一位國小老師的實驗:ChatGPT如何使好學生更強,讓弱勢生愛學習?

一位國小老師的實驗:ChatGPT如何使好學生更強,讓弱勢生愛學習?
宜蘭縣中山國小教師林穎俊在課堂間運用生成式AI,鼓勵低成就學生學習。圖片來源:台灣人工智慧學校
2023-09-23
整理・許靜之
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積極在小學校園推動數位學習、來自宜蘭縣中山國小的資訊組長林穎俊,出席2023台灣人工智慧年會,發表自己將生成式AI融入教學現場的實驗與觀察。他發現,AI不只讓好學生學得更好,也能讓低成就學生找到學習的意義。

以下是林穎俊的分享:

美國可汗學院(Khan Academy)調查指出,使用數位平台四到五個小時,學生的學習成效就可以提升一個標準差。台灣的均一教育平台也有類似數據,學生使用數位學習平台後,成績會提升。

生成式AI能成為數位學習的一環,提升學生的學習成效嗎?在教學中又該如何實踐?

ai-人工智慧-生成式ai-chatgpt-台灣人工智慧學校-台灣人工智慧年會-宜蘭-林穎俊-智慧教育-國小-數位學習-prompt-學生林穎俊引用數據,學生若經指導教育,學習成效可翻升。圖片來源:截自林穎俊簡報

AI有幻覺、可能有偏見,而且很不會算數學。我在課堂上先與學生說明,也發通知單給家長,告知我們在教學中使用AI的原則,包括:

  1. 為自己的學習負責:生成式AI可能產生偏見、歧視或不正確的資料,學生不應複製貼上,更不宜完全相信生成式AI提供的內容。
  2. 與生成式AI合作:把AI當作一位助教,用有禮貌的語氣跟AI合作。我會提醒學生,如果你不尊重ChatGPT或講了不好的話,可能會被禁止使用。
  3. 練習提問:AI是無法預測的,同樣的指令(prompt)可能會生成不同的結果,要練習提問,直到獲得滿意的答案。
  4. 以人為主:所有AI工具都是為了幫助學生學習,而不是被AI帶著走,應該以人為主,掌握討論流程。
  5. 保護隱私:學生應該避免在問題中提供個人資訊或隱私資料。

一開始,小朋友常常像在用Google一樣,完全相信ChatGPT生成的內容;比較聰明的孩子會說ChatGPT答案很爛,他根本不相信ChatGPT,跟我說他自己的答案比較好。

嘗試一段時間後,我決定請他們先分組討論,有共同想法後,再去問ChatGPT,同時我也要教他們一些提問技巧。這樣下來之後,我發現學生開始會用比較詳述的問法,不斷地向ChatGPT提問,得到更好的答案。

ChatGPT教小學生寫Python

我在暑假還做了一個小實驗:用兩週下午的時間,教四到六年級的小學生寫Python。

我不是真的要教他們寫程式,我想確認的是:ChatGPT可不可以幫助孩子學習,掌握一門新知識?如果可以的話,我們應該怎麼做?

在查找資料時,我看到《工程師的大腦》(The Programmer's Brain,暫譯)這本書有個論點很有趣:它說程式學習跟數學、邏輯比較沒有關係,反而與學習第二外語比較有關。

ChatGPT通曉上百種語言,也包括程式語言;所以我教小朋友Python的時候,比較像教他們背英文,該背的要背起來、該練習的練習、不斷地測驗,並在練習過程中告訴他們學習的策略,並幫助他們思考Python與生活的關聯。

因為學生不會「物件導向」,所以我想讓他們知道怎麼辨別變數、怎麼修改程式,意外發現,愈小的孩子反而愈厲害。

六年級的孩子,依然習慣用Google搜尋的方式跟ChatGPT互動;而四年級小朋友反而讓我很驚豔,只要我跟他們說,遊戲速度要改、橫向選擇要改成直項,他們都會請ChatGPT幫忙修改。他們的爸媽也跟我說,小朋友回家後還在繼續找資料,練習修改程式。

在這次實驗後,小朋友們都不害怕學習新事物,而且很願意學。我的結論是,在充滿樂趣的環境中,孩子真的可以用ChatGPT去掌握新知識。(延伸閱讀|大學生能用ChatGPT寫作業嗎?清大首推大學AI指引,降低師生科技焦慮

ai-人工智慧-生成式ai-chatgpt-台灣人工智慧學校-台灣人工智慧年會-宜蘭-林穎俊-智慧教育-國小-數位學習-prompt-學生-python林穎俊發現,小學生不怕學習新事物,且不同年齡層使用ChatGPT方式略有不同。圖片來源:截自林穎俊簡報

六個有效學習策略,建立基本學力

後來,當我看到班上孩子的科技化評量成績。讓我又開始思考:如果ChatGPT能幫好學生學得更好,那能不能幫助弱勢學生掌握該有的知識?

「科技化評量成績」是相對弱勢的學生才要做的測驗,代表他的成績可能不到他的年紀該有的水準。

今年暑假,我利用學習平台派任務給學生,教他們向ChatGPT提問的策略,教他們看影片、做筆記自學,思考在老師不幫忙的情況下,能否使他們掌握該有的能力。

ai-人工智慧-生成式ai-chatgpt-台灣人工智慧學校-台灣人工智慧年會-宜蘭-林穎俊-智慧教育-國小-數位學習-prompt-學生-學習過程林穎俊透過ChatGPT,帶領學生一步步完成學習過程。圖片來源:截自林穎俊簡報

人類學習的機制是:假設房間裡出現一隻老虎,我們的注意力要集中到老虎身上,就得從長期記憶中提取知識,幫忙辨別眼前的事物。於是,我讓小朋友使用以下六個有效的學習策略:

  1. 具體範例(Concrete Examples):透過具體範例,才能記住新事物。
  2. 闡述(Elaboration):我們只能記住自己所理解的事物,所以知識需要由自己架構,重新陳述自己的認知。
  3. 雙重編碼(Dual-coding):人類同時透過聽覺與視覺學習,可以記住越豐富的資訊。
  4. 提取練習(Retrieval Practice):提取練習就像是小考測驗,不過比較有趣的是,提取練習強調「形成性」——甚至只要家長每天問問孩子今天在學校學到了什麼?學到的事物與你有什麼關係?這個東西為什麼有意義?都有幫助。但是,很多家長有時候卻忙到沒時間跟孩子講話。
  5. 筆記(Note-taking):請學生透過「康乃爾筆記法」(Cornell Note-taking)做筆記,讓AI來找出學習迷思。
  6. 交錯練習(Interleaving):我們在學加減乘除時,不能只做減法的題目,或只做乘法的題目,必須把觀念混合在一起。這對小學生來說很難,因為我們教書時,通常手邊只有這一課的範例,但如果透過AI,就很容易達到交錯練習。

這裡的指令(prompts)都不會請ChatGPT生成答案,而是請ChatGPT擔任AI Tutor生成問題,迫使學生對話,讓ChatGPT了解他的困難,並給予他回饋。因為作為老師,最重要的能力是發現學生的迷思,回饋並幫助他思考。(延伸閱讀|翟本喬:OPEN的教育,才能追上OPEN的AI

未來老師要成為「學習教練」,比學生更會學習

經歷兩個月的暑假後,九位學生裡,有六位自學成功通過了老師給的任務。其中有一位小朋友來自新住民家庭,暑假有一個月回去媽媽的國家,另一個月在台灣,每天都會花一小時認真學習。

我非常感動,因為只要願意給他機會,他會好好把握。很多小朋友不是不想學,是他們沒有機會,沒有資源去學好,但透過AI和學習平台的幫助,證明他們可以成功達成目標。

我昨天才請他們吃麥當勞,有一個小朋友故意一根一根慢慢吃薯條,要吃給其他同學看;還有同學跟我說,「老師,我下次也要參加!」

大家應該都看過「山道猴子的一生」,山道猴子需要一些外在的事務,證明自己的存在有意義。如果我們有機會透過AI和學習平台,幫助學生找到學習的意義,那他們會不會更喜歡上學?

ai-人工智慧-生成式ai-chatgpt-台灣人工智慧學校-台灣人工智慧年會-宜蘭-林穎俊-智慧教育-國小-數位學習-prompt-學生-山道猴子的一生林穎俊引用爆紅影片「山道猴子的一生」,認為AI幫助學生找到學習意義,或許能讓學生更喜歡上學。圖片來源:截自林穎俊簡報

一開始我問學生,過去老師的責任是傳道、授業與解惑,有了AI工具以後,老師的工作要做什麼?他們聽完後說,「老師你以後就負責修理我們就好!」

但是教學不是這麼簡單。未來的個人能力,將會是「基本能力」乘以「科技運用力」,老師上課不再只是教學知識,而是要成為「學習教練」,教學生怎麼安排學習策略、如何使用數位資源,讓學生成為更好的學習者,老師也要比學生更會學習。(延伸閱讀|「生生用平板」上路!史上金額最高教育數位轉型計畫,師生準備好了嗎?

演講精華全整理:2023台灣人工智慧年會

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