基于学生将使用人工智能及ChatGPT等大语言模型来完成作业这一假设,研究人员着手探究在为期一学期的本科控制系统课程中,免费版ChatGPT与人类学生相比表现如何。
结果如下:在常规的数学作业上,ChatGPT获得了A,但给出了一些古怪的答案。然而,在需要推理的高阶问题上,它只得了D。
“我们发现ChatGPT技术在结构化、直接的问题上能得A。在开放式问题上它得了62分,导致ChatGPT的学期成绩降至82分,即B-。人类学生的班级平均分为84.85%,因为他们能够处理需要高阶推理的问题,”博士生Gokul Puthumanaillam说道。
研究总结道,一个投入精力最少、无意学习课程材料的学生,可以完全依赖ChatGPT,获得B并通过课程。问题在于,这个及格成绩可能是简单数学部分的A+和分析部分的D-的混合结果。他们并没有学到多少东西。
“就像数学课上的计算器一样,ChatGPT是一种将长期存在且学生会使用的工具。这项研究的结果向我指出,作为一名教育工作者,我需要做出调整,”Puthumanaillam的导师Melkior Ornik说。“我计划考虑如何设计我的课程,以便随着时间的推移,纳入更多的高阶问题,也许包括基于项目的作业。学生仍然会使用像ChatGPT这样的程序来做较简单的数学题,但通过增加更多的开放式问题,他们也将达到更高层次的批判性思维,并真正学到知识。”
Puthumanaillam表示,尽管ChatGPT在结构化问题上速度快且大多正确,但明智的做法是谨慎使用。
“一个学生可能需要20分钟来回答一个问题。ChatGPT在不到20秒内就能解决,但其正确性有时令人怀疑。”
他还列举了ChatGPT作业中怪异行为的例子,比如使用不恰当的技术术语,以及说出完全不符合事实的内容。
“尽管我们向ChatGPT提供了所需的所有课程材料,它仍然产生了幻觉,使用了像‘准周期振荡’(quasi periodic oscillations)这样从未在课堂、讲座或课程材料中使用过的词汇。”
该研究考虑了选择投入最少精力的学生类型。Puthumanaillam表示,ChatGPT的高级版本在解决分析性问题方面可能稍强一些,并且可以存储更多记忆来解决更长、更复杂的问题。研究人员选择使用该软件的免费版本,因为普通学生可能不愿意支付月费。
Puthumanaillam指出,课程中没有小组作业,ChatGPT使用的提示词与人类学生收到的完全一致,且所有工作都是同步进行的。
“当学生们在做作业时,ChatGPT也在做作业。ChatGPT只是班上多出来的一个学生。”
ChatGPT从错误中学习了吗?
“当我们告诉ChatGPT它在选择题上错了,给出正确选项,然后再给它同一问题的变体时,是的,它表现得好了一些。在某种意义上,它在学习,但总体而言,它是停滞不前的。如果它在作业中得了90%,学期结束时它最终得分是90或92分。”
这项工作得到了伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Grainger工程学院工程教学促进项目的支持。航空航天学教授Tim Bretl以及博士生Grayson Schaer和Pranay Thangeda创建了项目环境,开发了课程材料和PrairieLearn基础设施。