Einsatz von Konversationsagenten in der Bildung

Künstliche Intelligenz und Technologien zur Verarbeitung natürlicher Sprache treiben den Einsatz pädagogischer Gesprächsagenten mit empathischen Fähigkeiten voran. Dabei handelt es sich um virtuelle Werkzeuge (z. B. Chatbots), die beim Schüler eine empathische Reaktion hervorrufen und ihm gleichzeitig dabei helfen können, seine Fähigkeiten weiterzuentwickeln.

Da sie stets verfügbar sind und Schülern und Lehrern zunehmend effektive Unterstützung bieten, verzeichnen diese Technologien ein rasantes Wachstum, insbesondere in den Bereichen der Verbesserung und Personalisierung des Online-Lernerlebnisses.

Aufgrund ihrer jüngsten Einführung gibt es jedoch noch keine umfassenden wissenschaftlichen Erkenntnisse über die Anwendung dieser Plattformen in der Bildung, weshalb eine Studie von Elvis Ortega-Ochoa, einem Doktorandenforscher in der SMARTLEARN-Gruppe an der Universitat Oberta de Catalunya, vorliegt (UOC) konzentrierte sich auf die Prinzipien, die diese Technologien regeln.

A Studieveröffentlicht in der Britisches Journal für Bildungstechnologiean der auch die UOC-Postdoktorandin Marta Arguedas und das Mitglied der UOC-Fakultät für Informatik, Multimedia und Telekommunikation, Thanasis Daradoumis, teilnahmen, analysierte in einer wissenschaftlichen Rezension die wichtigsten Beiträge aus mehr als 1.000 Studien und Artikeln zum Thema und zeichnete daraus nützliche Schlussfolgerungen für ihre Entwicklung, wie z. B. die Gestaltungsprinzipien, die zu Beginn des Prozesses zur Erstellung dieser Agenten berücksichtigt werden müssen.

„Konversationsagenten müssen über zwei der wichtigsten Fähigkeiten verfügen, die Lehrer in jedem Lehr- und Lernprozess in die Praxis umsetzen: Emotionen auf verschiedene Weise identifizieren und regulieren und auf den emotionalen Zustand des Schülers reagieren, während sie gleichzeitig beim intellektuellen Aufbau und der Entwicklung ihrer Fähigkeiten voranschreiten.“ erklärte Ortega-Ochoa, der seine Doktorarbeit im Rahmen des Doktorandenprogramms für Bildung und IKT (E-Learning) verfasst.

Die Studie bietet außerdem einen umfassenden und aktuellen Überblick über die Forschungsdesigns, die bei der Implementierung dieser Wirkstoffe verwendet werden. Darüber hinaus werden die Faktoren untersucht, die ihre Wirksamkeit in der Bildung beeinflussen, und auch die Arten von Feedback bewertet, die die Wirkung empathischer Agenten auf die Lernergebnisse verbessern.

Von Chatbots bis hin zu intelligenten Nachhilfesystemen

Diese technologischen Konversationslernwerkzeuge müssen eine synchrone oder asynchrone Interaktion mit dem Schüler ermöglichen und können in verschiedenen Formaten und Kanälen in den Bildungsprozess integriert werden: Diese reichen von einem eigenständigen System wie einem Chatbot bis hin zur Verwendung innerhalb eines intelligenten Nachhilfesystems .

„Sie werden derzeit eingesetzt, um die Soft Skills der Studierenden zu entwickeln und sie zu motivieren, wenn sie mit verschiedenen Coaching-Techniken konfiguriert werden. An bestimmten Stellen im Unterrichtsprozess können sie auch nützlich sein, um neue Themen einzuführen oder Inhalte zu vertiefen.“ bereits gelernt“, erklärte der UOC-Forscher.

Was ihren Nutzen und die Wahrnehmung der Studierenden angeht, haben verschiedene Studien die Wirksamkeit dieser Gesprächsinstrumente bei der Verbesserung der Motivation und Lernleistung gezeigt. „Wir haben gesehen, dass diese Vorteile mit der Robustheit der Interaktionen mit dem Tool zusammenhängen, sodass die Verantwortung für den Erfolg bei den für diese Dienste verwendeten Entwicklungstechniken liegt. Virtuelle Agenten, die häufig künstliche Intelligenz und empathische Fähigkeiten nutzen, sind weniger eintönig und unterbrechen weniger.“ Gespräche in geringerem Maße“, fügten die Forscher hinzu. Die Autoren weisen auch darauf hin, dass diese Vorteile teilweise dem Neuheitseffekt unterliegen können, der neuen Technologien innewohnt.

Mit Blick auf die Zukunft gehen Fachleute auf diesem Gebiet davon aus, dass diese Agenten die in den Gesprächen präsentierten pädagogischen und empathischen Eigenschaften weiter verfeinern werden, sodass das Online-Lernen personalisierter und an die Bedürfnisse der Schüler angepasst werden kann.

„Mit dem Aufkommen künstlicher Intelligenz und weit verbreiteter Sprachmodelle wie ChatGPT sind Bildungseinrichtungen eher experimentierfreudig, um wissenschaftliche Durchbrüche flächendeckend in das pädagogische Modell der Institution zu integrieren, was bedeutet, dass wir hier wahrscheinlich einen institutionellen Maßstab haben.“ Bereich in den kommenden Monaten oder innerhalb weniger Jahre“, erklärte Ortega-Ochoa.

Diese Studie leistet einen wesentlichen Beitrag dazu, Bildungs- und IT-Fachleuten einen Überblick über die neuesten Entwicklungen in diesem Bereich zu geben. Es listet die Gestaltungsprinzipien auf, die bei der Erstellung dieser Agenten zu berücksichtigen sind, und hebt die Transversalität der empathischen Komponente in der Gesamtgestaltung der Interaktion, die Förderung des dialogischen Lernens, die Beherrschung des Wissensgebiets und das personalisierte Feedback entsprechend den Schülern hervor Ebene. Es zeigt auch, wie die Agenten in den Lernumgebungen implementiert wurden, und liefert genügend Faktoren, die bei der Bewertung der Wirksamkeit der Designprinzipien berücksichtigt werden müssen.

Ziel der Studie ist es, einen Maßstab für Bildungs- und Technologieteams zu liefern, die ein Projekt dieser Art durchführen möchten. Außerdem werden Aspekte hervorgehoben, die verbessert werden können, wie z. B. die mangelnde Klarheit, wenn frühere Gespräche zwischen Agenten und Lernenden zu einer Datenbank hinzugefügt werden, um Lernstände zu ermitteln und Antworten während derselben Sitzung zu personalisieren.

Schließlich werden in der Studie auch ethische Überlegungen im Zusammenhang mit der Verwendung dieser Agenten erörtert und einige Ratschläge für ihre korrekte Entwicklung gegeben, z. B. das Training des Systems mit unvoreingenommenen Daten, die ethische Verwaltung der vom Agenten gesammelten Informationen, die Sicherstellung, dass sein Algorithmus inklusiv ist, usw verhindern, dass diskriminierende Stereotypen reproduziert werden.

Die Forscher warnen außerdem, dass sich die meisten Studien früherer Projekte auf die Wahrnehmung der Schüler hinsichtlich der Qualität, Erfahrung und emotionalen Bindung konzentrierten, die durch die Interaktion entsteht, aber nur wenige bewerteten das Lernen und den Fortschritt bei der Entwicklung von Kompetenzen.

Basierend auf diesen Ergebnissen erwägen die Forscher nun die Möglichkeit, die wissenschaftlichen Durchbrüche bei den Emotionsregulationsstrategien von Schülern während ihrer Interaktion mit einem empathischen pädagogischen Gesprächsagenten zu überprüfen und eine eingehende Überprüfung der Entwicklungstechniken dieser Agenten durchzuführen, um festzustellen, welche ist je nach den Ressourcen des Bildungs- und Technologieteams am praktikabelsten.

Die Forscher haben zusammen mit José Quiroga Pérez und Joan Manuel Marquès Puig auch veröffentlicht ein Artikel In Internet der Dinge das „sich mit empathischen Agenten befasst, um den Erwerb von Computerkompetenzen zu revolutionieren und motivierende, regulatorische und metakognitive Dynamiken in der Online-Hochschulbildung zu katalysieren.“