Onderzoek laat zien dat tutoring via AI tot betere leerresultaten kan leiden dan actief leren (maar…)

Idealiter heeft elke lerende een individuele docent die de lerende instrueert, begeleidt en ondersteunt. Dit is echter niet te organiseren en onbetaalbaar. AI zou dit vraagstuk wellicht kunnen oplossen. De verwachtingen ten aanzien van de rol van (generatieve) AI voor het geven van individuele instructie en begeleiding zijn dan ook hooggespannen. Recent onderzoek biedt wat dat betreft perspectief. Juich echter niet te vroeg.

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.

Onderzoekers van Harvard hebben 194 studenten onderverdeeld in twee groepen. De eerste groep heeft gedurende twee weken twee lessen per week gevolgd. Binnen die lessen gingen zij actief aan de slag met leerinhoud op het gebied van de discipline natuurkunde. De tweede groep maakte gebruik van een AI-tutor die gebaseerd was op GPT-4 technologie. In het artikel wordt de configuratie van de tutor uitgebreid beschreven. Voorafgaand aan een les maakten studenten een pre-test, na afloop een post-test (ik ga er vanuit dat studenten daarbij geen AI mochten gebruiken). Ook moesten de studenten reageren op vier stellingen met betrekking tot engagement, motivatie, genoegen en ‘growth mindset’.

Studenten in de AI-groep behaalden hogere gemiddelde scores op de post-test (M=4,5) vergeleken met de controlegroep die actief leerde (M=3,5). De leerwinst voor de AI-groep was meer dan het dubbele, vergeleken met de andere groep ten opzichte van de pre-test.

Verder valt op dat 70% van de studenten in de AI-groep minder dan 60 minuten aan de leertaak besteedde, terwijl 30% er meer dan 60 minuten aan besteedde. De gemiddelde tijd voor de AI-groep was 49 minuten, tegenover 60 minuten voor de groep die actief leerde.

De onderzoekers hebben ook nog gekeken of wellicht andere factoren, zoals voorkennis, het verschil in scores kon verklaren. Dat was niet het geval.

Studenten in de AI-groep gaven verder aan zich significant meer betrokken (gemiddeld 4,1 vs 3,6) en gemotiveerd (gemiddeld 3,4 vs 3,1) te voelen dan studenten in de andere groep. Er was geen significant verschil in genoegen en ‘growth mindset’. tussen de twee groepen.

In hun bijdrage staan de onderzoekers ook stil bij het ontwerpen van succesvolle student-AI interacties. Zij hebben bij het ontwerpen van de AI-tutor zeven didactische toepassingen gebruikt: (1) actief leren faciliteren, (2) cognitieve belasting managen, (3) ‘growth mindset’ bevorderen, (4) scaffolding van inhoud, (5) nauwkeurigheid van informatie en feedback waarborgen, (6) gerichte en tijdige feedback geven, en (7) zelfgestuurd leren mogelijk maken. De laatste twee toepassingen zijn volgens de onderzoekers niet of nauwelijks binnen een fysieke onderwijssetting worden toegepast.

Deze resultaten wijzen er volgens de onderzoekers op dat AI-tutoring effectief kan worden geïntegreerd in bestaande onderwijspraktijken. AI-tutoring kan volgens hen worden gebruikt om studenten voor te bereiden op colleges. Daardoor kan kostbare onderwijstijd worden besteed aan het ontwikkelen van hogere-orde vaardigheden. Ook deze onderzoekers benadrukken dat AI-tutors niet bedoeld zijn om klassikaal onderwijs te vervangen, maar om het te versterken door alle studenten op een niveau te brengen waar ze maximaal kunnen profiteren van hun tijd in de fysieke setting.

De belangrijkste conclusie uit deze studie is dan ook dat studenten meer dan twee keer zoveel leren in minder tijd wanneer ze gebruik maken van een AI-tutor in vergelijking met een actief lerende collegezaal, terwijl ze zich ook meer betrokken en gemotiveerd voelen. De resultaten tonen aan dat AI-tutoring significant betere leerresultaten oplevert dan traditioneel actief leren binnen een collegesetting.

Via Donald Clark.

Mijn opmerkingen

Het onderzoeksartikel is nog niet ‘ge-peer-reviewed’. Dat is eigenlijk wel een kwaliteitskeurmerk van wetenschappelijk onderzoek. Verder valt op dat er -voor zover ik kan oordelen- alleen is getoetst op kennis reproductie. Ook is slechts gedurende twee weken onderzoek gedaan. De manier waarop de perceptie van lerenden is getoetst, is erg mager (vier vragen, zelfrapportage). Uiteraard zou je ook moeten kijken of lerenden het geleerde ook op langere termijn beter verwerken dan manieren van actief verwerken. Toch is het interessant te zien dat AI-tutoring binnen deze context tot betere resultaten leidt dan ander manieren van actief leren, als het gaat om kennisreproductie. Voordat er onderwijsminister komt die denkt dat je hiermee het tekort aan docenten kunt oplossen: zo eenvoudig is dat niet. Deze toepassing van AI-tutoring bestaat maar een beperkt deel van het totale onderwijs. Bovendien is dus meer onderzoek nodig voordat je hier verstrekkende conclusies aan verbindt.

Mijn bronnen over (generatieve) artificiële intelligentie

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

Andere bronnen over generatieve AI

This content is published under the Attribution 3.0 Unported license.

Geef een reactie