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AIはなんでも解決できる?ChatGPTに算数の文章題を回答させてみたら…

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145日前

わたしたちの生活になくてはならないものになりつつあるAI。

しかし、AIはなんでも解決できると思っていませんか?


実際にはAIにも得意なことと苦手なことがあります。

話題の生成AI「ChatGPT」は、言語処理の技術を用いて、人間と会話をすることができるAIです。では算数の文章題に対しては、どのような回答をするのでしょうか?


この記事では、ChatGPTに解かせてわかった算数の問題解決能力の限界と、機械では解決できない、人の持つ可能性のために身に着けておきたいことについて、一緒に考えてみましょう。



発達を続けるAI技術

AIとは、人間の知能を模倣したコンピューターシステムのことです。

AIはさまざまな分野で活用されており、今後も発展が期待されています。


近年は機械学習やディープラーニングと呼ばれる技術が注目されており、機械学習の仕組みや環境、画像認識などもできるようになりました。


応用分野は電車や自動車といった乗り物の自動運転、無人コンビニ、AIペットなど利便性だけにとどまらず多岐にわたり、AIの市場規模は2025年度には約3,000億円に達すると予測されています。


そもそもChatGPTとは?

中でも目覚ましい発展をしているのがChatGPTです。

ChatGPTとは、OpenAIが開発したAIチャットボットのことで、ユーザーが入力した質問に対して、まるで人間のように自然な対話形式でAIが答えるサービスです。


インターネット上の膨大なテキストデータから学習したAIで、さまざまな言語にも対応できます。

人間のフィードバックをもとに強化学習を行うことで、ChatGPTは質問の意図や文脈を理解し、より適切な回答を生成できるよう学習を積み重ねて精度を上げています。


算数の文章題はChatGPTで解けるのか?

算数の問題の中でもパターン化ができないうえ、苦手な方も多い出題ジャンルの文章題。日常生活の中でも、まずは状況を把握して、求めた答えを出すことができる式を組み立てるところからスタートしなければいけません。


では、組み立てた式の形ではなく、それ以前の段階を文章として問われた場合、ChatGPTで正確に解けるのでしょうか?


ChatGPTの得意な文章題

ChatGPTにもやはり文章から理解し、正解を導き出せる問題の得意、不得意があるようです。

主に得意なものは、一定の規則性や法則があるもの、もしくは定型があるものなどのようです。具体的には以下のようなものがあります。


  • ある図形の面積や周囲の長さを求める問題
  • ある比率や割合を使って単位換算をする問題
  • ある数列の規則性を見つけて次の項を求める問題


hhatGPTの苦手な文章題

一方で不得意なものは、定型にはまらないもののようです。具体的には以下のようなものがあります。


  • ある物語や状況を想像して答えを導く問題
  • ある条件や制約を満たすように答えを探索する問題
  • ある論理や証明を用いて答えを導く問題


ChatGPTが算数の文章題を解くためには、言語処理や機械学習などの技術が必要です。しかし、これらの技術はまだ完全ではなく、人間の知能や常識には及ばない部分があります。そのため、ChatGPTは人間と同等のパフォーマンスを発揮することは難しいと考えられる部分はまだまだあるようです。


人間とAIで算数の文章題正答率を研究していた!

ChatGPTは、人間の言語を理解し回答できる能力を持っていますが、一部の算数の文章題を解くのはまだ苦手です。

そこで、小学校の算数の問題を集めたGSM8Kと呼ばれるデータを用いて、ChatGPTのもととなるAIと、人間の正答率を比較する実験が行われました。


どのような点に着目し研究されたのかをご紹介します。


①人間とAIでの文章題の解き方の違いを分析

人間は問題文の意味や文脈を理解して解答を導き出すのに対し、AIは問題文を数式に変換して計算するという方法をとります。その結果、人間は複雑な問題でも正答率が高いのに対し、AIは単純な問題でも正答率が低いことが分かりました。


②AIが算数の文章題をどの程度解けるか

Ape210Kという大規模なデータに含まれる文章題をAIに解かせたところ、正答率は約50%でした。また、AIは分数や割合などの問題に弱く、鶴亀算のような計算に強いことが分かりました。


③人間が算数文章問題を解けた要因は、解決に有効なメタ認知方略

メタ認知方略とは、自分の思考や学習を調整するための技法です。

この研究では、ふきだし法という、考えていることをマンガのふきだしのようにどんどん書き出して整理するメタ認知方略を用い、算数の学習に取り組んだ児童の成果をピックアップしました。


AIと人間の解き方の差として、ふきだし法を用いた児童は、柔軟に文章題の意味や構造を理解し、正答率や自信度が高いことがわかりました。


AI時代だからこそ、身に着けておきたい能力

近い将来、単純で定型的な作業はAIに代替されやすく、クリエイティブで柔軟な作業はAIに代替されにくいと言われています。


いろいろなものが機械に取って代わる将来へ向けて、人間が身に着けておきたい能力としては、以下のようなものが挙げられます。


  • 企画発想力や創造性

AIは既存のデータやルールに基づいて計算や判断を行いますが、新しいアイデアや価値を生み出すことは得意ではありません。


  • チャレンジ精神や主体性、行動力、洞察力などの人間的資質

AIは目的や指示が明確でないと動きませんが、人間は自ら目標を設定し、主体的に行動することができます。また、人間は自分の強みや弱みを認識し、学習や成長を続けることができます。


また、これらを実現するために必要な基礎的な力として、「判断力」や「想像力」を鍛えておくとよいでしょう。

そろばんでは、それらを含む「6つの力」をはじめ、さまざまな脳力の発達に影響があると言われています。


いしど式そろばんで身につく「6つの力」とは?ー集中力/記憶力/判断力/情報処理能力/忍耐力/創造力:幼児から大人まで!数字に強くなることのメリットと、鍛える方法を教えます!


近い将来AIの影響で仕事がなくなる?

先述のとおりAIの発達によって、仕事がなくなったり、変化したりすることもあるでしょう。そのため、AI時代に備えて自分の能力を見直したり、スキルアップしたりすることが必要です。


しかし、それはAIに対抗するためではなく、AIと協力するためです。AIは人間の敵ではなく、パートナーなのです。具体的には以下のようなメリットがあります。


  • 単純で定型的な作業は自動化され、人間はよりクリエイティブで柔軟な作業に専念できるようになります。
  • 新しい仕事やサービスが生まれ、人間の需要や価値が高まります。
  • 人間の能力やスキルを向上させるツールや教育が普及し、人間の学習や成長が促進されます。


一生役立つ「6つの力」、子どもも大人も身に着けたいならそろばんで!

AIが日常生活に浸透してきて間もないが、その発展は目覚ましいものがあります。AIと上手に付き合って生活をしていくうえで、人間にしかできない能力を育てていくことも重要です。


いしど式では、計算の能力はもちろん、そろばんを習うことで期待される脳力を身に着けるために、無理なく楽しく続けられるサポートの環境がそろっています。


そろばんでぜひ、未来を見据えた先を読む力や、そこに向けて忍耐強くチャレンジする経験をしてみませんか。


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