中學生對於以生成式人工智慧驅動的可教學代理人的角色、機會和挑戰的看法：中學數學課的案例

Kernkonzepte

中學生期望可教學代理人能擔任學習夥伴、引導者和協作解決問題者的角色。學生也表達了使用以生成式人工智慧驅動的可教學代理人的好處和挑戰。

Zusammenfassung

本研究探討了108名六年級學生對於以生成式人工智慧驅動的可教學代理人的角色、好處和挑戰的看法。通過課堂觀察、焦點小組訪談和開放式問卷調查,研究發現學生期望可教學代理人能擔任學習夥伴、引導者和協作解決問題者的角色。學生表達了使用以生成式人工智慧驅動的可教學代理人的好處,包括:創造以學生為中心的學習環境、促進學生的認知、社交和情感能力、提高學科知識、增強學習的愉悅感和自我效能感,以及促進跨學科學習和建立對人工智慧的積極態度。然而,學生也提出了一些挑戰,如可教學代理人的問題表達能力不足、提出的問題過於簡單、無法適應不同的學習風格、學習順序不合理,以及社交情感技能不足。此外,學生自身的知識缺乏和教學技能不足也被視為學習過程中的障礙。本研究為設計教育用人工智慧和人工智慧輔助教學提供了啟示。

Statistiken

"我知道AI已經非常聰明了,它正在試著幫助我。" (P9)
"教AI讓我必須更深入地探討要教給別人的內容。我不得不以多種方式重新檢視它。" (P1)
"當AI說他們不明白時,我重新回顧了對話,才發現自己理解錯了。" (P5)
"教AI讓我更有自信和動力去再次嘗試。" (P11)

Zitate

"我必須幫助我的AI夥伴弄清楚如何回答數學問題。他似乎一無所知。" (P1)
"我和AI討論數學問題,以及應該如何回答。獲得對我可以做得更好的反饋非常有幫助。" (P2)
"我知道AI和11歲孩子的學習方式是不同的。它是一個算法,而我是一個人。我知道AI非常聰明,它只是有不同的能力和優勢。" (P3)
"[BLIND]讓我深入探討細節,描述我是如何得到正確答案的,並引導我嘗試不同的方法。" (P4)
"我們一起讀和檢查問題,試圖弄清楚問題的含義,並應用我們所學的知識。如果不奏效,我們會再次交流,分享如何回答它們並一起解決問題。" (P3)

Wichtige Erkenntnisse aus

Students' Perceived Roles, Opportunities, and Challenges of a Generative AI-powered Teachable Agent: A Case of Middle School Math Class

by Yukyeong Son... um arxiv.org 09-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.06721.pdf

Tiefere Fragen

如何設計生成式人工智慧代理人,以更好地適應不同學習風格的學生?

設計生成式人工智慧（GenAI）代理人以適應不同學習風格的學生，首先需要了解學生的多樣性和個別需求。以下是幾個關鍵策略：

個性化學習路徑：GenAI代理人應能根據學生的學習風格（如視覺、聽覺或動手操作）提供個性化的學習內容。例如，對於視覺學習者，可以使用圖像、圖表和視頻來解釋數學概念；而對於聽覺學習者，則可以提供口頭解釋和討論。

多模態互動：設計代理人時，應考慮多種互動方式，如語音輸入、文本聊天和觸控操作。這樣可以讓學生根據自己的偏好選擇最適合的互動方式，從而提高學習的參與感和效果。

即時反饋與調整：GenAI代理人應具備即時反饋的能力，根據學生的表現和反應調整教學策略。例如，當學生在某個概念上表現不佳時，代理人可以提供額外的解釋或示範，幫助學生克服困難。

社交情感互動：代理人應能理解學生的情感狀態，並根據學生的情緒提供支持。這可以通過使用自然語言處理技術來實現，使代理人能夠識別學生的情感並作出相應的反應，從而增強學習的動機和信心。

持續學習與適應：設計的GenAI代理人應具備學習能力，能夠根據學生的進步和反饋不斷調整其教學方法和內容，確保其始終符合學生的需求。

如何在使用生成式人工智慧代理人的學習過程中,有效地培養學生的教學技能?

在使用生成式人工智慧（GenAI）代理人的學習過程中，有效培養學生的教學技能可以通過以下幾個步驟實現：

學習-by-教學的實踐：鼓勵學生在與GenAI代理人互動時，採用“學習-by-教學”的方法。這意味著學生需要向代理人解釋數學概念或問題，這樣不僅能加深他們的理解，還能提高他們的教學能力。

提供教學策略指導：在代理人中嵌入教學策略的指導，幫助學生學會如何有效地解釋概念、提出問題和提供反饋。這可以通過模擬教學場景或提供範例來實現。

反思與自我評估：設計反思性問題，讓學生在教學過程後進行自我評估，思考他們的教學方法和效果。這不僅能促進他們的自我認識，還能幫助他們識別改進的空間。

同儕互動與合作：鼓勵學生在小組中使用GenAI代理人進行合作學習，讓他們互相教學和學習。這種社交互動不僅能增強他們的教學技能，還能提高他們的溝通能力和團隊合作精神。

持續的支持與反饋：教師應在學生使用GenAI代理人時提供持續的支持和反饋，幫助他們在教學過程中克服挑戰，並鼓勵他們探索不同的教學方法。

生成式人工智慧代理人在促進學生跨學科學習方面有哪些潛力和挑戰?

生成式人工智慧（GenAI）代理人在促進學生跨學科學習方面具有顯著的潛力，但同時也面臨一些挑戰：

潛力：

整合多學科知識：GenAI代理人能夠整合來自不同學科的知識，幫助學生在解決問題時運用跨學科的思維。例如，學生可以在數學問題中應用科學原理，或在社會科學中使用數據分析技術。
促進創新思維：通過提供多樣化的學習資源和情境，GenAI代理人可以激發學生的創新思維，鼓勵他們從不同的角度看待問題，並提出創新的解決方案。
增強學習動機：GenAI代理人能夠根據學生的興趣和需求提供個性化的學習體驗，從而提高學生的學習動機和參與度，特別是在跨學科的學習環境中。

挑戰：

內容的整合性：在設計GenAI代理人時，如何有效整合不同學科的內容是一個挑戰。需要確保代理人能夠準確地理解和傳達各學科的核心概念，並在不同學科之間建立聯繫。
學生的學科知識基礎：學生的學科知識基礎可能會影響他們在跨學科學習中的表現。對於某些學生來說，缺乏某一學科的基礎知識可能會妨礙他們在其他學科中的學習。
技術的可用性與可訪問性：並非所有學生都能平等地獲得GenAI技術，這可能會導致學習機會的不平等。此外，技術的使用也需要學生具備一定的數字素養，這對某些學生來說可能是一個挑戰。
教師的角色轉變：在跨學科學習中，教師的角色可能需要重新定義。教師需要適應新的教學方法，並學會如何有效地利用GenAI代理人來支持學生的學習。