擔(dān)心 AI 讓學(xué)生懶？一篇 Nature 子刊的元分析匯總了 51 項(xiàng)研究，揭示 ChatGPT 顯著提升中小學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)和高階思維能力。從語言到 STEM，從短期突破到長期成長，AI 正以科學(xué)的方式走向教育未來！

現(xiàn)在的學(xué)生，已經(jīng)離不開各種 AIGC 工具了，不論是寫作業(yè)，還是生成筆記，或者通過閱讀 AI 生成的摘要來讀文獻(xiàn)。

面對(duì)這些離不開 AI 的學(xué)生，老師和家長都開始擔(dān)憂了，這樣下去，孩子會(huì)不會(huì)越變?cè)奖堪　?/p>

然而，最近一項(xiàng)發(fā)表在 Nature 子刊的研究，基于對(duì) 59 項(xiàng)研究對(duì)匯總（元分析）指出，ChatGPT 的使用對(duì)提高 K12（中小學(xué)生）的學(xué)習(xí)表現(xiàn)有顯著的正向影響，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力也有所幫助。

這下家長們老師們可以稍微放心一些了。

https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y

為何說這項(xiàng)研究的結(jié)論足夠靠譜，是因?yàn)椴皇沁M(jìn)行了一兩次實(shí)驗(yàn)，而是將近年來所有涉及大模型對(duì)教學(xué)效果影響的研究進(jìn)行匯總后，得到的集眾家之所長的集體智慧。

成績(jī)和思維能力顯著提升

最初該研究通過關(guān)鍵詞檢索，找到了 6621 篇研究，經(jīng)過一次次篩選，最終找到 51 篇研究。

這些研究都在考察 ChatGPT 的使用對(duì)教學(xué)效果的影響，都采取了隨機(jī)雙盲實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了完整公開。

之后研究者將所有 51 項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總，重新分析，最終得到 ChatGPT 的使用對(duì)教學(xué)效果的影響。

研究中匯總論文的篩選情況

被選入的研究，其涉及面相當(dāng)廣泛。

既包括考察大模型對(duì)語言機(jī)寫作教學(xué)的影響，也包括對(duì)數(shù)學(xué)，物理等 STEM 課程，還有一些研究關(guān)注大模型對(duì)諸如編程等專業(yè)技能教學(xué)的影響。

從各研究涉及的實(shí)驗(yàn)時(shí)長來看，不止有關(guān)注 1 周內(nèi)短期影響的，也有一些會(huì)觀測(cè)大模型適應(yīng)對(duì)學(xué)生造成的長期（8 周以上）后果。

研究中對(duì) ChatGPT 的使用方法，也可分為個(gè)性化推薦，評(píng)價(jià)（打分），讓 ChatGPT 充當(dāng)導(dǎo)師，以及混合四種。

研究進(jìn)行的地點(diǎn)，最多是在亞洲，包括了所有五大洲，因此其結(jié)論具有跨文化性。

不過，這些元分析所涉及的研究大多考察中學(xué)階段，只有一項(xiàng)涉及小學(xué)生，因此該研究得到的結(jié)論，可適用于中學(xué)階段。

在最受大家關(guān)注的教學(xué)效果上（成績(jī)），該研究得到的結(jié)論是使用了 ChatGPT 之后，學(xué)生的成績(jī)有顯著提升，下面的每一點(diǎn)是一項(xiàng)研究，豎線代表匯總后的均值。

可以看到大部分研究都顯示學(xué)生在使用 ChatGPT 之后的學(xué)習(xí)成績(jī)有所提升，平均來看，使用 ChatGPT 后，教學(xué)效果提升了 0.867 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。這一提升不限特定學(xué)科，也不管如何使用 ChatGPT。

對(duì)學(xué)生使用 ChatGPT 后，學(xué)習(xí)成績(jī)顯著提升

此外，該研究研究還發(fā)現(xiàn)，使用 ChatGPT 之后，有助于學(xué)生培養(yǎng)高階思維（平均提升 0.457 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差），即不是簡(jiǎn)單的記憶特定的知識(shí)點(diǎn)，而是推理，匯總及創(chuàng)新性使用學(xué)到知識(shí)解決復(fù)雜問題的能力。

學(xué)生使用 ChatGPT 后，高階思維能力有所提升

無獨(dú)有偶，另一項(xiàng)今年 4 月發(fā)表的關(guān)于大模型在教學(xué)活動(dòng)中的元分析，匯總了總計(jì) 69 篇關(guān)于大學(xué)本科及 K12 階段在教學(xué)過程中使用大模型造成的影響的研究，得到了相同的結(jié)論，即 ChatGPT 提高學(xué)業(yè)表現(xiàn)，改進(jìn)了高階思維。

減輕精神負(fù)擔(dān)

除此之外，該研究還發(fā)現(xiàn)，ChatGPT 減輕了學(xué)生的精神負(fù)擔(dān)，提升了學(xué)習(xí)積極性，并且不會(huì)影響學(xué)生對(duì)自己能力進(jìn)行評(píng)估的準(zhǔn)確性。

對(duì)比大模型在各類課程教學(xué)中的影響，可發(fā)現(xiàn)其對(duì)技能相關(guān)課程的成績(jī)提升最為顯著。

這可能是因?yàn)檫@類課程通常涉及明確的任務(wù)目標(biāo)和程序步驟；ChatGPT 提供即時(shí)反饋、針對(duì)性指導(dǎo)和問題解決支持。

同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)，ChatGPT 使用帶來的更明顯的是短期提升，即相比對(duì)照組，使用 ChatGPT 的學(xué)生 1 周內(nèi)的成績(jī)提升最明顯。

而如果是對(duì)比使用 2 月后的長期影響，則提升的效果就沒那么顯著，這反過來說明，即使不使用大模型，對(duì)學(xué)生來說負(fù)面影響也只是暫時(shí)的，而非持久性的。

至于大模型的引入，為何能提升學(xué)習(xí)成績(jī)，有兩種可能的解釋。

第一是由于這些研究進(jìn)行的 23-24 年，大模型作為一項(xiàng)新出現(xiàn)的技術(shù)，其體驗(yàn)是全新的。參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生由于要嘗試一項(xiàng)新技術(shù)而產(chǎn)生了好奇心，因此更為專注，學(xué)習(xí)積極性更高，因此成績(jī)有所提升。

而另一種解釋，是認(rèn)為學(xué)習(xí)的過程是對(duì)學(xué)到對(duì)知識(shí)進(jìn)行信息壓縮，在此過程中學(xué)生需要與環(huán)境互動(dòng)，并在心理上構(gòu)建對(duì)知識(shí)的理解，而大模型同樣是對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，并能據(jù)此在學(xué)習(xí)過程中給出更為及時(shí)的反饋，因此能幫助學(xué)生更好地掌握新知識(shí)。

不過，這些研究中，實(shí)驗(yàn)者對(duì)大模型對(duì)使用，都是受到監(jiān)管的。

實(shí)驗(yàn)者設(shè)定了大模型將被如何使用，而家長老師們擔(dān)心的，是學(xué)生使用大模型去完成作業(yè)，而在此過程中，自己什么都不做，只是復(fù)制粘貼大模型的輸出。而這并不是這些研究要關(guān)注的。

在上述兩項(xiàng)研究中，大模型多被用于對(duì)學(xué)生對(duì)回答給出反饋和指導(dǎo)，這說明要想利用好大模型提升教學(xué)效果，需要注意使用方法，家長和老師要對(duì)學(xué)生如何使用大模型給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，切勿放任不管。

參考資料：

• https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131524002380#sec4

本文來自微信公眾號(hào)：新智元（ID：AI_era）

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