Simulação da Educação em Sala de Aula com Agentes Potencializados por LLM

Resumo

Grandes modelos de linguagem (LLMs) têm sido empregados em várias tarefas educacionais inteligentes para auxiliar no ensino. Enquanto as explorações iniciais têm se concentrado em agentes independentes capacitados por LLM para tarefas educacionais específicas, o potencial dos LLMs dentro de um framework colaborativo multiagente para simular uma sala de aula com participação real do usuário permanece inexplorado. Neste trabalho, propomos o SimClass, um framework de simulação de sala de aula multiagente envolvendo a participação do usuário. Reconhecemos papéis representativos de classe e introduzimos um mecanismo de controle de classe inovador para ensino automático em sala de aula, e realizamos experimentos de usuário em dois cursos do mundo real. Utilizando o Sistema de Análise Interativa de Flanders e os frameworks teóricos da Comunidade de Investigação da análise educacional, demonstramos que os LLMs podem simular padrões de interação em sala de aula tradicionais de forma eficaz, ao mesmo tempo em que aprimoram a experiência do usuário. Também observamos comportamentos de grupo emergentes entre agentes no SimClass, onde os agentes colaboram para criar interações estimulantes em salas de aula para melhorar o processo de aprendizagem do usuário. Esperamos que este trabalho pioneiro abra caminho para a aplicação de sistemas multiagentes capacitados por LLM no ensino de salas de aula virtuais.

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.

Simulação da Educação em Sala de Aula com Agentes Potencializados por LLM

Simulating Classroom Education with LLM-Empowered Agents

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