今世紀に入り、AIを活用した「知的家庭教師」の実験が数多く行われてきた。
ある学者は、ChatGPTは生徒の学習を支援するために使える可能性があるものの、現状のままでは使えないと述べている。
しかし、知的家庭教師の歴史と研究は、チャットボットの力を活用する適切な設計を用いれば、より深く個別化された学習をほぼすべての人が利用できるようになることを示している。
疲れを知らず、膨大なデータにアクセスでき、誰にとっても無料の個人教師を想像してほしい。1966年、スタンフォード大学の哲学教授パトリック・スappesは、まさにそれを想像し、次のような予測を示した：いつの日か、コンピュータ技術が進化して「何百万人もの学童」が個人教師を利用できるようになるだろう。彼は、その状況は若き王子アレクサンダー大王がアリストテレスの指導を受けていたのと同じようになると述べた若き王子アレクサンダー大王がアリストテレスの指導を受けていた。
そして今、ChatGPTは、高度な対話能力を備えた新しい人工知能搭載のチャットボットであり、そのような家庭教師になる可能性を持っている。ChatGPTは幅広いテーマに関する膨大なデータを蓄積しており、大学院の入学試験に合格することさえできる。私は、コンピュータを使って人々の学習を支援する方法を研究している研究者として、ChatGPTは生徒の学業成績を伸ばすために使えると考えている。しかし、現在の形態のChatGPTは、一つの課題に集中し続けることができず、ましてや指導はできない。
哲学、工学、人工知能の研究者たちは、インターネットが1990年代に世界的な商業ネットワークになるよりずっと前から、コンピュータを「「知的家庭教師」として活用することを構想していた。1990年代に世界的な商業ネットワークへと発展した。私は、初期の指導システムの開発から得られた教訓が、将来、生徒と教育者がChatGPTを家庭教師としてどのように最大限活用できるかについての示唆を与えてくれると考えている。
家庭教師としてのコンピュータ
スタンフォード大学の哲学教授であるスappesは、「コンピュータ支援教育」と呼ばれる分野の先駆者だった。彼は、最も初期の教育用ソフトウェアのいくつかを開発した。そのソフトウェアは、コンピュータを通じて個別指導を提供し、プログラムを使わなかった生徒よりも良好なテスト結果につながった。私は2004年から2012年まで、スappesの下でソフトウェアやその他のオンラインプログラムの開発に携わった。
それ以来、生徒を支援するための「知的家庭教師」を構築する実験が、人工知能、ソーシャルネットワーク、コンピュータハードウェアの進歩を推し進めてきた。そして今日、ChatGPTが論文を書き、哲学的な問いに答え、コンピュータのコーディング問題を解く能力は、ついにスappesが目指した、コンピュータによる真に個別化された指導を実現するかもしれない。
個別化学習の初期のバージョン
1972年、「PLATO（Programmed Logic for Automated Teaching Operations：自動教育運用のためのプログラム論理）」と呼ばれる新しい個別化学習システムが登場した。PLATO（自動教育運用のためのプログラム論理の略）は、この種のシステムとして初めて広く利用可能になった個別化学習システムだった。
イリノイ大学で電気工学の教授を務めていたドン・ビッツァーによって開発されたPLATOは、最大1,000人の生徒が同時にメインフレームコンピュータにログインすることを可能にした。各生徒は、外国語、音楽、数学、その他多くの科目のオンラインコースを受講でき、その間、課題に対するフィードバックをコンピュータから受け取ることができた。
PLATOは対面授業と同じ達成水準に、より短い時間で到達することを生徒に可能にした。また、ほとんどの生徒は、大講義室に座って受ける授業よりもこの形式を好んだ。しかし、このシステムは高額すぎたため、多くの大学では利用されなかった。コンピュータ端末一台の販売価格は8,000米ドル超（現在の約58,000ドル相当）であり、学校は生徒がシステムを使用するたびに追加料金を支払う必要があった。それでもPLATOが生徒に成功を収めたことは、共同設立者にスappesが名を連ねたカレッジ・カリキュラム・コーポレーションを含む多くの企業に、同様の指導を提供するソフトウェアを開発する刺激を与えた。
アップルやコモドールなど、人気のパソコンブランドは、教育用ソフトウェアが利用可能であることを、家庭がホームコンピュータに投資する理由として宣伝した。
1985年までに、カーネギーメロン大学の研究者たちは、人工知能と認知心理学の進歩を活用したソフトウェアを設計していた。彼らは、当時の技術は、コンピュータシステムが人間の家庭教師と同等に効果的に機能するように設計できる水準にまで進歩したと主張した。しかし、当時すでに1万点を超える教育用ソフトウェアが存在していたにもかかわらず、その多くは品質がかなり低く、実質的な指導を提供していなかった。
カーネギーメロン大学で開発された教育用ソフトウェアのより高度な設計は、生徒が従来の教室にいる生徒よりも大幅に多く学ぶことを可能にしたが、学校では広く使われることはなかった。
1980年代と1990年代には、学校が知的家庭教師を生徒に利用させるには、高価で高性能なコンピュータワークステーションを相当数揃える必要があった。現在では、コンピュータははるかに高性能になり、はるかに安価になっている。
また、初期の知的家庭教師は主に数学、理科、技術系の授業で使われており、その魅力を制限していた。生徒はソフトウェアに質問をすることができなかった。ただし、生徒は小テストや試験の解答に対するフィードバックを受け取ることはできた。
2001年、次世代の知的指導システムは、書かれた英語で生徒と会話することができるようになった。これらの初期のチャットボットは、自然言語処理の進歩を用いて、さまざまな科目について生徒と対話した。各システムは、物理学など一つの科目のために特化して設計されていた。英語など別の科目を追加するには、専用の指導システムが必要だった。
その後の数年間では、コンピュータによる指導という夢の実現に向けた飛躍的な進歩を可能にする三つの動きがあった。一つ目は、1990年代のダイヤルアップ接続よりも高速なブロードバンドインターネットの普及だった。二つ目は、より高性能なコンピュータの低価格化だった。三つ目は、テクノロジー企業による投資と、大学における人工知能研究への政府資金であり、これが現在チャットボットと呼ばれるものの開発につながった。
最初のチャットボット
2007年までに、初期のAIチャットボットは、生徒の質問への解答について対話を通じて指導を行うようになった。研究によると、これらのチャットボットは人間の家庭教師の効果に類似した学習成果を支えた。。とはいえ、チャットボット技術を使った指導の提供は、主に実験段階にとどまっていた。
2010年代には、ソーシャルネットワークと人工知能の進歩によって、人々のテクノロジーとの関わり方が劇的に変化した。チャットボットは私たちの生活の多くの場面に組み込まれ、もはや実験的なものではない。人々は今や、スマートフォン、自動車、家電製品に話しかけている。多くの人が自宅にバーチャルアシスタントを持っている。彼らはAlexa、Siri、Googleに道順や簡単な宿題の答えを尋ねることができる。
今日、ChatGPTはより複雑な会話を可能にする高度な能力を備えており、スappesが1966年に予測したものに近い、個別化された指導を提供できる。
私はChatGPTに、なぜ自分が良い家庭教師になれるのかを尋ねたところ、次のように回答した。「私は、幅広い質問や指示を理解して応答でき、幅広いテーマについて詳細かつ正確な情報を提供できるため、生徒にとって良い家庭教師です。さらに、この情報を明確でわかりやすい方法で伝えることができるため、どのような理解度の生徒にもアクセスしやすくなります。私は機械学習モデルであるため、大量の情報を迅速かつ効率的に提供することもでき、短期間に多くの新しい教材を学ぼうとしている生徒にとって特に役立つ可能性があります。」
それに対し、Siriは次のように述べた。「うーん……その件については答えがありません。ほかにお手伝いできることはありますか？」
大学の授業でチャットボットを活用することに関する最近の研究では、チャットボットの使い方が、生徒がより深く学ぶことを促す上で重要であることが示されている。例えば、AIチャットボットは、カーネギーメロン大学の大学院生向けのクラウドコンピューティングの講義において、学習の大幅な向上を可能にした。カーネギーメロン大学の大学院向けクラウドコンピューティングの講義。これらの学習の向上は、チャットボットが生徒に対して既存の主張を発展させることや、生徒が行った主張についてより多くの情報を提供することを求めた際に生じた。この場合、チャットボットは生徒が質問をするのではなく、生徒に質問をした。
多くの教育者は、ChatGPTの利用によって生徒の学習量が減ることを懸念している。ChatGPTは課題やレポートの不正に使われる可能性があるためだ。また、別の人々は、ChatGPTが誤った回答をすることや誤情報を広めることを懸念している。
しかし、知的家庭教師の歴史と研究は、適切な設計を用いることで、ChatGPTのようなチャットボットの力を活用し、より深く個別化された学習をほぼすべての人が利用できるようにできることを示している。例えば、人々がChatGPTを使って、生徒に自分の課題を見直させたり説明させたりするような質問を投げかければ、生徒はより大きな学習の成果を得られるだろう。ChatGPTはアリストテレスがかつて持っていたものよりもはるかに多くの知識にアクセスできるため、生徒がそうでなければ学べたであろう以上に学習できるよう支援する大きな可能性を秘めている。
