聊天机器人可以提高学生对数学和物理的兴趣，使学习更加愉快。德国的研究人员如是说，他们将使用人工智能 （AI） 文本学习物理的学生与只阅读传统教科书的学生的情绪反应进行了比较。然而，该团队发现两组之间的测试表现没有差异。

这项研究由科隆大学的物理教育研究员朱莉娅·拉德曼 （Julia Lademann） 领导，她想看看人工智能是否可以提高学生对物理的兴趣。他们通过使用 OpenAI 的 ChatGPT 模型创建了一个定制的聊天机器人来做到这一点，该模型的语气和语言被认为适合德国高中二年级学生使用。

在测试了聊天机器人的事实准确性和激励性语言的使用后，研究人员促使它生成了关于物理和数学中比例关系的解释性文本。然后，他们将 214 名平均年龄为 11.7 岁的学生分为两组。一组获得了有关该主题的教科书材料以及聊天机器人文本，而对照组只获得了教科书。

研究人员首先调查了学生对数学和物理的兴趣，然后给他们 15 分钟的时间复习学习材料。之后，通过一系列问卷，再次评估了他们的兴趣以及学生的情绪状态和“认知负荷”——完成工作所需的脑力劳动。

更高的置信度

与仅使用教科书文本的学生相比，该聊天机器人被发现可以显着增强学生的积极情绪——包括快乐和满足感、对学习材料的兴趣以及他们对学科理解的自信心。“聊天机器人的文本更像人类，比教科书中的文本更具对话性，”Lademann 解释说。“它更健谈。”

还发现聊天机器人文本可以减少认知负荷。“使用聊天机器人解释的群体对主题有更高的积极情绪，[并且]他们对自己的学习理解也有更高的信心，”Lademann 补充道。

然而，在实验的“学习阶段”后 30 分钟内进行的测试发现，尽管前者收到了更多信息，但接受 AI 生成的解释文本的学生和对照组之间的表现没有差异。Lademann 说，这可能是由于 15 分钟的学习时间短。

人工智能：开发科学家可以信赖的有用工具

研究人员表示，虽然他们的研究结果表明人工智能可以为学生提供卓越的学习体验，但需要进一步的研究来评估其对学习成绩和长期结果的影响。“同样重要的是，这种提高的兴趣体现在提高的学习成绩上，”Lademann 补充道。

Lademann 现在希望看到 “有很多参与者和孩子们实际使用聊天机器人的长期研究”。此类研究将探索聊天机器人的潜在关键优势;他们能够实时响应学生的询问，并根据每个学生调整他们的学习水平。