Репетитор по математике на основе искусственного интеллекта может быть столь же эффективным, как и человек

Исследование показало, что ChatGPT помогает в изучении математики так же эффективно, как репетитор-человек. Подсказки от ИИ улучшили результаты студентов в алгебре и статистике. Будущее образования за ИИ!

Искусственный интеллект продолжает проникать в различные сферы нашей жизни, и образование — не исключение. Недавнее исследование, опубликованное в журнале PLOS One, показало, что ChatGPT, популярный чат-бот на основе ИИ, может быть столь же эффективным в обучении математике, как и репетитор-человек. Участники исследования, которые использовали подсказки, созданные ChatGPT, продемонстрировали такие же улучшения в изучении алгебры и статистики, как и те, кто получал помощь от людей.

Искусственный интеллект в образовании

Современные образовательные технологии все чаще обращаются к инструментам искусственного интеллекта, таким как ChatGPT, чтобы сделать обучение более персонализированным и доступным. ChatGPT способен генерировать текст, похожий на человеческий, что делает его потенциально полезным для репетиторства и предоставления образовательной поддержки. Однако до недавнего времени было мало исследований, которые бы оценивали эффективность таких систем в реальных учебных сценариях, особенно в таких сложных предметах, как математика.

Создание учебных материалов, таких как подсказки и примеры с решениями, — это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Традиционно преподаватели и эксперты вручную разрабатывают и проверяют эти ресурсы, что требует значительных усилий и времени. Если бы ИИ мог автоматически генерировать качественные учебные материалы, это могло бы значительно сократить затраты и сделать образование более доступным.

Как проводилось исследование

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли провели онлайн-эксперимент с участием 274 человек, набранных через платформу Amazon Mechanical Turk. Все участники имели как минимум среднее образование и обладали базовыми математическими навыками. Они были случайным образом разделены на три группы: контрольная группа (без подсказок), группа с подсказками от репетиторов-людей и группа с подсказками, созданными ChatGPT.

Участники решали задачи по алгебре и статистике, взятые из открытых учебников. В группах с подсказками студенты могли запрашивать помощь, чтобы лучше понять, как решать задачи. После выполнения заданий все участники прошли пост-тест, чтобы оценить их прогресс в обучении.

Результаты исследования

Исследователи обнаружили, что подсказки, созданные ChatGPT, были столь же эффективны, как и подсказки от репетиторов-людей. Участники, которые использовали подсказки от ИИ, показали значительное улучшение результатов в пост-тесте по сравнению с контрольной группой. При этом разница в успехах между группой с подсказками от ChatGPT и группой с подсказками от людей была статистически незначимой.

Однако исследователи столкнулись с проблемой: первоначально подсказки, созданные ChatGPT, содержали ошибки в 32% случаев. Чтобы снизить количество ошибок, они использовали метод "самопроверки", при котором ChatGPT генерировал несколько вариантов подсказок для каждой задачи, а исследователи выбирали наиболее точный. Это позволило снизить уровень ошибок до почти нуля для алгебры и до 13% для статистики.

Ограничения и будущие исследования

Исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, использовались только текстовые задачи, без изображений или графиков, что связано с ограничениями ChatGPT 3.5. Во-вторых, участники были набраны через платформу для выполнения онлайн-заданий, а не из реальных учебных заведений. В будущих исследованиях важно проверить результаты в реальных образовательных условиях.

Кроме того, исследование сосредоточено на математике, и пока неясно, насколько эффективен ChatGPT в обучении другим предметам, особенно тем, которые требуют творческого подхода, например, литературе или искусству.

Перспективы ИИ в образовании

Это исследование демонстрирует, что искусственный интеллект может стать мощным инструментом в образовании. ChatGPT способен генерировать учебные материалы, которые помогают студентам учиться так же эффективно, как и помощь человека, при этом значительно сокращая время и затраты на создание таких материалов.

«Индивидуальное обучение с репетитором очень эффективно, но дорого, — говорит Закари А. Пардос, ведущий автор исследования. — Мы заинтересованы в том, чтобы изучить, как ИИ может сделать репетиторство более доступным и персонализированным».

Исследование открывает новые горизонты для использования ИИ в образовании, делая качественное обучение более доступным для всех. Однако важно продолжать изучать возможности и ограничения таких технологий, чтобы максимально эффективно интегрировать их в учебный процесс.