擔(dān)心 AI 讓學(xué)生懶?一篇 Nature 子刊的元分析匯總了 51 項(xiàng)研究,揭示 ChatGPT 顯著提升中小學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)和高階思維能力。從語(yǔ)言到 STEM,從短期突破到長(zhǎng)期成長(zhǎng),AI 正以科學(xué)的方式走向教育未來(lái)!
現(xiàn)在的學(xué)生,已經(jīng)離不開(kāi)各種 AIGC 工具了,不論是寫作業(yè),還是生成筆記,或者通過(guò)閱讀 AI 生成的摘要來(lái)讀文獻(xiàn)。
面對(duì)這些離不開(kāi) AI 的學(xué)生,老師和家長(zhǎng)都開(kāi)始擔(dān)憂了,這樣下去,孩子會(huì)不會(huì)越變?cè)奖堪 ?span style="display:none">mjZ28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com
然而,最近一項(xiàng)發(fā)表在 Nature 子刊的研究,基于對(duì) 59 項(xiàng)研究對(duì)匯總(元分析)指出,ChatGPT 的使用對(duì)提高 K12(中小學(xué)生)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)有顯著的正向影響,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力也有所幫助。
這下家長(zhǎng)們老師們可以稍微放心一些了。
https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y
為何說(shuō)這項(xiàng)研究的結(jié)論足夠靠譜,是因?yàn)椴皇沁M(jìn)行了一兩次實(shí)驗(yàn),而是將近年來(lái)所有涉及大模型對(duì)教學(xué)效果影響的研究進(jìn)行匯總后,得到的集眾家之所長(zhǎng)的集體智慧。
成績(jī)和思維能力顯著提升最初該研究通過(guò)關(guān)鍵詞檢索,找到了 6621 篇研究,經(jīng)過(guò)一次次篩選,最終找到 51 篇研究。
這些研究都在考察 ChatGPT 的使用對(duì)教學(xué)效果的影響,都采取了隨機(jī)雙盲實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了完整公開(kāi)。
之后研究者將所有 51 項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總,重新分析,最終得到 ChatGPT 的使用對(duì)教學(xué)效果的影響。
研究中匯總論文的篩選情況
被選入的研究,其涉及面相當(dāng)廣泛。
既包括考察大模型對(duì)語(yǔ)言機(jī)寫作教學(xué)的影響,也包括對(duì)數(shù)學(xué),物理等 STEM 課程,還有一些研究關(guān)注大模型對(duì)諸如編程等專業(yè)技能教學(xué)的影響。
從各研究涉及的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)來(lái)看,不止有關(guān)注 1 周內(nèi)短期影響的,也有一些會(huì)觀測(cè)大模型適應(yīng)對(duì)學(xué)生造成的長(zhǎng)期(8 周以上)后果。
研究中對(duì) ChatGPT 的使用方法,也可分為個(gè)性化推薦,評(píng)價(jià)(打分),讓 ChatGPT 充當(dāng)導(dǎo)師,以及混合四種。
研究進(jìn)行的地點(diǎn),最多是在亞洲,包括了所有五大洲,因此其結(jié)論具有跨文化性。
不過(guò),這些元分析所涉及的研究大多考察中學(xué)階段,只有一項(xiàng)涉及小學(xué)生,因此該研究得到的結(jié)論,可適用于中學(xué)階段。
在最受大家關(guān)注的教學(xué)效果上(成績(jī)),該研究得到的結(jié)論是使用了 ChatGPT 之后,學(xué)生的成績(jī)有顯著提升,下面的每一點(diǎn)是一項(xiàng)研究,豎線代表匯總后的均值。
可以看到大部分研究都顯示學(xué)生在使用 ChatGPT 之后的學(xué)習(xí)成績(jī)有所提升,平均來(lái)看,使用 ChatGPT 后,教學(xué)效果提升了 0.867 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。這一提升不限特定學(xué)科,也不管如何使用 ChatGPT。
對(duì)學(xué)生使用 ChatGPT 后,學(xué)習(xí)成績(jī)顯著提升
此外,該研究研究還發(fā)現(xiàn),使用 ChatGPT 之后,有助于學(xué)生培養(yǎng)高階思維(平均提升 0.457 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差),即不是簡(jiǎn)單的記憶特定的知識(shí)點(diǎn),而是推理,匯總及創(chuàng)新性使用學(xué)到知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。
學(xué)生使用 ChatGPT 后,高階思維能力有所提升
無(wú)獨(dú)有偶,另一項(xiàng)今年 4 月發(fā)表的關(guān)于大模型在教學(xué)活動(dòng)中的元分析,匯總了總計(jì) 69 篇關(guān)于大學(xué)本科及 K12 階段在教學(xué)過(guò)程中使用大模型造成的影響的研究,得到了相同的結(jié)論,即 ChatGPT 提高學(xué)業(yè)表現(xiàn),改進(jìn)了高階思維。
減輕精神負(fù)擔(dān)除此之外,該研究還發(fā)現(xiàn),ChatGPT 減輕了學(xué)生的精神負(fù)擔(dān),提升了學(xué)習(xí)積極性,并且不會(huì)影響學(xué)生對(duì)自己能力進(jìn)行評(píng)估的準(zhǔn)確性。
對(duì)比大模型在各類課程教學(xué)中的影響,可發(fā)現(xiàn)其對(duì)技能相關(guān)課程的成績(jī)提升最為顯著。
這可能是因?yàn)檫@類課程通常涉及明確的任務(wù)目標(biāo)和程序步驟;ChatGPT 提供即時(shí)反饋、針對(duì)性指導(dǎo)和問(wèn)題解決支持。
同時(shí),研究還發(fā)現(xiàn),ChatGPT 使用帶來(lái)的更明顯的是短期提升,即相比對(duì)照組,使用 ChatGPT 的學(xué)生 1 周內(nèi)的成績(jī)提升最明顯。
而如果是對(duì)比使用 2 月后的長(zhǎng)期影響,則提升的效果就沒(méi)那么顯著,這反過(guò)來(lái)說(shuō)明,即使不使用大模型,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)負(fù)面影響也只是暫時(shí)的,而非持久性的。
至于大模型的引入,為何能提升學(xué)習(xí)成績(jī),有兩種可能的解釋。
第一是由于這些研究進(jìn)行的 23-24 年,大模型作為一項(xiàng)新出現(xiàn)的技術(shù),其體驗(yàn)是全新的。參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生由于要嘗試一項(xiàng)新技術(shù)而產(chǎn)生了好奇心,因此更為專注,學(xué)習(xí)積極性更高,因此成績(jī)有所提升。
而另一種解釋,是認(rèn)為學(xué)習(xí)的過(guò)程是對(duì)學(xué)到對(duì)知識(shí)進(jìn)行信息壓縮,在此過(guò)程中學(xué)生需要與環(huán)境互動(dòng),并在心理上構(gòu)建對(duì)知識(shí)的理解,而大模型同樣是對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮,并能據(jù)此在學(xué)習(xí)過(guò)程中給出更為及時(shí)的反饋,因此能幫助學(xué)生更好地掌握新知識(shí)。
不過(guò),這些研究中,實(shí)驗(yàn)者對(duì)大模型對(duì)使用,都是受到監(jiān)管的。
實(shí)驗(yàn)者設(shè)定了大模型將被如何使用,而家長(zhǎng)老師們擔(dān)心的,是學(xué)生使用大模型去完成作業(yè),而在此過(guò)程中,自己什么都不做,只是復(fù)制粘貼大模型的輸出。而這并不是這些研究要關(guān)注的。
在上述兩項(xiàng)研究中,大模型多被用于對(duì)學(xué)生對(duì)回答給出反饋和指導(dǎo),這說(shuō)明要想利用好大模型提升教學(xué)效果,需要注意使用方法,家長(zhǎng)和老師要對(duì)學(xué)生如何使用大模型給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),切勿放任不管。
參考資料:
https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131524002380#sec4
本文來(lái)自微信公眾號(hào):新智元(ID:AI_era)
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