调查学生在数学建模中AI角色的偏好：来自随机对照试验的证据
人机交互
2025-10-09 v1
摘要
数学建模（MM）是解决复杂现实问题的关键能力，但许多学生在抽象、表示和迭代推理方面存在困难。人工智能（AI）被提出作为支持更高阶思维的工具，但其在MM教育中的作用仍未得到充分探讨。本研究检验了学生的设计思维（DT）、计算思维（CT）与数学建模自我效能（MMSE）之间的关系，并探讨了他们在建模过程中对不同AI角色的偏好。通过随机对照试验，我们识别出DT、CT和MMSE之间存在显著关联，并揭示了学生偏好AI角色的不同模式，包括AI作为导师（提供解释和反馈）、AI作为工具（协助计算和表示）、AI作为合作者（提出策略并共同构建模型）以及AI作为同伴（提供鼓励并促进反思）。不同学习者轮廓之间的差异凸显了学生的 disposition如何塑造其对AI的期望。这些发现推进了AI支持的MM理解，并为自适应以学习者为中心的系统提供了设计启示。
引用
@article{arxiv.2510.06617,
title = {Investigating Students' Preferences for AI Roles in Mathematical Modelling: Evidence from a Randomized Controlled Trial},
author = {Wangda Zhu and Guang Chen and Yumeng Zhu and Lei Cai and Xiangen Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06617},
year = {2025}
}