教育における学習目標作成にAIを活用する
AIツールは、教師が明確な学習目標を効率的に作るのを手助けできるよ。
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今の教育では、学生が効果的に学ぶ手助けをするのがめっちゃ大事だよね。そのための一つの方法は、明確な学習目標(LO)を設定すること。これがあることで、教師も学生もコースから何が期待されているかが分かるんだ。でも、いいLOを書くのが難しくて、時間もかかることがある。そこで、GPT-4みたいな高度なツールが役立つんだ。こういうツールを使うと、教育者がLOをサクッと作れるから、書類作成じゃなくて教えることに集中できるよ。
学習目標って何?
学習目標は、学生がコースやレッスンの終わりに何を達成するべきかを示すシンプルな文だよ。これがあると、授業の進行をガイドしたり、内容を定義したり、評価の基準にしたりできる。良いLOは、明確で具体的かつ測定可能であるべき。だから、学生が目標を達成したかどうかが簡単に分かるんだ。
学習目標の重要性
LOが授業方法やテストとよく合致していると、学生はより良い学習体験ができる。もし合ってなかったら、学生は何をテストされているのか分からず混乱するか、実際には理解していないのに合格しちゃうかもしれない。だから、質の高いLOは効果的な学習には欠かせないよ。
学習目標を作る時の課題
効果的なLOを作るのは教師にとって大変な仕事だよ。教えるデザインについてしっかり理解して、いろんな教育レベルを考慮しなきゃいけない。多くの教師は、学生に何を学んでほしいか大まかに知ってるけど、それを具体的に定義するのが難しいことがあるんだ。これがあいまいでうまく構成されていないLOにつながることもある。
GPT-4の役割
GPT-4は、受け取ったプロンプトに基づいてテキストを生成できる強力なAIツールだよ。教育においては、特定のコースの詳細に基づいてLOを作る手助けができるってこと。適切なプロンプトを与えることで、GPT-4は異なる認知プロセスや学習レベルに焦点を当てたLOを提案してくれる。
GPT-4の仕組み
教師がコースの名前、目標、モジュールの内容について詳しく教えると、GPT-4はその情報を使ってLOのリストを生成するんだ。これらのLOは、測定可能な行動を示すアクション動詞で始まるから、後で評価しやすくなるよ。
GPT-4を使った学習目標の利点
時間の節約: 教師は多くの責任を抱えているから、GPT-4を使うことでLOを書く時間を節約して、教えたり学生と関わることにもっと集中できるようになる。
質の向上: GPT-4は定められたガイドラインに基づいて、構成のしっかりした目標を作り出せるから、全体的なLOの質が向上する可能性がある。
個別化: 教師が個々の学生のニーズに合わせたLOを生成できれば、もっとパーソナライズされた教育体験が提供できるかも。
実験の設定
実際のテストの場面で、研究者たちはGPT-4が人工知能に関するコースのLOをどれくらい生成できるかを見たかったんだ。彼らはGPT-4にコースの詳細を教えて、いろんなモジュールのLOを作成するように頼んだ。
方法
研究者たちはGPT-4が生成した127のLOを詳しく調べた。これらの目標が論理的で明確、測定可能かどうかを確認したんだ。各LOがブルームのタクソノミーに基づいた適切なアクション動詞で始まっているかを見ようとした。
生成された学習目標の分析
生成されたLOは理にかなっている?
まず、研究者たちは生成されたLOが理にかなっているかどうかを確認した。全体的に見ると、LOは理にかなっていて関連性があったよ。例えば、「機械学習の原理を説明する」という目標は、学生が何を学ぶべきかをはっきり示してる。
でも、いくつかの目標は具体性に欠けていた。例えば、「AIのためにPythonライブラリを使う」というLOは、Pythonにはたくさんのライブラリがあるから広すぎるんだ。もっと良い目標は「機械学習タスクのためにscikit-learnライブラリを使う」みたいな、もっと明確なものだね。
LOはアクション動詞で始まっている?
次に、研究者たちは各LOがアクション動詞で始まっているかを確認した。アクション動詞で始めるのは重要で、学生が何をするのかを示すからね。生成されたLOはすべて「定義する」、「分析する」、「実装する」みたいなアクション動詞で始まっていて、これらはブルームのタクソノミーの適切なレベルに対応していたよ。
でも、GPT-4に提供された例とは異なる動詞が使われているケースもあった。生成されたLOの中には興味深い動詞が使われていることもあったけど、さらに良いガイダンスが必要だってことを示してる。
LOは適切な思考レベルをターゲットにしている?
最後に、研究者たちはLOがブルームのタクソノミーに基づいて正しい認知プロセスをターゲットにしているかを評価した。概念的なモジュールのLOは基本的な理解に焦点を当てていて、プロジェクトのLOはより高い思考レベルを目指していることがわかった。
例えば、概念的な目標は「記憶する」や「理解する」カテゴリーに入る動詞を使っているのに対して、プロジェクトベースの目標は学生に「適用する」、「分析する」、「創造する」を促している。
教育実践への影響
GPT-4を使ってLOを作るのは教育者にとっていくつかの利点をもたらす。これによって負担を減らして、教える時間を増やせるし、自動生成が質の良い目標につながる可能性もあるから、コース内容をガイドするのに重要だよ。
でも、心配な点もある。テクノロジーに頼りすぎると、教師が提供する個人的なタッチが減っちゃうかも。自動システムが人間の判断や創造性を置き換えるんじゃなくて、強化する必要があるよね。
さらに、GPT-4のような大規模言語モデル(LLM)はLOの生成を手助けできるけど、生成された出力を検証するためには人間の監視が必須だ。教育者は生成された目標が自分の教育コンテクストに適しているか、関連性があるかをチェックする必要があるんだ。
結論
GPT-4のような高度な言語モデルを教育で使う探求は、可能性を示しているよ。これらはコースの目標に合った明確で効果的な学習目標を作る手助けをしてくれる。自動的にこれらの目標を生成できることで、時間を節約し、教育過程の質を高められるかもしれないね。
今後は、生成されたLOのさらなる評価が重要になるだろう。将来的には、AIが生成した目標と教師が作った目標を比較して、どれだけ良いかを見ていくかもしれないし、GPT-4を使ってこれらの学習目標に合った評価を作る手助けもできるかもしれない。テクノロジーと従来の教育方法を組み合わせることで、教育者は学生の学習体験を改善できて、教育をより効果的で効率的、個々のニーズに合ったものにできるんだ。
タイトル: Harnessing LLMs in Curricular Design: Using GPT-4 to Support Authoring of Learning Objectives
概要: We evaluated the capability of a generative pre-trained transformer (GPT-4) to automatically generate high-quality learning objectives (LOs) in the context of a practically oriented university course on Artificial Intelligence. Discussions of opportunities (e.g., content generation, explanation) and risks (e.g., cheating) of this emerging technology in education have intensified, but to date there has not been a study of the models' capabilities in supporting the course design and authoring of LOs. LOs articulate the knowledge and skills learners are intended to acquire by engaging with a course. To be effective, LOs must focus on what students are intended to achieve, focus on specific cognitive processes, and be measurable. Thus, authoring high-quality LOs is a challenging and time consuming (i.e., expensive) effort. We evaluated 127 LOs that were automatically generated based on a carefully crafted prompt (detailed guidelines on high-quality LOs authoring) submitted to GPT-4 for conceptual modules and projects of an AI Practitioner course. We analyzed the generated LOs if they follow certain best practices such as beginning with action verbs from Bloom's taxonomy in regards to the level of sophistication intended. Our analysis showed that the generated LOs are sensible, properly expressed (e.g., starting with an action verb), and that they largely operate at the appropriate level of Bloom's taxonomy, respecting the different nature of the conceptual modules (lower levels) and projects (higher levels). Our results can be leveraged by instructors and curricular designers wishing to take advantage of the state-of-the-art generative models to support their curricular and course design efforts.
著者: Pragnya Sridhar, Aidan Doyle, Arav Agarwal, Christopher Bogart, Jaromir Savelka, Majd Sakr
最終更新: 2023-06-30 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2306.17459
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2306.17459
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://pygments.org/
- https://pypi.python.org/pypi/Pygments
- https://yamadharma.github.io/
- https://kmitd.github.io/ilaria/
- https://conceptbase.sourceforge.net/mjf/
- https://www.cmu.edu/teaching/designteach/design/learningobjectives.html
- https://cetl.uconn.edu/resources/design-your-course/developing-learning-objectives/
- https://github.com/openai/openai-python
- https://name.example.com
- https://ctan.org/pkg/booktabs
- https://goo.gl/VLCRBB
- https://github.com/borisveytsman/acmart
- https://www.ctan.org/tex-archive/macros/latex/contrib/els-cas-templates
- https://github.com/yamadharma/ceurart
- https://www.overleaf.com/project/5e76702c4acae70001d3bc87
- https://www.overleaf.com/latex/templates/template-for-submissions-to-ceur-workshop-proceedings-ceur-ws-dot-org/pkfscdkgkhcq