[論文レビュー] Embrace Opportunities and Face Challenges: Using ChatGPT in Undergraduate Students' Collaborative Interdisciplinary Learning

Gaoxia Zhu, Xiuyi Fan+7 more|arXiv (Cornell University)|May 23, 2023

Artificial Intelligence in Healthcare and Education被引用数 26

ひとこと要約

準実験的研究（n=130）は、ChatGPTが学部レベルの協働的学際学習に二週間にわたってどのように影響するかを検討し、トピックと学問分野に依存したエンゲージメントと問題解決への効果を明らかにし、反省で混在した認識を浮き彫りにする。

ABSTRACT

ChatGPT, launched in November 2022, has gained widespread attention from students and educators globally, with an online report by Hu (2023) stating it as the fastest-growing consumer application in history. While discussions on the use of ChatGPT in higher education are abundant, empirical studies on its impact on collaborative interdisciplinary learning are rare. To investigate its potential, we conducted a quasi-experimental study with 130 undergraduate students (STEM and non-STEM) learning digital literacy with or without ChatGPT over two weeks. Weekly surveys were conducted on collaborative interdisciplinary problem-solving, physical and cognitive engagement, and individual reflections on ChatGPT use. Analysis of survey responses showed significant main effects of topics on collaborative interdisciplinary problem-solving and physical and cognitive engagement, a marginal interaction effect between disciplinary backgrounds and ChatGPT conditions for cognitive engagement, and a significant interaction effect for physical engagement. Sentiment analysis of student reflections suggested no significant difference between STEM and non-STEM students' opinions towards ChatGPT. Qualitative analysis of reflections generated eight positive themes, including efficiency, addressing knowledge gaps, and generating human-like responses, and eight negative themes, including generic responses, lack of innovation, and counterproductive to self-discipline and thinking. Our findings suggest that ChatGPT use needs to be optimized by considering the topics being taught and the disciplinary backgrounds of students rather than applying it uniformly. These findings have implications for both pedagogical research and practices.

研究の動機と目的

• ChatGPT が学部生の協働的協働的問題解決に与える影響を調査する。
• ChatGPT が使用される場合の身体的および認知的エンゲージメントの変化を検討する。
• 学際的学習におけるChatGPTの認識された利点と欠点を特定するために学生の反省を評価する。

提案手法

• 130名の学部学生（STEMおよび非-STEM）を対象とした準実験デザインを実施する。
• ChatGPTあり/なしでのデジタルリテラシーに関する二週間の学習期間。
• 協働的問題解決、身体的/認知的エンゲージメント、およびChatGPT使用に関する反省を測定する週次調査。
• STEMと非-STEMの意見を比較するための学生反省の感情分析。
• 利点と欠点のテーマを特定する質的分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ChatGPTの使用は、ChatGPTを使用しない場合と比較して、協働的な学際的問題解決に影響を与えるか？
• RQ2 ChatGPTは、トピックや学問分野を横断して、身体的および認知的エンゲージメントにどのような影響を及ぼすか？
• RQ3 学際的学習におけるChatGPTの認識された利点と欠点は何か？
• RQ4 STEMと非-STEMの学生間でChatGPTに対する意見に差はあるか？

主な発見

• 協働的な学際的問題解決に対するトピックの主効果は有意である。
• 身体的および認知的エンゲージメントに対するトピックの主効果は有意である。
• 認知的エンゲージメントについて、学問的背景とChatGPT条件の間に限界的な交互作用効果がある。
• 身体的エンゲージメントには有意な交互作用効果がある。
• 感情分析は、STEMと非-STEMの学生間でChatGPTに対する意見に有意差がないことを示した。
• 質的分析は、8つの肯定的なテーマ（例：効率性、知識ギャップの是正、人間らしい応答）と8つの否定的なテーマ（例：一般的な応答、革新性の欠如、自律性の低下）を明らかにした。