Simulation von Klassenzimmerunterricht mit LLM-unterstützten Agenten

Simulating Classroom Education with LLM-Empowered Agents

June 27, 2024

Autoren: Zheyuan Zhang, Daniel Zhang-Li, Jifan Yu, Linlu Gong, Jinchang Zhou, Zhiyuan Liu, Lei Hou, Juanzi Li

cs.AI

Zusammenfassung

Große Sprachmodelle (LLMs) wurden in verschiedenen intelligenten Bildungsaufgaben eingesetzt, um beim Unterrichten zu helfen. Während erste Erkundungen sich auf unabhängige LLM-unterstützte Agenten für spezifische Bildungsaufgaben konzentriert haben, bleibt das Potenzial von LLMs innerhalb eines Multi-Agenten-Kollaborationsrahmens zur Simulation eines Klassenzimmers mit echter Benutzerbeteiligung unerforscht. In dieser Arbeit schlagen wir SimClass vor, ein Multi-Agenten-Klassenzimmersimulationsframework mit Benutzerbeteiligung. Wir erkennen repräsentative Klassenrollen an und führen einen neuartigen Klassensteuerungsmechanismus für automatischen Klassenunterricht ein und führen Benutzerexperimente in zwei realen Kursen durch. Unter Verwendung des Flanders Interaktionsanalyse-Systems und der Community of Inquiry-Theorie aus der Bildungsanalyse zeigen wir, dass LLMs traditionelle Klasseninteraktionsmuster effektiv simulieren können, während sie die Benutzererfahrung verbessern. Wir beobachten auch aufkommende Gruppenverhaltensweisen unter Agenten in SimClass, wo Agenten zusammenarbeiten, um belebende Interaktionen in Klassenzimmern zu schaffen, um den Lernprozess der Benutzer zu verbessern. Wir hoffen, dass diese Arbeit die Anwendung von LLM-unterstützten Multi-Agenten-Systemen im virtuellen Klassenraumunterricht vorantreibt.

English

Large language models (LLMs) have been employed in various intelligent educational tasks to assist teaching. While preliminary explorations have focused on independent LLM-empowered agents for specific educational tasks, the potential for LLMs within a multi-agent collaborative framework to simulate a classroom with real user participation remains unexplored. In this work, we propose SimClass, a multi-agent classroom simulation framework involving user participation. We recognize representative class roles and introduce a novel class control mechanism for automatic classroom teaching, and conduct user experiments in two real-world courses. Utilizing the Flanders Interactive Analysis System and Community of Inquiry theoretical frame works from educational analysis, we demonstrate that LLMs can simulate traditional classroom interaction patterns effectively while enhancing user's experience. We also observe emergent group behaviors among agents in SimClass, where agents collaborate to create enlivening interactions in classrooms to improve user learning process. We hope this work pioneers the application of LLM-empowered multi-agent systems in virtual classroom teaching.