这篇文档属于类型a,是一篇关于ChatGPT如何传播数学学习者刻板叙事的原创研究论文。以下是针对该研究的学术报告:
作者与发表信息
本研究由University of Nevada, Las Vegas的Madeline Day Price、Erin Smith和R. Alex Smith合作完成,发表于2024年的*International Journal of Education in Mathematics, Science, and Technology (IJEMST)*第12卷第6期,标题为《“Exceptional Talent and Enthusiasm for Math”: An Examination of Storylines Circulated by ChatGPT About Mathematical Learners》。
学术背景
研究领域为教育技术与数学教育交叉学科,聚焦人工智能(AI)在教育中的潜在偏见问题。背景知识包括:
1. 数学教育中的叙事框架(storylines):已有研究表明,数学学习者的能力常被刻板标签化(如“亚裔擅长数学”),这些叙事通过教材、媒体等渠道传播(Nasir, 2016; Shah, 2019)。
2. AI的算法偏见:大型语言模型(如ChatGPT)可能从训练数据中习得并强化社会偏见(Baker & Hawn, 2022)。
研究动机源于两个现实问题:
- ChatGPT等AI工具正被教师用于数学写作反馈,但其反馈是否隐含对特定学习者群体的刻板叙事尚不明确。
- 数学写作(mathematical writing)是评估学生数学能力的重要实践,但教师缺乏相关培训资源,可能依赖AI工具。
研究目标是通过分析ChatGPT对不同标签学习者(如“天才学生”“特殊教育学生”“黑人学生”)的反馈,揭示其传播的叙事类型及其潜在影响。
研究流程与方法
研究分为数据收集和数据分析两阶段,采用定位理论(positioning theory)作为分析框架。
1. 数据收集(2023年4-7月)
- 研究对象:ChatGPT 3.5版本,因其免费、无字数限制且声称已优化偏见响应。
- 输入设计:
- 提供同一道数学题(停车场百分比问题)及一名虚构学生的错误解答文本。
- 通过修改学生标签(如“五年级学生”“五年级特殊教育学生”“亚裔五年级学生”等10类)生成差异化反馈请求。
- 提示ChatGPT以“小学数学教师”角色提供反馈,以增强情境真实性。
- 数据规模:共收集10组反馈,每组对应一个学习者标签。
2. 数据分析
- 反馈结构解析:ChatGPT的反馈均包含7个固定组件(如问候语、数学内容讨论、结尾鼓励等)。
- 叙事识别:基于定位理论,标注反馈中隐含的“叙事框架”,例如:
- 计算能力叙事:是否强调“心算(mental math)”的价值。
- 种族例外主义(racial exceptionalism):是否对特定种族学生(如黑人)使用“独特视角”“卓越能力”等标签化语言。
- 跨标签对比:分析同一错误答案下,不同标签学生获得的反馈差异。
特殊方法:
- 双语反馈处理:对“西班牙裔学生”标签,ChatGPT自动生成西班牙语反馈,研究团队将其翻译为英语后纳入分析。
- 顺序效应控制:因ChatGPT在同一对话线程中可能受先前输入影响,研究者记录了输入顺序以评估潜在偏差。
主要结果
研究发现ChatGPT的反馈中隐含以下五类叙事:
1. 数学思维的叙事
- 计算能力优先:除“特殊教育学生”和“学习障碍学生”外,其他学生均被明确赞扬“心算能力”,强化了“数学即计算”的狭隘认知(如对“亚裔学生”反馈:“你的心算能力展示了数学天赋”)。
- 策略多样性双重标准:“天才学生”被描述为“使用创新方法”,而其他学生仅被泛泛肯定“尝试不同策略”。
2. 数学解释的叙事
- 语言能力偏见:对“双语学生”和“英语学习者”额外强调语言进步(如“你的英语很棒,继续练习”),而其他学生未获类似反馈,隐含“非英语母语者需额外关注语言”的假设。
3. 努力与挑战的叙事
- 特殊群体的“克服困境”标签:仅“特殊教育学生”“学习障碍学生”和“英语学习者”被提及“需要耐心和努力”,例如对学习障碍学生反馈:“数学无需匆忙,慢慢思考”。
4. 未来成功的叙事
- 种族化预期:“黑人学生”和“学习障碍学生”仅被肯定“潜力”,而“白人”“亚裔”学生则被告知“你的努力将带来成功”,反映种族化的成就预期。
5. 种族例外主义叙事
- 黑人学生的“独特化”:ChatGPT唯一直接提及种族的是对“黑人学生”的反馈:“作为黑人学生,你的独特视角令人鼓舞”,强化了“黑人卓越(Black excellence)”的刻板叙事。
关键数据:
- 所有反馈中,80%提及“心算”,