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Modelos de Linguagem Grande na Educação: Oportunidades e Desafios

Analisando o potencial e os problemas dos LLMs em ambientes educacionais.

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Índice

Modelos de linguagem grandes (LLMs) são ferramentas avançadas que podem ajudar em várias tarefas educacionais. Eles podem automatizar a criação e análise de conteúdo escrito. Por exemplo, conseguem gerar perguntas, dar feedback e até corrigir redações. Porém, existem preocupações sobre quão prático e ético são essas tecnologias. Esses problemas podem atrasar a pesquisa e o uso das inovações dos LLMs em ambientes educacionais reais.

Para entender o estado atual da pesquisa sobre os LLMs na educação e identificar os desafios que eles enfrentam, foi feita uma revisão de 118 estudos revisados por pares publicados desde 2017. Essa revisão analisou quão prontos essas tecnologias estão para uso, como elas se saem, quão transparentes e replicáveis são, e se respeitam a Privacidade e a IGUALDADE entre os usuários.

Entendimento Atual dos LLMs na Educação

Os LLMs mostraram potencial para facilitar e tornar mais eficientes as tarefas na educação. Tarefas como gerar perguntas e corrigir podem levar muito tempo e esforço. Com os LLMs, essas tarefas podem ser mais rápidas e menos pesadas para os professores. Alguns LLMs conhecidos são o GPT e o BERT. Esses modelos conseguem analisar grandes quantidades de texto e aprender com padrões dentro desse texto, sem precisar de muito treinamento extra.

Apesar dos benefícios potenciais dos LLMs, a pesquisa até agora se concentrou principalmente em melhorar seu desempenho, em vez de abordar os desafios práticos e éticos que podem surgir ao implementá-los em ambientes educacionais. Não há informações suficientes sobre as dificuldades específicas que o uso dessas tecnologias pode criar.

Benefícios das Inovações Baseadas em LLMs

Uma das principais vantagens de usar LLMs na educação é a capacidade de automatizar várias tarefas. Por exemplo, eles podem ajudar a corrigir redações, oferecer feedback rápido aos alunos e até gerar perguntas personalizadas com base nas necessidades de aprendizagem dos alunos. Essa automação pode ajudar a reduzir o estresse que os professores sentem devido à carga de trabalho pesada.

Além disso, os LLMs podem otimizar tarefas administrativas, como recomendar recursos de aprendizado aos alunos e avaliar feedbacks de avaliações de cursos. Todas essas funções podem levar a processos mais eficientes dentro dos ambientes educacionais.

Identificando Desafios Práticos e Éticos

A revisão sistemática teve como objetivo identificar desafios práticos e éticos específicos associados às ferramentas educacionais baseadas em LLMs. Desafios práticos se referem a questões que podem afetar a eficácia e aplicabilidade dessas tecnologias em contextos educacionais reais, enquanto desafios éticos dizem respeito a como essas ferramentas impactam alunos, professores e instituições educacionais em termos de justiça, privacidade e segurança.

Desafios Práticos dos LLMs
  1. Prontidão Tecnológica: Muitas inovações baseadas em LLMs ainda estão nas fases iniciais de desenvolvimento. A maioria dos estudos encontrou que essas tecnologias não estão totalmente integradas em ambientes educacionais reais, o que indica que mais desenvolvimento e validação são necessários antes de serem amplamente aplicadas.

  2. Desempenho do Modelo: O desempenho dos LLMs pode variar bastante com base na tarefa educacional. Enquanto eles podem se sair bem em tarefas mais simples, como análise de sentimentos, eles têm dificuldades em atribuições mais complexas, como corrigir respostas de redações sutis.

  3. Replicabilidade: Muitos dos estudos revisados carecem dos detalhes necessários para permitir que outros pesquisadores ou educadores repliquem suas descobertas. Isso é uma barreira significativa para a adoção e confiança nessas tecnologias, já que outros não conseguem verificar sua eficácia sem informações suficientes.

Desafios Éticos dos LLMs
  1. Transparência: Um grande número dos estudos descobriu que os LLMs eram apenas um pouco transparentes. Isso significa que, embora os pesquisadores possam ter fornecido detalhes sobre como os modelos funcionam, as informações costumam ser muito técnicas para que educadores ou alunos entendam. Essa falta de clareza pode gerar desconfiança na tecnologia.

  2. Privacidade: Muitos estudos não abordaram adequadamente as preocupações com a privacidade. A coleta e o uso de dados pessoais, especialmente em ambientes educacionais, são tópicos cruciais que precisam ser monitorados de perto para proteger as identidades e informações pessoais dos alunos.

  3. Igualdade: Existe uma preocupação se todos os alunos têm acesso igual aos benefícios das inovações baseadas em LLMs. Muitas tecnologias existentes só atendem populações de fala inglesa, o que levanta questões de acessibilidade para não falantes de inglês.

  4. Beneficência: Alguns estudos apontaram os riscos associados ao uso de modelos inferiores que podem prejudicar as experiências de aprendizado dos alunos. Há uma necessidade de abordagens responsáveis para garantir que o uso de LLMs não prejudique os resultados dos alunos.

Recomendações para Estudos Futuros

Com base nas descobertas da revisão sistemática, várias recomendações podem ajudar a melhorar os aspectos práticos e éticos dos LLMs na educação:

  1. Atualizar Tecnologias Existentes: Pode ser útil aprimorar inovações atuais com modelos novos e avançados. Isso pode reduzir o nível de esforço manual necessário e melhorar o desempenho geral.

  2. Melhorar Padrões de Relato: Estudos futuros devem buscar ser mais transparentes em relação às suas metodologias e aos conjuntos de dados utilizados. Isso permitirá que outros repliquem seu trabalho e validem a eficácia das inovações baseadas em LLMs em diferentes contextos educacionais.

  3. Adotar uma Abordagem Centrada no Humano: Envolver educadores e alunos no processo de desenvolvimento e avaliação pode abordar tanto questões práticas quanto éticas. O envolvimento das partes interessadas pode ajudar a garantir que as tecnologias atendam às necessidades dos usuários e possam se adaptar a vários contextos.

Conclusão

Resumindo, os LLMs têm um grande potencial para transformar práticas educacionais ao automatizar várias tarefas. No entanto, como a revisão sistemática destaca, ainda há muitos desafios práticos e éticos que precisam ser resolvidos antes que essas tecnologias possam ser implementadas efetivamente em ambientes educacionais do mundo real.

Ao focar em melhorar a prontidão tecnológica, melhorar o desempenho do modelo, garantir transparência, proteger a privacidade e promover a igualdade, a comunidade educacional pode trabalhar para desenvolver inovações que sejam práticas e éticas. As recomendações fornecidas nesta revisão servem como um guia para pesquisas futuras, garantindo que os LLMs possam ser integrados com sucesso na educação em benefício de todas as partes envolvidas.

Fonte original

Título: Practical and Ethical Challenges of Large Language Models in Education: A Systematic Scoping Review

Resumo: Educational technology innovations leveraging large language models (LLMs) have shown the potential to automate the laborious process of generating and analysing textual content. While various innovations have been developed to automate a range of educational tasks (e.g., question generation, feedback provision, and essay grading), there are concerns regarding the practicality and ethicality of these innovations. Such concerns may hinder future research and the adoption of LLMs-based innovations in authentic educational contexts. To address this, we conducted a systematic scoping review of 118 peer-reviewed papers published since 2017 to pinpoint the current state of research on using LLMs to automate and support educational tasks. The findings revealed 53 use cases for LLMs in automating education tasks, categorised into nine main categories: profiling/labelling, detection, grading, teaching support, prediction, knowledge representation, feedback, content generation, and recommendation. Additionally, we also identified several practical and ethical challenges, including low technological readiness, lack of replicability and transparency, and insufficient privacy and beneficence considerations. The findings were summarised into three recommendations for future studies, including updating existing innovations with state-of-the-art models (e.g., GPT-3/4), embracing the initiative of open-sourcing models/systems, and adopting a human-centred approach throughout the developmental process. As the intersection of AI and education is continuously evolving, the findings of this study can serve as an essential reference point for researchers, allowing them to leverage the strengths, learn from the limitations, and uncover potential research opportunities enabled by ChatGPT and other generative AI models.

Autores: Lixiang Yan, Lele Sha, Linxuan Zhao, Yuheng Li, Roberto Martinez-Maldonado, Guanliang Chen, Xinyu Li, Yueqiao Jin, Dragan Gašević

Última atualização: 2023-07-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2303.13379

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.13379

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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