Apprendere con l’intelligenza artificiale. È possibile?

In questo articolo vediamo se e come è possibile apprendere grazie all’intelligenza artificiale, mettendoci nei panni di una persona adulta che vuole tornare a studiare la matematica ripartendo dalle basi.

Abbiamo già trattato il tema intelligenza artificiale e matematica, ma ora vogliamo capire se apprendere con l’intelligenza artificiale che ci fa da assistente sia già possibile oppure se dobbiamo attendere gli sviluppi futuri dei chatbot.

L’esperimento che segue è stato effettuato utilizzando ChatGPT, ma è replicabile usando altri strumenti di intelligenza artificiale generativa, ad esempio Gemini di Google.

Partiamo da un prompt abbastanza generico.

Sono una persona adulta. Vorrei ripartire con lo studio della matematica. Che cosa mi consigli?

La risposta, suddivisa in cinque punti, è molto lunga e non molto utile. Proviamo quindi a ricominciare modificando leggermente il prompt.

Sono una persona adulta. Vorrei ripartire con lo studio della matematica. Puoi aiutarmi?

Da notare che alla domanda «Puoi aiutarmi?», ChatGPT avrebbe anche potuto rispondere con un semplice «sì/no». Sarebbe stato quindi più utile scrivere «Come puoi aiutarmi?».

Invece, forse a causa dell’ambiguità del nostro prompt, ChatGPT genera due risposte (Figura 1).

In entrambi i casi ChatGPT ci chiede una sorta di autovalutazione. In realtà ci aspettiamo che l’intelligenza artificiale sia in grado, magari con un test, di valutare il nostro attuale livello in matematica.

L’intelligenza artificiale ci valuta

Proviamo a chiedere direttamente.

Non sono in grado di autovalutarmi. Puoi farlo tu?

La riposta consiste in una sequenza di domande (Figura 2).

Decidiamo di rispondere punto per punto (eventuali errori sono chiaramente voluti!):

1) Credo che la risposta sia 4/6.
2) Credo che la risposta sia 2.
3) Base per altezza diviso 2 e somma delle misure dei lati.
4) Non ricordo.
5) Fa 30.
6) Sì, ma non ricordo.
7) Problemi concreti.

ChatGPT ci risponde che ora ha un quadro molto chiaro. «Hai una buona base logica, e anche se alcune cose sono un po’ arrugginite, è del tutto normale. Ripartiamo con calma e in modo pratico.».

Viste le nostre risposte, l’affermazione «hai una buona base logica» sembra un po’ esagerata, ma proseguiamo. ChatGPT ci propone un programma da seguire (Figura 3).

Ci consiglia inoltre alcune lezioni su Khan Academy, un libro da leggere (di divulgazione matematica) e una scaletta degli attività giornaliere (Figura 4).

Ipotizziamo di metterci subito al lavoro, ma di non ricordare più come si sommano le frazioni.

Sono in difficoltà con 2/5 + 1/10.

A questo punto ChatGPT comincia a spiegarci come si sommano due frazioni con denominatore diverso. E lo fa piuttosto bene, passo dopo passo (Figura 5).

Apprendere con l’intelligenza artificiale, un esercizio alla volta

Ci rendiamo conto che abbiamo bisogno di eseguire numerosi esercizi di questo tipo, pertanto ne chiediamo ancora.

Mi prepari 20 esercizi di questo tipo (somma tra frazioni)?

ChatGPT prepara venti somme tra frazioni. Poi “rovina” tutto scrivendo «Ti consiglio di provare a fare 4-5 esercizi al giorno». Ci sembrano pochi per un adulto.

Risulta invece più apprezzata la proposta «posso prepararti una scheda stampabile».

Sì, preparami una scheda stampabile.

Ci prepara una scheda stampabile in formato docx, ma con un ulteriore prompt possiamo ottenerla in formato pdf. In entrambi i casi le schede si scaricano con un click sul link fornito nella risposta.

Noi siamo incontentabili e chiediamo:

Puoi farmi un file pdf con i 20 esercizi risolti?

Il pdf contiene però solo le soluzioni, non lo svolgimento (Figura 6).

Scriviamo un prompt più puntuale:

Mi serve un file pdf con i 20 esercizi risolti passo passo.

Inizialmente ChatGPT genera un errore, anche riprovando più volte (Figura 7).

Passiamo quindi (è un piccolo trucchetto!) a ricaricare la pagina del browser e a riscrivere lo stesso prompt. Sembra funzionare (Figura 8).

Il pdf è stato creato correttamente e in Figura 9 ne riportiamo una piccola parte.

Possiamo notare subito che… qualcosa non va!

Nel primo esercizio il calcolo del minimo comune denominatore è inutile, visto che le due frazioni hanno lo stesso denominatore. Nel secondo esercizio la risoluzione è totalmente sbagliata.

Diamo a ChatGPT una seconda possibilità e chiediamo:

Mi sviluppi la soluzione di 1/4 + 1/4?

In questo caso la soluzione è corretta (Figura 10).

Proviamo anche con la seconda somma, che nel pdf era totalmente errata.

Mi sviluppi la soluzione di 1/2 + 1/3?

Questa volta l’impostazione iniziale è corretta e porta a un risultato altrettanto corretto (Figura 11).

Perché in precedenza ChatGPT aveva sbagliato? Non possiamo conoscere con certezza la risposta. Forse abbiamo chiesto troppe cose tutte insieme (risolvere le venti operazioni e anche generare un file pdf).

Per ora ci fermiamo qui.

Conclusioni

Il nostro esperimento ha messo in evidenza che, almeno ad oggi, per apprendere con l’intelligenza artificiale bisogna:

• conoscere bene i meccanismi di funzionamento dei moderni chatbot e saper scrivere prompt efficaci;
• sapere come funziona l’apprendimento umano;
• avere a fianco qualcuno in grado di revisionare le risposte dell’IA.

Ultima considerazione, forse la più importate. È anche possibile che i problemi che abbiamo incontrato derivino dal fatto che stiamo usando uno strumento “generico”, non pensato in via principale per insegnare la matematica (o una qualsiasi altra materia) alle persone.

Chiediamo quindi a ChatGPT:

Per apprendere la matematica è meglio un assistente “virtuale generico” (come ChatGPT) o un agente IA specializzato proprio nell’insegnamento della matematica?

Riportiamo la risposta in Figura 12.

A questo punto siamo curiosi e chiediamo:

Prima, quando ti ho chiesto di sviluppare la soluzione di 1/2 + 1/3 mi ha esposto un procedimento corretto, mentre nel pdf che hai generato, lo stesso esercizio è risolto in maniera totalmente errata. E questo vale anche per altri esercizi. Non ne capisco il motivo. Puoi anche spiegarmelo usando termini tecnici.

La risposta è lunga quanto sorprendente (Figura 13).

Nella medesima risposta ChatGPT dimostra di essere in grado di “autoripararsi” (Figura 14)!

E al termine crea una nuova versione del pdf, questa volta corretta (Figura 15).

Quindi, conclusione della conclusione, ChatGPT è uno strumento straordinario, se usato da qualcuno già esperto.