Simulation de l'éducation en classe avec des agents assistés par des modèles de langage (LLM)

Simulating Classroom Education with LLM-Empowered Agents

June 27, 2024

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

cs.AI

Résumé

Les grands modèles de langage (LLM) ont été utilisés dans diverses tâches éducatives intelligentes pour assister l'enseignement. Bien que les explorations préliminaires se soient concentrées sur des agents indépendants dotés de LLM pour des tâches éducatives spécifiques, le potentiel des LLM dans un cadre collaboratif multi-agents pour simuler une salle de classe avec la participation réelle d'utilisateurs reste inexploré. Dans ce travail, nous proposons SimClass, un cadre de simulation de salle de classe multi-agents impliquant la participation des utilisateurs. Nous identifions des rôles de classe représentatifs et introduisons un nouveau mécanisme de contrôle de classe pour l'enseignement automatique, puis menons des expériences utilisateurs dans deux cours réels. En utilisant le système d'analyse interactive de Flanders et le cadre théorique de la communauté d'enquête en analyse éducative, nous démontrons que les LLM peuvent simuler efficacement les modèles d'interaction traditionnels en classe tout en améliorant l'expérience des utilisateurs. Nous observons également des comportements de groupe émergents parmi les agents dans SimClass, où les agents collaborent pour créer des interactions vivantes en classe afin d'améliorer le processus d'apprentissage des utilisateurs. Nous espérons que ce travail ouvre la voie à l'application des systèmes multi-agents dotés de LLM dans l'enseignement en classe virtuelle.

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.