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

Boxaun Ma, Li Chen+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 20, 2024

Online Learning and Analytics被引用 5

一句话总结

本研究调查大一学生在为期 eight-week 的 Python 课程中使用ChatGPT的情况，分析调查问卷和学生–ChatGPT对话以评估感知的收益、互动和局限。

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.

研究动机与目标

• 考察大一新生在为期 eight-week 的 Python 编程课程中如何使用 ChatGPT。
• 描述学生对 ChatGPT 在编程教育中的角色、收益与不足的看法。
• 分析学生与 ChatGPT 的对话数据，以理解在各类学习活动中的互动模式。

提出的方法

• 混合方法设计，结合前后问卷与开放性问题。
• 收集并进行学生–ChatGPT 对话数据的主题分析。
• 基于日志的课程时间线活动分析及问题类型分类。

实验结果

研究问题

• RQ1 学生如何看待 ChatGPT 在学习 Python 编程中的有用性？
• RQ2 在大学编程课程中使用 ChatGPT 的感知收益与局限是什么？
• RQ3 学生在不同课程活动（练习、概念掌握、问题解决）中如何与 ChatGPT 互动？

主要发现

• 课程后数据普遍对将 ChatGPT 视为编程学习工具持积极态度。
• 学生经常使用 ChatGPT 进行调试、解释和代码示例，概念性问题在互动中占有相当比例。
• 对话分析显示与课程里程碑一致的模式，在条件语句和循环等主题期间使用峰值。
• 定性反馈强调快速应答、错误识别和定制化解释是主要收益。
• 缺点包括对依赖性、潜在错误答案以及与课程范围不一致的担忧。
• 改进建议包括逐步提示、互动提问、与开发环境的整合，以及获取多种正确解的途径。