Conclusies uit twee papers over AI tutoring | WilfredRubens.com over leren en ICT

Recent onderzoek laat zien dat tutoring met behulp van AI het leerproces aanzienlijk kan versnellen. Twee studies, uitgevoerd aan Harvard University en IU International University of Applied Sciences, concluderen dat lerenden met AI-ondersteuning meer leren in minder tijd.

Here's the photo-realistic image of a futuristic laptop with its screen showing a 3D virtual learning environment and an AI tutor. — DALLE-Here’s the photo-realistic image of a futuristic laptop with its screen showing a 3D virtual learning environment and an AI tutor.

Een aantal weken geleden schreef ik al over het Harvard-onderzoek waarin de onderzoekers twee groepen lerenden vergeleken die natuurkundeles kregen. De ene groep volgde actieve werkcolleges, waarbij lerenden samen vraagstukken oplossen onder begeleiding van docenten. De andere groep gebruikte een AI-tutor die was geprogrammeerd met dezelfde didactische principes. De AI-tutor bood ondersteuning tijdens een persoonlijk leerproces waarbij lerenden hun eigen tempo kunnen bepalen. De groep, die gebruik maakte van een AI-tutor leerde meer dan twee keer zoveel in minder tijd dan de ‘werkcollegegroep’. Ook voelden ze zich meer betrokken en gemotiveerd. Een opvallend voordeel van de AI-tutor was dat deze onmiddellijke en gerichte feedback gaf, wat moeilijk te realiseren is in een klassikale setting. Deze aanpak bevorderde ook een op ‘groei gerichte mindset’. Dit stimuleerde lerenden door te zetten bij moeilijkere opdrachten.

De onderzoekers stellen voor om AI-tutoren in te zetten bij de introductie van nieuwe leerstof, zodat klassikale tijd benut kan worden voor verdiepende activiteiten en groepsprojecten. Zij wijzen op het belang van een zorgvuldige implementatie van AI in het onderwijs; AI-tutoren moeten niet worden ingezet als vervanging van kritisch denken of om taken te vereenvoudigen, maar juist als aanvulling die een solide basis legt voor verdere verdiepende leerervaringen. De onderzoekers schrijven het succes toe aan drie factoren: directe feedback op maat, eigen tempo kunnen bepalen en de juiste didactische aanpak. De AI-tutor werd zorgvuldig ontworpen om actief leren te stimuleren, de cognitieve belasting te beheren en een ‘growth mindset‘ te bevorderen. Om fouten te voorkomen kreeg de AI gedetailleerde, stapsgewijze oplossingen aangereikt.

Het onderzoek van IU International University bevestigt deze uitkomsten. Lerenden die de AI-tutor Syntea gebruikten, hadden gemiddeld 27% minder tijd nodig om de stof te beheersen dan lerenden die geen AI-ondersteuning kregen. Deze applicatie is gebruikt binnen afstandsonderwijs. Syntea bood lerenden ondersteuning bij examenvoorbereiding en gaf directe feedback. De onderzoekers maakten gebruik van een longitudinale studieopzet om de studievoortgang van twee groepen te vergelijken: een controlegroep zonder toegang tot Syntea en een experimentele groep die Syntea gebruikte voor examengerichte oefeningen. De lerenden hadden volledige vrijheid om de AI-assistent te gebruiken en konden hun eigen leermomenten en examens plannen. De onderzoekers vergeleken gegevens van 24 maanden vóór de introductie van Syntea tot 3 maanden erna. Om mogelijke vertekening door veranderingen in de studentpopulatie te voorkomen, voerden de onderzoekers een aanvullende analyse uit waarbij zij de gegevens van nieuwe lerenden die zich hadden ingeschreven na januari 2023 uitsloten. De resultaten waren consistent met de bevindingen van de hoofdanalyse. Dat betekent volgens de onderzoekers dat de waargenomen effecten het gevolg waren van de invoering van Syntea en niet van een andere factor. Met andere woorden: de aanvullende analyses versterkten de bevinding dat Syntea daadwerkelijk bijdroeg aan het versnelde leertempo en de hogere studievoortgang van de gebruikers.

Volgens deze onderzoekers auteurs tonen de gegevens aan dat AI-tutoring effectief kan zijn in het verbeteren van leersnelheid en efficiëntie, vooral in omgevingen voor afstandsonderwijs waar tijdsbeperkingen en flexibiliteit belangrijk zijn. Dit is relevant omdat tijdsdruk vaak een belemmering vormt voor lerenden in afstandsonderwijs. Syntea lijkt deze barrière te verlagen. Dit kan bijdragen aan een lagere uitval en hogere afrondingspercentages.

De onderzoekers erkennen dat er alternatieve verklaringen kunnen zijn voor de observaties, waaronder ‘zelfselectiebias’. Dit houdt in dat gemotiveerde lerenden waarschijnlijk eerder geneigd zijn om een AI-assistent zoals Syntea te gebruiken. Dit kan de grotere studievoortgang mogelijk deels verklaren. Om deze bias te minimaliseren, richtte het onderzoek zich op het verschil tussen de periode vóór en na de lancering van Syntea, in plaats van absolute cijfers van de experimentele en controlegroep op een willekeurig moment.

De onderzoekers bespreken ook of de snelle studievoortgang nadelige gevolgen kan hebben voor de leerresultaten, zoals een lagere slagingskans of een afname in cijfergemiddelden. Hun analyse toont echter aan dat er geen significante verandering was in het slagingspercentage, hoewel er een lichte daling optrad in de gemiddelde cijfers van de experimentele groep in vergelijking met de controlegroep. De auteurs beschouwen deze daling als klein en niet van invloed op de algehele resultaten. De besparing in studietijd is immers veel groter dan de lichte afname in het cijfergemiddelde.

Dit onderzoek laat zien dat AI-tutor Syntea het leren kan versnellen, zonder dat dit de kwaliteit van het onderwijs aantast. De onderzoekers zien grote kansen voor het gebruik van deze technologie binnen verschillende onderwijsvormen (zoals voortgezet onderwijs, beroepsonderwijs en bedrijfsopleidingen). De AI-tutor blijkt vooral waardevol voor afstandsonderwijs. De toegankelijkheid en effectiviteit worden verhoogd. IU, de ontwikkelaar van Syntea, wil het systeem verder uitbreiden om meer lerenden te kunnen helpen met persoonlijke begeleiding op maat. Vervolgonderzoek moet nog uitwijzen welke AI-functionaliteiten het meest bijdragen aan betere leerresultaten. Ook de effecten van langdurig gebruik van AI-tutoren moeten nog verder worden onderzocht.

Mijn opmerkingen

Beide studies bevestigen de potentie van AI-tutoring voor het versnellen van de studievoortgang, terwijl de kwaliteit van het onderwijs goed blijft. Deze inzet van AI-turoring is overigens niet bedoeld om docenten te vervangen, maar om het onderwijs te versterken. In het Harvard-onderzoek wijzen de onderzoekers er bovendien op dat AI-tutoring alleen effectief is als deze doordacht wordt ingezet. Zonder structuur en begeleiding gebruiken lerenden AI vooral om antwoorden op te zoeken zonder echt te leren. Ook moet de AI-tutor accuraat zijn en goed geprogrammeerd worden op basis van bewezen didactische principes. In een klassikale setting bepaalt de docent veelal het tempo, waardoor het voor sommige lerenden te snel gaat en voor anderen te langzaam. Ook is er weinig ruimte voor individuele feedback. Met AI-tutoring kunnen lerenden in hun eigen tempo werken en krijgen ze direct feedback op hun niveau.

Dankzij AI-tutoring kunnen docenten meer tijd besteden aan persoonlijke begeleiding en het ontwikkelen van meer complexe denkvaardigheden. Behalve een ontwerp op basis van bewezen didactische principes, zul je ook docenten nauw moeten betrekken bij de implementatie.

Ik heb in mijn oorspronkelijke bespreking van het Harvard-onderzoek al enkele kanttekeningen bij dit onderzoek gemaakt. Bij het onderzoek van IU International University moet je je m.i. ook goed realiseren wat de context is (afstandsonderwijs). Deelnemers aan afstandsonderwijs zijn lang niet altijd te vergelijken met lerenden van meer traditionele onderwijsinstellingen (ik denk aan zaken als intrinsieke motivatie). Het is positief dat de onderzoekers pleiten voor meer onderzoek, ook in andere contexten.

Andere bronnen over generatieve AI

Mijn bronnen over (generatieve) artificiële intelligentie

Deze pagina bevat al mijn bijdragen over (generatieve) artificiële intelligentie, zoals ChatGPT.

This content is published under the Attribution 3.0 Unported license.

Geef een reactie