[논문 리뷰] Enhancing Programming Education with ChatGPT: A Case Study on Student Perceptions and Interactions in a Python Course

Boxaun Ma, Li Chen외 1명|arXiv (Cornell University)|2024. 03. 20.

Online Learning and Analytics인용 수 5

한 줄 요약

본 연구는 1학년 대학생들이 ChatGPT를 8주간의 Python 과정에서 어떻게 활용하는지 조사하고, 설문과 학생–ChatGPT 대화를 분석하여 인지된 이점, 상호작용, 한계를 평가합니다.

ABSTRACT

The integration of ChatGPT as a supportive tool in education, notably in programming courses, addresses the unique challenges of programming education by providing assistance with debugging, code generation, and explanations. Despite existing research validating ChatGPT's effectiveness, its application in university-level programming education and a detailed understanding of student interactions and perspectives remain limited. This paper explores ChatGPT's impact on learning in a Python programming course tailored for first-year students over eight weeks. By analyzing responses from surveys, open-ended questions, and student-ChatGPT dialog data, we aim to provide a comprehensive view of ChatGPT's utility and identify both its advantages and limitations as perceived by students. Our study uncovers a generally positive reception toward ChatGPT and offers insights into its role in enhancing the programming education experience. These findings contribute to the broader discourse on AI's potential in education, suggesting paths for future research and application.

연구 동기 및 목표

• 1학년 대학생들이 8주간의 Python 프로그래밍 과정에서 ChatGPT를 어떻게 활용하는지 살펴본다.
• ChatGPT의 역할, 이점 및 단점에 대한 학생들의 인식을 프로그래밍 교육에서 특징지어 본다.
• 학생과 ChatGPT 간의 대화 데이터를 분석하여 학습 활동 전반의 상호작용 패턴을 이해한다.

제안 방법

• 사전/사후 설문지와 개방형 질문을 결합한 혼합 연구 설계.
• 학생–ChatGPT 대화 데이터의 수집 및 주제 분석.
• 과정 기간 동안의 활동 로그 기반 분석 및 질문 유형의 범주화.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 학생들은 Python 프로그래밍 학습을 위해 ChatGPT의 유용성을 어떻게 인식하는가?
• RQ2 대학 프로그래밍 과정에서 ChatGPT를 사용하는 것의 인식된 이점과 한계는 무엇인가?
• RQ3 학생들은 서로 다른 과정 활동(연습 문제, 개념 숙달, 문제 해결) 전반에 걸쳐 ChatGPT와 어떻게 상호작용하는가?

주요 결과

• 강의 종료 후 데이터는 ChatGPT를 프로그래밍 학습 도구로서의 긍정적 시각이 압도적으로 높음을 보인다.
• 학생들은 주로 디버깅, 설명, 코드 예제에 ChatGPT를 사용했으며, 개념적 질문이 상호작용의 중요한 부분을 형성했다.
• 대화 분석은 커리큘럼 이정표와 일치하는 패턴을 보였으며, 조건문/반복문 같은 주제에서 사용이 급증했다.
• 정성적 피드백은 빠른 응답, 오류 식별, 맞춤형 설명을 주요 이점으로 강조한다.
• 단점으로는 의존성 우려, 잠재적으로 잘못된 답변, 과목 범위와의 불일치가 있다.
• 개선 제안으로 단계별 힌트, 상호 작용 형식의 질문, 개발 환경과의 통합, 여러 정답 솔루션에 대한 접근성이 제시된다.