基于人工智能的辅导系统对数学教育中学生参与度及长期记忆保持的影响

《Scientific Reports》：The impact of artificial intelligence-based tutoring systems on student engagement and long-term retention in math education

　　

摘要

本研究探讨了基于人工智能的辅导系统Edmentum Exact Path在伊朗中学中对12年级学生的数学成绩、长期记忆能力、学习积极性以及他们对人工智能辅助学习的看法所产生的影响。研究采用了准实验性混合方法设计，参与者为来自伊朗四所公立高中的97名男生。由于研究在普通学校环境中进行，无法对个体进行随机分配，因此学生们仍留在原有的班级中，这些班级被划分为实验组和对照组。实验组在教学过程中使用Edmentum Exact Path辅助数学教学，而对照组则采用传统的教师主导教学方式。研究对两组学生进行了数学预测试、即时后测、延迟后测以及学习积极性问卷调查，并在干预前检查了两组的基线水平。定量分析结果显示，干预前两组学生在数学成绩和学习积极性方面不存在统计学上的显著差异。然而干预后，实验组在即时数学成绩、数学知识的长期记忆能力以及认知、行为和情感方面的学习积极性方面均显著优于对照组。从实验组学生的开放式调查反馈中得到的定性结果表明，他们认为Edmentum Exact Path易于使用、效果良好、能够激发学习动力，且有助于个性化练习、及时反馈、错误纠正以及持续投入数学学习任务。这些研究结果表明，当人工智能辅导系统作为教师主导教学的补充工具时，能够提升数学学习效果，不过由于样本仅限于某个国家背景下四所公立高中的12年级男生，其研究结果需谨慎推广。