Die Rolle von ChatGPT in der Datenvisualisierungsausbildung

Chatbots werden immer häufiger in der Bildung eingesetzt. Im Gegensatz zu früheren Chatbots, die feste Antworten hatten, können neuere Chatbots, die von grossen Sprachmodellen wie ChatGPT angetrieben werden, sich an viele Aufgaben anpassen und Schüler auf verschiedene Weise unterstützen. In diesem Artikel wird diskutiert, wie ChatGPT Schülern hilft, besser in einem Kurs zur Datenvisualisierung zu lernen.

In einem projektbasierten Kurs zur Datenvisualisierung haben Schüler ChatGPT für vier Aufgaben verwendet. Dazu gehörte das Erstellen verschiedener Arten von Visualisierungen und die Nutzung von Tools wie Tableau und D3. Wir haben Protokolle ihrer Gespräche mit ChatGPT gesammelt und die Schüler Umfragen ausfüllen lassen. Ausserdem haben wir Interviews geführt, um mehr über ihre Erfahrungen mit ChatGPT zu erfahren. Unser Fokus lag darauf, zu verstehen, was gut funktionierte und welche Herausforderungen sie beim Einsatz des Chatbots hatten.

#Die Rolle von Chatbots in der Bildung

Chatbots, einschliesslich ChatGPT, wurden in Bildungseinrichtungen als interaktive Tools eingeführt. Sie helfen dabei, Inhalte zu vermitteln, bei Übungen zu unterstützen und grundlegende Tutor-Schüler-Interaktionen zu simulieren. Frühere Versionen von Chatbots waren auf skriptbasierte Antworten beschränkt und konnten nur häufige Fragen beantworten. Jüngste Fortschritte in der künstlichen Intelligenz haben Chatbots wie ChatGPT leistungsfähiger gemacht, um komplexe Aufgaben in verschiedenen Bereichen, einschliesslich Bildung, zu bewältigen. Dazu gehört auch das Helfen bei der Erstellung von Essays und das Lösen schwieriger Matheprobleme.

Mit dem wachsenden Interesse an diesen Chatbots besteht auch die Notwendigkeit, zu verstehen, wie sie das Lernen der Schüler beeinflussen. Forscher haben begonnen zu untersuchen, wie Schüler diese Tools in realen, kreativen Projekten nutzen.

#Forschungsfokus

Unsere Studie untersuchte, wie Studierende in einem Kurs zur Datenvisualisierung mit ChatGPT interagierten, um seine Vorteile und Herausforderungen bei vier Aufgaben herauszufinden. Wir haben ChatGPT ausgewählt, weil es weit verbreitet war und in dem Semester, das wir studierten, gut abschnitt.

Die Schüler hatten die Aufgabe, Visualisierungen, Dashboards und Artikel zu erstellen. Sie protokollierten ihre Gespräche mit ChatGPT, füllten Umfragen aus und nahmen am Ende des Kurses an Interviews teil. Unsere Forschung hatte das Ziel, mehrere Fragen zu beantworten:

1. Was sind die Vorteile und Herausforderungen der Nutzung von ChatGPT für Aufgaben zur Datenvisualisierung?
2. Wie unterscheiden sich die Fragestile der Studierenden und die Arten von Hilfe, die sie suchen?
3. Wie beeinflusst die Nutzung von ChatGPT ihre Lernergebnisse und ihr Engagement?

#Positives Feedback von Schülern

Am Ende des Kurses gaben die Schüler positives Feedback zur Nutzung von ChatGPT. Sie hatten das Gefühl, dass es verschiedene Aspekte ihrer Aufgaben verbesserte, indem es den Prozess beschleunigte, die Qualität ihrer Arbeit erhöhte und ihr Selbstvertrauen stärkte. Bei den einzelnen Aufgaben beobachteten wir, dass die Schüler ChatGPT mehr für Programmieraufgaben verwendeten als für Aufgaben, die in Tableau gemacht wurden.

Allerdings stiessen sie auch auf Herausforderungen bei der Nutzung von ChatGPT. Dazu gehörten Schwierigkeiten beim Formulieren von Fragen, das Verstehen des Kontexts von Antworten und manchmal das Erhalten falscher Antworten.

#Analyse der Schüleranfragen

Durch die Untersuchung der Konversationsprotokolle identifizierten wir drei Haupttypen von Anfragen der Studierenden. Der erste Typ, lösungsorientierte Anfragen, konzentrierte sich darauf, spezifische Antworten zu erhalten (z. B. Hilfe beim Programmieren). Der zweite Typ, abstrakte und offene Anfragen, suchte nach breiteren Einsichten oder kreativer Hilfe (z. B. Verbesserung des Designs). Schliesslich drückten zwischenmenschliche Anfragen Frustration oder Verwirrung aus (z. B. Probleme mit nicht funktionierendem Code).

Ursprünglich dachten wir, dass Schüler, die mehr lösungsorientierte Fragen stellten, bessere Noten bekommen könnten. Unsere Analyse zeigte jedoch keine signifikanten Unterschiede in den Noten basierend auf den Arten von Anfragen.

#Highlights aus den Umfragen der Schüler

Die Umfrageergebnisse zeigten, dass die meisten Schüler während des Kurses eine positive Erfahrung mit ChatGPT hatten. Viele glaubten, dass es die Qualität ihrer Aufgaben erheblich verbesserte und ihnen half, Aufgaben effizienter zu erledigen. Als sie gefragt wurden, wie sinnvoll die Nutzung von ChatGPT für spezifische Projekte war, fanden die Schüler es am wertvollsten, um interaktive Dashboards zu erstellen, aber weniger hilfreich für Aufgaben in Tableau.

Die Hauptstärken von ChatGPT lagen in seiner Fähigkeit, beim Programmieren zu helfen, seiner Verfügbarkeit und der schnellen Informationsbeschaffung. Viele Schüler äusserten jedoch Bedenken hinsichtlich der Genauigkeit der bereitgestellten Informationen und ihrer potenziellen Abhängigkeit vom Chatbot zur Problemlösung.

#Warum Schüler ChatGPT genutzt haben

Auf die Frage, warum sie sich an ChatGPT wandten, hoben die Schüler verschiedene Vorteile hervor. Sie nutzten es für akademische Hilfe, ihre Neugier, berufliche Aufgaben und sogar für lockere Gespräche. Die Schüler berichteten, dass ChatGPT besonders hilfreich war, um komplexe Themen zu klären, schnelle Antworten zu geben und Ideen zu generieren.

Trotz dieser Vorteile stiessen die Schüler auch auf Herausforderungen. Sie waren besorgt über die Genauigkeit der Antworten und darüber, wie sie ihre Fragen effektiv formulieren konnten. Einige Schüler hatten das Gefühl, dass die Nutzung von ChatGPT oft dazu führte, dass sie sich darauf verliessen, anstatt ein tieferes Verständnis zu verfolgen.

#Die Bedeutung der Benutzererfahrung

Um mehr über ihre Nutzung von ChatGPT zu erfahren, führten wir Nachfolgeinterviews durch. Die Teilnehmer äusserten, dass ChatGPT am nützlichsten für Programmieraufgaben war. Zum Beispiel half es ihnen, Code zu verstehen, Fehler zu debuggen und Startervorlagen zu generieren. Viele hatten das Gefühl, dass ChatGPT Wissenslücken schloss, besonders für diejenigen, die neu in der Webentwicklung waren.

Die Teilnehmer gaben jedoch zu, dass sie ChatGPT weniger für Designaspekte verwendeten. Sie zogen es vor, die Vorlesungsunterlagen für kreative Aufgaben noch einmal zu durchforsten, anstatt den Chatbot um Rat zu fragen. Einige fanden, dass es Vorschläge für Diagrammtypen machte, die Farbwahl verbesserte und half, ihre Designüberlegungen zu artikulieren.

#Effizienz und Zugänglichkeit verbessern

Die Teilnehmer lobten ChatGPT für seine Effizienz, da es ihnen half, Aufgaben schnell abzuschliessen. Sie schätzten die 24/7-Verfügbarkeit, die es ihnen ermöglichte, jederzeit Hilfe zu suchen, ohne auf Sprechstunden warten zu müssen.

Viele fanden ChatGPT hilfreich, um ihre Aufgaben zu beginnen, insbesondere wenn die Aufgaben überwältigend schienen. Es lieferte Rahmenbedingungen und Vorschläge, die ihnen halfen, ihre Arbeit zu beginnen. Einige Teilnehmer erlebten sogar unerwartete Lernmöglichkeiten und kreative Einblicke durch ihre Interaktionen mit ChatGPT.

#Herausforderungen, mit denen die Schüler konfrontiert waren

Während die Schüler viele Vorteile bei der Nutzung von ChatGPT fanden, stiessen sie auch auf Herausforderungen. Viele hatten Probleme mit ungenauen oder irreführenden Antworten, was zu Frustration führte. Einige Teilnehmer äusserten, dass sie Schwierigkeiten hatten, hilfreiche Antworten auf ihre Fragen zu erhalten, was sie manchmal zwang, auf traditionelle Ressourcen zur Klärung zurückzugreifen.

Ein weiteres Problem war die Schwierigkeit, ihre Fragen zu formulieren. Schüler bemerkten, dass spezifische Fragen oft bessere Antworten lieferten, aber dies erforderte ein gutes Verständnis davon, was sie fragten. Sie fanden es auch herausfordernd, den Kontext während längerer Gespräche mit ChatGPT aufrechtzuerhalten, was zu Missverständnissen führte.

#Aufgabenabhängige Effektivität

Die Schüler bemerkten, dass ChatGPT weniger effektiv war, wenn es darum ging, komplexe Visualisierungen oder Interaktionen zu erzeugen. Sie schlugen vor, dass es bei einfachen Aufgaben grossartig war, aber bei fortgeschritteneren oder kreativen Visualisierungen Schwierigkeiten hatte. Viele berichteten, dass sie ChatGPT weniger bei den ersten beiden Aufgaben verwendeten, da diese mehr Kreativität und persönlichen Input erforderten. Bei den späteren Aufgaben, bei denen das Programmieren eine grössere Rolle spielte, fanden sie ChatGPT nützlicher.

#Bedenken hinsichtlich der Abhängigkeit von KI

Mehrere Teilnehmer äusserten die Sorge, zu abhängig von ChatGPT zu werden. Sie erwähnten, dass es verlockend sei, sich für schnelle Antworten darauf zu verlassen, was ihr Lernen behindern könnte. Einige machten sich Gedanken darüber, dass die Nutzung von ChatGPT bedeuten könnte, wichtige Lernschritte zu überspringen, da sie es oft für die Problemlösung und nicht als Lernwerkzeug verwendeten.

#Erkenntnisse aus den Gesprächsprotokollen

Durch die Untersuchung der Gesprächsprotokolle der Schüler identifizierten wir drei Hauptthemen in ihren Anfragen: lösungsorientiert, abstrakt und offen sowie zwischenmenschlich. Die meisten Anfragen wurden als lösungsorientiert kategorisiert, was darauf hindeutet, dass Schüler oft spezifische Antworten suchten. Die abstrakten Anfragen konzentrierten sich auf breitere Themen, während zwischenmenschliche Anfragen die emotionalen Aspekte ihrer Gespräche mit ChatGPT widerspiegelten.

#Integrierte Analyse der Schülererfahrung

Bei der Analyse der Beziehung zwischen dem Engagement der Schüler mit ChatGPT und ihren Abschlussnoten fanden wir keine signifikanten Unterschiede. Das deutet darauf hin, dass die Nutzung des Chatbots zwar bestimmte Fähigkeiten verbessern kann, sich jedoch nicht direkt in bessere akademische Leistungen übersetzt.

#Einschränkungen der Studie

Unsere Studie hatte einige Einschränkungen. Erstens war die Teilnahme freiwillig, was bedeuten könnte, dass diejenigen, die sich entschieden, daran teilzunehmen, bereits vorgefasste Meinungen zu ChatGPT hatten. Ausserdem erhielten die Schüler für die Teilnahme zusätzliche Punkte, was ihre Motivation beeinflusst haben könnte.

Da sich die Studie auf eine bestimmte Version von ChatGPT konzentrierte, könnten die Ergebnisse nicht so wirksam auf zukünftige Versionen anwendbar sein. Darüber hinaus wurden die Schüler ermutigt, die Kontinuität der Gespräche aufrechtzuerhalten, aber einige könnten mehrere Chats geführt haben, was die Datensammlung kompliziert machte.

#Fazit

Insgesamt zeigt die positive Resonanz der Schüler auf ChatGPT dessen Potenzial in der Bildung. Die Teilnehmer schätzten seine Vielseitigkeit und Effizienz, insbesondere bei Programmieraufgaben. Die Verfügbarkeit von ChatGPT ausserhalb des Klassenzimmers war ebenfalls von Vorteil.

Allerdings hebt das Feedback auch den Verbesserungsbedarf hervor. Die Schüler äusserten den Wunsch nach einer massgeschneiderteren Lernerfahrung, die designorientierte Aufgaben fördert und das Engagement stärkt. Zukünftige Systeme könnten Funktionen integrieren, die diese Bedürfnisse ansprechen und kreatives Problemlösen fördern, während sie auch verschiedene Hintergründe berücksichtigen, um Bildungsungleichheiten zu reduzieren.

Durch diese Studie gewinnen wir Einblicke in die Interaktion der Schüler mit ChatGPT und wie es ihr Lernen in Kursen zur Datenvisualisierung beeinflusst. Diese Erkenntnisse können als Grundlage für die Entwicklung verbesserter Bildungssysteme dienen, die die Möglichkeiten von KI-Technologien wie ChatGPT nutzen.