賓州大學最新研究:學生依賴AI工具,恐影響學習表現

賓州大學最新研究:學生依賴AI工具,恐影響學習表現

美國最新研究指出,運用 AI 工具幫助學習,可能削弱學習解決問題、培養技能的機會。生成式 AI 真的有助於學生學習嗎?

 

本文重點摘要

ChatGPT 等生成式 AI 工具,看似是很好的學習助理,但長遠來看,它真的可以幫助學生學習嗎?美國賓州大學七月公布的研究論文「生成式 AI 可能損害學習(Generative AI Can Harm Learning)」提出警示,發現使用 ChatGPT 的學生成績表現更差,就算換成有引導功能的聊天機器人,只要 AI 工具一拿走,學生的學習表現仍大幅下滑。

使用 AI 輔助學習的程度不同,學習成效也不同

賓州大學的 6 位研究人員,針對土耳其近 1000 名高中生的數理能力進行實驗,他們將學生分成三組,

  • 第一組:學生可以直接接觸類似 ChatGPT 的聊天機器人

  • 第二組:學生只能使用類似學習助理的聊天機器人-GPT Tutor。這個機器人不會直接給答案,而是提供解題提示、引導教學。

  • 第三組:作為第一、第二組的對照組。這組學生無法接觸任何 AI 工具,只能仰賴教科書、習題、自己的學習筆記。

結果顯示,在 AI 導入期間,可以任意使用聊天機器人的第一組學生表現良好,正確解答率比不能使用的學生高出 48%。不過,一旦取消 AI 輔助並接受數理能力測驗,該組學生表現顯著下滑,成績比第三組差了 17%。

至於導入 GPT Tutor 的第二組學生,在 AI 導入期間表現最出色,正確解答率比第三組高出 1.27 倍。但他們也面臨同樣的問題,只要取消 AI 輔助,第二組學生的表現和第三組沒有差異。反而是一直以來都仰賴教科書、持續做練習題的第三組,在正式測驗表現最穩定,和練習時展現的學習水準雷同。

若只跟 AI 要答案,無法培養解決問題的能力

「我們很擔心,如果學生自己不學習,而是把這些AI工具當作可依賴的『拐杖』,他們會沒辦法培養任何基本技能,未來也沒辦法有效使用更多 AI 工具。」研究人員之一、賓州大學商學院教授哈姆薩・巴斯塔尼 (Hamsa Bastani)受訪時指出,生成式 AI 可以讓人類更輕鬆的完成學習任務,但同時也會削弱人類學習解決問題、培養技能的機會。

巴斯塔尼從第一組學生和聊天機器人的問答中發現,學生大多只要求機器人給出正確答案,並不會額外詢問解答過程,換句話說,若學生只想利用科技工具快速獲得正確答案,只要一離開 AI 工具,他們並不會主動思考,也不知道怎麼靠自己找答案,遑論培養提問、解決問題的能力。

AI 的錯誤率仍然是個問題

ChatGPT 的錯誤率也是問題之一。研究發現,聊天機器人提供的答案有 50% 錯誤率,光是解題步驟就出現 42% 的錯誤率,算術計算也有 8% 錯誤率。GPT Tutor 的錯誤率較低,原因是研究人員在設計 Tutor 版本時,有事先導入正確的計算式。

此外,研究還發現,使用 AI 工具的學生,對自己的學習能力過度樂觀。第一組學生認為 ChatGPT 有利於學習,不會害他們學到更少東西;第二組有 GPT Tutor 的學生則認為他們會在正式測驗表現更好,但結果是與未使用的學生表現無異。

美國認知共振執行長班傑明·萊利(Benjamin Riley),八月接受美國教育媒體教育週刊(Education Week)採訪時,也認同人工智慧有損學生學習,「ChatGPT 讓思考不再費力,代表你能靠自己學到的東西更少了。」

使用 AI 學習時,教師可帶學生思考 5 個問題

萊利建議,教師要協助學生成為 AI 工具的批判思考家,可以帶領學生思考以下五個問題:

  1. ChatGPT 怎麼完成你指派給他的任務?
  2. 為什麼我們不能相信它產出的所有內容?
  3. 為什麼它認為的真實和你我認知的可能不一樣?
  4. ChatGPT 產出的內容有哪些隱形成本?
  5. 它是否複製了社會存在的偏見與歧視?

「如果我們將 AI 工具視為學習助手,請他檢查作業、糾正錯誤,它可能會很有幫助。但是,如果我們把原本該做的事情通通『外包』出去,可能會遇到麻煩。」巴斯塔尼建議,課堂導入 ChatGPT 等 AI 工具的前提是教師有辦法引導學生使用,並且落實事實查核,才能發揮 AI 工具的價值。若直接請學生運用 ChatGPT 解題,帶來的負面影響將超越你我想像。

(資料來源:hechingerreport賓州大學商學院新聞稿Education Week論文

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