L'impact des outils d'IA sur l'éducation en codage
Explorer les effets de GPT-4 sur l'apprentissage et l'engagement des étudiants dans les cours de codage.
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Table des matières
- Contexte
- Conception de l'Étude
- Résultats Clés
- Effets Positifs sur la Performance aux Examens
- Baisse de la Participation Globale
- Influence du Pays d'Origine
- Engagement et Apprentissage
- Taux de Participation aux Examens
- Achèvement des Devoirs
- Caractéristiques des Élèves
- Âge et Expérience
- Raisons de la Diminution de l'Engagement
- Peur de la Concurrence pour l'Emploi
- Méfiance envers l'IA
- Menace à l'Identité
- Chemins d'Apprentissage Alternatifs
- Implications des Résultats
- Effets Positifs sur l'Apprentissage
- Risques de Participation
- Prochaines Étapes
- Conclusion
- Dernières Réflexions
- Source originale
- Liens de référence
Les outils d'intelligence artificielle (IA) deviennent de plus en plus courants dans l'éducation, surtout dans les cours de code. Un de ces outils est un grand modèle de langage (LLM) connu sous le nom de GPT-4, qui peut aider les élèves à Apprendre à coder en répondant à leurs questions et en fournissant des retours. Cette étude examine comment donner aux élèves accès à GPT-4 peut influencer leur apprentissage et leur Engagement dans un cours de codage en ligne massif.
Contexte
Avec la montée de l'accessibilité des outils d'IA comme GPT-4, il est crucial de comprendre leurs effets sur l'éducation. Bien que ces outils promettent d'améliorer l'apprentissage, il y a des inquiétudes qu'ils puissent aussi entraîner une baisse de l'engagement des élèves. Cette étude a été réalisée pour mesurer à la fois les résultats positifs et négatifs.
Conception de l'Étude
Pour évaluer l'impact de GPT-4, les chercheurs ont mené un essai contrôlé randomisé impliquant 5,831 élèves de 146 pays. Ces élèves étaient inscrits à un cours de codage en ligne gratuit. Certains élèves ont eu accès à une interface de chat avec GPT-4, tandis que d'autres non.
Résultats Clés
Examens
Effets Positifs sur la Performance auxLes élèves qui ont utilisé GPT-4 ont montré des améliorations dans leurs résultats d'examen. Ceux qui ont interagi avec l'outil ont obtenu en moyenne 6,8 points de pourcentage de mieux que ceux qui n'ont pas utilisé GPT-4.
Participation Globale
Baisse de laMalgré les avantages observés dans l'amélioration des notes, l'annonce de GPT-4 a entraîné une chute significative de l'engagement global dans le cours. Les élèves ayant eu accès à GPT-4 ont participé moins fréquemment aux examens et ont terminé leurs devoirs moins souvent que ceux qui n'avaient pas accès à l'outil.
Influence du Pays d'Origine
L'étude a révélé que les effets de l'accès à GPT-4 variaient considérablement selon le pays d'origine de l'élève. Dans les pays avec des niveaux de développement humain plus faibles, les élèves avaient tendance à participer davantage aux examens lorsqu'ils avaient accès à GPT-4. En revanche, les élèves des pays plus développés ont montré une baisse d'engagement.
Engagement et Apprentissage
L'engagement dans un cours est crucial pour le processus d'apprentissage d'un élève. Les chercheurs ont examiné divers indicateurs tels que l'achèvement des devoirs, la participation aux examens et l'interaction avec les matériaux du cours pour évaluer l'engagement des élèves.
Taux de Participation aux Examens
Parmi les élèves ayant accès à GPT-4, seulement 44,1 % ont passé l'examen diagnostic facultatif, comparé à 48,5 % dans le groupe de contrôle. Ce chiffre indique une chute significative de la participation aux examens associée à l'introduction de l'outil IA.
Achèvement des Devoirs
Des tendances similaires ont été observées dans les taux d'achèvement des devoirs. L'engagement dans la réalisation des devoirs hebdomadaires a également diminué après l'introduction de GPT-4.
Caractéristiques des Élèves
Différentes caractéristiques des élèves ont influencé la façon dont ils ont interagi avec GPT-4 et le cours. Des facteurs comme l'âge, l'expérience en codage antérieure et le pays d'origine ont joué des rôles importants.
Âge et Expérience
L'étude a noté que les élèves plus jeunes et ceux avec moins d'expérience en codage ont montré une plus grande baisse d'engagement. En revanche, les élèves âgés de 23 à 40 ans, souvent motivés par la recherche d'emploi, semblaient s'engager plus activement lorsqu'ils avaient accès à GPT-4.
Raisons de la Diminution de l'Engagement
Les chercheurs ont exploré plusieurs raisons pouvant expliquer les niveaux d'engagement plus bas observés après l'introduction de GPT-4.
Peur de la Concurrence pour l'Emploi
Une théorie est que les élèves ressentaient une peur de la concurrence avec l'IA pour les opportunités d'emploi futures. Beaucoup d'élèves dans le cours de codage avaient pour but de devenir programmeurs, et la présence d'un outil IA performant pouvait créer une anxiété concernant leurs perspectives d'emploi.
Méfiance envers l'IA
Une autre raison possible de la réduction de l'engagement pourrait être une méfiance générale envers les outils d'IA parmi les élèves. Les conversations ont révélé que beaucoup d'élèves étaient préoccupés par la vie privée et la fiabilité du contenu généré par l'IA.
Menace à l'Identité
La présence d'une IA avancée pourrait avoir menacé l'identité des élèves en tant qu'apprenants. Les élèves voient souvent leurs succès et échecs dans l'apprentissage comme une partie de leur identité. Une IA efficace pourrait amener les élèves à remettre en question leurs compétences et à diminuer leur motivation à s'engager dans des tâches difficiles.
Chemins d'Apprentissage Alternatifs
Il se peut qu'il y ait eu des changements dans la façon dont les élèves cherchaient à apprendre. Certains élèves ont peut-être découvert qu'ils pouvaient apprendre plus efficacement en dehors de l'environnement de cours structuré, les conduisant à compter davantage sur GPT-4 directement plutôt que de participer pleinement au cours.
Implications des Résultats
Les résultats de cette étude mettent en lumière à la fois les avantages potentiels et les risques de l'utilisation des outils d'IA en éducation. Alors que GPT-4 peut améliorer les résultats d'apprentissage pour certains élèves, il y a des compromis évidents concernant l'engagement global dans le cours.
Effets Positifs sur l'Apprentissage
L'étude montre que pour les élèves qui s'engagent avec GPT-4, il y a des améliorations mesurables des résultats d'apprentissage, indiquant le potentiel de l'outil en tant qu'assistant éducatif.
Risques de Participation
En revanche, l'introduction des outils IA peut entraîner une diminution de la participation globale, ce qui peut nuire à l'environnement d'apprentissage. Si les élèves commencent à dépendre de l'IA pour des réponses rapides, ils pourraient passer à côté des processus d'apprentissage plus profonds impliqués dans l'éducation.
Prochaines Étapes
Étant donné ces résultats, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour examiner :
Comment mieux intégrer les outils IA d'une manière qui améliore la participation tout en améliorant les résultats d'apprentissage.
Les effets à long terme de l'utilisation de l'IA dans les environnements éducatifs, surtout dans des domaines où l'engagement est crucial.
Les impacts variés des outils d'IA selon différents groupes démographiques pour comprendre comment adapter les expériences éducatives pour maximiser les avantages.
Conclusion
L'introduction de GPT-4 dans le cours de codage a donné des résultats mitigés. Bien qu'il puisse améliorer l'expérience d'apprentissage pour certains, la baisse globale de l'engagement des élèves soulève d'importantes questions sur la manière dont ces outils devraient être mis en œuvre dans les contextes éducatifs. Les résultats suggèrent qu'il est nécessaire de réfléchir attentivement à la façon dont les outils d'IA sont introduits et utilisés dans les salles de classe pour soutenir l'apprentissage sans sacrifier l'engagement.
Dernières Réflexions
Dans le paysage en évolution rapide de la technologie éducative, comprendre à la fois le potentiel et les pièges des outils d'IA est vital. Les éducateurs doivent trouver un équilibre qui bénéficie aux élèves tout en abordant les défis qui accompagnent l'introduction de tels outils puissants dans l'environnement d'apprentissage.
Titre: The GPT Surprise: Offering Large Language Model Chat in a Massive Coding Class Reduced Engagement but Increased Adopters Exam Performances
Résumé: Large language models (LLMs) are quickly being adopted in a wide range of learning experiences, especially via ubiquitous and broadly accessible chat interfaces like ChatGPT and Copilot. This type of interface is readily available to students and teachers around the world, yet relatively little research has been done to assess the impact of such generic tools on student learning. Coding education is an interesting test case, both because LLMs have strong performance on coding tasks, and because LLM-powered support tools are rapidly becoming part of the workflow of professional software engineers. To help understand the impact of generic LLM use on coding education, we conducted a large-scale randomized control trial with 5,831 students from 146 countries in an online coding class in which we provided some students with access to a chat interface with GPT-4. We estimate positive benefits on exam performance for adopters, the students who used the tool, but over all students, the advertisement of GPT-4 led to a significant average decrease in exam participation. We observe similar decreases in other forms of course engagement. However, this decrease is modulated by the student's country of origin. Offering access to LLMs to students from low human development index countries increased their exam participation rate on average. Our results suggest there may be promising benefits to using LLMs in an introductory coding class, but also potential harms for engagement, which makes their longer term impact on student success unclear. Our work highlights the need for additional investigations to help understand the potential impact of future adoption and integration of LLMs into classrooms.
Auteurs: Allen Nie, Yash Chandak, Miroslav Suzara, Malika Ali, Juliette Woodrow, Matt Peng, Mehran Sahami, Emma Brunskill, Chris Piech
Dernière mise à jour: 2024-04-25 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.09975
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.09975
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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