們能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)學(xué)生的詢問，并根據(jù)每個(gè)學(xué)生調(diào)整他們的學(xué)習(xí)水平。