ChatGPTの大学教育への影響

2022年末に新しいバージョンのChatGPTがリリースされた。このツールは会話を持ち、ディスカッションの文脈に応じて応答できる。多くの人を驚かせ、教育を含むさまざまな設定での有用性や悪用について考えさせられることが多い。

この記事では、ChatGPTが大学教育、特にコンピュータセキュリティのコースに与える影響について見ていく。試験やプログラミング課題、エッセイなど、どのようにこのツールが機能するかのデータを収集した。また、学生がガイドとして使ったり、単に生成されたものをコピーしたりするなどの悪用についても考察した。ChatGPTが不正行為に使えることを示す一方、その潜在的な利点についても触れている。

ChatGPTは、学生が課題で直面する挑戦を乗り越える手助けをしたり、学習を早めたりすることができる。高等教育は、ChatGPTのようなツールを積極的に取り入れる方法を考えるべきだ。

#ChatGPTの台頭

2022年末はChatGPTへの関心が高まった時期だった。多くの人がその能力に驚かされた。一般向けに公開された最初のAIツールではなかったが、その急速なユーザー増加は大きな注目を集めた。ChatGPTはわずか1週間で100万人以上のユーザーを獲得した。

人々がその限界を探るにつれて、応答の質が素晴らしいことがわかった。ChatGPTは様々なトピックに関する高品質なテキストを生成でき、複数の言語でも応答できる。過去の質問を追跡し、以前の会話に基づいて新しい回答を作成することも可能だ。

一部の専門家は、この技術が大学での伝統的なエッセイライティングの終わりを示すのではないかと心配している。不正行為への懸念がある一方で、プログラミングなどの分野では、業務を効率化する興味深い可能性を提供する。

#ChatGPTを使った学生の体験

多くの学生はすでに学業の助けとしてChatGPTを利用し始めている。学生からの報告によると、彼らはこのツールを使って宿題や課題を終わらせている。ニューヨーク市のような一部の学校は、教室でのこの技術の使用を急いで禁止した。同時に、AI生成コンテンツを検出するツールも登場してきている。

私たちの大学では、学生が課題にAIツールを使用していることに気づいた。これにより、AIが効果的に使用されれば、大学レベルのタスクを成功裏にこなせるかどうかを疑問に思った。

実際の情報セキュリティのコースからの課題を与え、ChatGPTの能力を測定するテストを行った。AIの使用方法を、回答をコピーすることからアドバイスを提供するヘルパーとして利用することまで、さまざまなレベルで分析した。AI生成の応答と、過去数年の学生の平均的な結果を比較した。

試験中の監視やインターネットアクセスの制限が不正使用を防ぐのに役立つことは分かっているが、常に実行可能とは限らない。この技術が伝統的な高等教育にどのように影響を及ぼすかを示すのが私たちの目標だ。

#ChatGPTのポジティブな面とネガティブな面

AIの議論はしばしば不正行為、たとえばカンニングや盗作に関するものである。しかし、学習体験を向上させるポジティブな側面もある。適切な指導があれば、AIは特定の学習段階を加速するのに役立つ。

この記事では、大学がこの技術を有益に取り入れる方法についての議論の扉を開きたいと思っている。

#教育の変化の必要性

高等教育は、ChatGPTのようなAIツールの質の向上に応じて対応する必要がある。平均的な学生と同等の結果を生み出す能力があるため、教育方法も変わらなければならない。カンニングや学問的不正についての懸念は妥当だが、制限だけに焦点を当てるべきではない。

むしろ、学生がこうしたツールを効果的に使えるように準備することが重要だ。たとえば、ChatGPTを助手として使い、作業中に遭遇する問題を話し合うことができる。この相互作用は、仲間や教師との非公式な議論を補うことができる。

ChatGPTが不正確または誤解を招く情報を提供する可能性があることは認識しているが、これはクラスメートとのディスカッションでも起こり得る。AIツールの質は時間と共に改善される可能性があるため、エラー率は下がるだろう。学生が責任を持ってAIと関わることで、学習プロセスを向上させ、将来のテクノロジーに適応できるようにすることができる。

#関連研究

教育における機械学習とAIの利用は、継続的な研究領域である。学習技術の向上や教師の繰り返し作業の軽減に焦点を当てている。研究者たちは、自然言語処理を使用して個別化された教育体験を作成することを検討している。

いくつかの研究では、AIが数学の問題を成功裏に解決できることが示されているが、実際の状況での広範な知識の応用には苦労しているかもしれない。これは、AIの能力と学生の学習を完全にサポートする効果との間にギャップがあることを示唆している。

他の研究では、AI生成の学術論文が盗作チェックを通過できるが、これらの作品にはしばしば欠陥があることがわかった。これは教育環境でのAIの使用に関する倫理的懸念を引き起こす。

#この研究で使用したツール

この研究では、さまざまな課題を完成させ、AI生成のテキストを検出するためにChatGPTを使用した。ChatGPTは、人間のような会話を行うために設計された言語モデルであり、多くの対話データで訓練されており、一貫した応答を生成する能力を持っている。

また、AIが書いたテキストを特定するためにGPTZeroというツールも使用した。このツールは、テキストのランダム性と変動性を評価して、人間の書いたものとAIの書いたものを区別する。人間が書いたコンテンツは、通常より高い複雑さと変動性を示す。

#実験デザイン

AIが異なるタイプの大学の課題にどれだけ適切に対応できるかを分析した。特にコンピュータセキュリティの分野で、AIにさまざまなタスクに取り組ませ、その結果を実際の学生のものと比較した。

チェコ語の課題を使用して実験を行い、このツールの能力についてより広い視点を得た。実験のために、筆記試験、エッセイ、プログラミング課題を含むさまざまなカテゴリの試験を設定した。

ユーザーの知識に基づいて、AIの使用方法を以下の3つのレベルに定義した：

1. コピー＆ペーストモード： ユーザーが質問をChatGPTにコピーし、さらなる理解なしに回答をペーストする。
2. 解釈モード： ユーザーがAIの応答を理解しようとし、自分の理解に基づいて修正する。
3. アシスタントモード： ユーザーがAIと積極的に関わり、応答を明確にし、AIの支援を最大限に活用する。

#試験方法

私たちの研究では、さまざまな試験形式におけるAIのパフォーマンスを評価した。これには以下が含まれる：

#筆記試験

筆記試験は学生の知識と応用能力をテストする。一般的な質問と実践的な質問を組み合わせて実施される。私たちは2種類の筆記試験を使用した：

• フルテキスト試験：学生が自分の言葉で質問に答える。
• 選択式テスト：学生が提供された選択肢から正しいオプションを選ぶ。

#学期エッセイ

学期エッセイは、学生がセキュリティトピックを研究し、発見を要約した論文を書くことが求められる。これはチュートリアルペーパーやセキュリティ分析、エクスプロイトの文書化などである。

#プログラミング課題

私たちは次の3種類のプログラミングタスクに注目した：

1. 事前定義されたコードの完成： 学生は構造に従ってメソッドや変数を実装する。

2. 小規模プロジェクト： 1,000行未満のコードが必要な個別プロジェクト。たとえば、C++でRSAを実装すること。

3. 学期プロジェクト： チームで通常行う大規模なプロジェクト。たとえば、ウェブアプリケーションの作成。

#インタラクティブプロジェクト

これらのプロジェクトでは、タスクを完了するためにシステムに慣れることが求められる。例えば、学生は暗号化やウェブエクスプロイトのようなサイバーセキュリティの課題を解決するかもしれない。

#AI使用の結果

さまざまな課題でのAIのパフォーマンスを評価し、得られたスコアを実際の学生のものと比較した。以下がその結果だ：

#筆記試験

筆記試験では、ChatGPTが正しい回答と広範な説明を提供したが、時に具体的な詳細を見逃すこともあった。その応答の質は、学生のばらつきに類似していた。学生がAIの出力により深く関与すると、応答の質が大幅に向上した。

#学期エッセイ

AI生成のエッセイは、通常、学生が書いたものよりもパフォーマンスが劣っていた。四ページのエッセイを書くのにAIを使うと1時間未満で済むが、事実確認や批判的思考の機会を逃す可能性がある。

#事前定義されたコードの完成

ChatGPTを使用すると、コーディング課題を簡単に完成させることができた。AIが生成したコードを単純にペーストするだけでも、かなりのポイントを獲得できたが、このアプローチは学習体験を損なうことになった。

#小規模プロジェクト

ChatGPTはアルゴリズムを効率的に実装でき、学生がプロジェクトを迅速に完成させる手助けをした。しかし、これにより学生はアルゴリズムを学ぶ機会を逃すことになり、教育的価値が下がった。

#学期プロジェクト

大規模なグループプロジェクトでは、ChatGPTが平均的な質のデータベース設計やコーディング構造を生成した。サンプルデータやアプリケーション用のビューを容易に作成できたが、品質保証には依然としてかなりの人間の入力が必要だった。

#インタラクティブプロジェクト

AIはあるタスクで苦労したが、より複雑な問題を解決するための有益なヒントや方向性を提供した。しかし、学生はほとんどの作業と考えを実行する必要があった。

#最終評価

全体的に、ChatGPTはさまざまなコースで良好なパフォーマンスを発揮した。ほとんどの課題を通過する一方で、厳格な試験条件の下での一部のエリアでは若干の損失が見られた。

私たちの実験は、ChatGPTが教育に与えるかなりの影響を示している。情報へのアクセスを容易にする一方で、学問的誠実性に関する課題も生じる。

#見解と議論

テスト中、ChatGPTの応答の正確性にばらつきがあった。類似の質問に対して大きく異なる回答を生成することがあった。また、誤った参照やリンクを生成することもあり、学生を誤解させる可能性がある。

このツールはカンニングを容易にし、学習体験にリスクを伴う。試験の質問やコードに対する迅速な回答を提供する一方で、学生が得るべき知識を減少させる可能性がある。

学生はAIに頼りすぎると、実際の教材を理解しないままコースを通過することになるかもしれない。特に遠隔学習の状況下では、AIツールがさらに自由に使用されることが問題になる可能性がある。

#ChatGPTのポジティブな影響

課題がある一方で、ChatGPTの使用にはポジティブな面もある。たとえば、AIは孤独を感じている学生や助けを求めるのをためらう学生をサポートできる。このツールを使うことで、学生は作業中に直面する問題について気軽に議論できるようになる。

さらに、経験豊富な学生はChatGPTを利用して新しいテクノロジーをより早く学ぶことができる。しっかりとした質問をして、研究に過度な時間をかけずに、より深くトピックに入ることができる。

#教育の変化の必要性

ChatGPTのようなツールの台頭に伴い、教育モデルは適応する必要がある。大学は以下を検討すべきだ：

• AI生成コンテンツを検出するツールの導入。
• 学生に学問的不正について教育し、オリジナルコンテンツの価値を理解させる。
• カンニングの可能性のない深い知識と実践的応用を必要とする評価のスケジュール設定。

AIツールを完全に禁止するのは魅力的かもしれないが、長期的には実用的でも効果的でもない可能性がある。むしろ、これらのテクノロジーを責任を持って利用しながら、教育基準を維持するバランスを見つけることが重要になる。

#結論

ChatGPTは学問の世界に重大な影響を与える。学問的不正に関する課題を呈する一方で、学習の向上や学生の関与をサポートする機会も提供する。正しく管理すれば、学生と教育者の両方にとって価値あるツールとなる。学生がAIツールを責任を持って効果的に使用できるように準備すれば、テクノロジーと批判的思考の両方を重視する学習環境を育むことができる。