《Nature》研究显示：ChatGPT 可使中小学生学习效果暴涨 86.7%

担心 AI 让学生懒？一篇 Nature 子刊的元分析汇总了 51 项研究，揭示 ChatGPT 显著提升中小学生学业表现和高阶思维能力。从语言到 STEM，从短期突破到长期成长，AI 正以科学的方式走向教育未来！

现在的学生，已经离不开各种 AIGC 工具了，不论是写作业，还是生成笔记，或者通过阅读 AI 生成的摘要来读文献。

面对这些离不开 AI 的学生，老师和家长都开始担忧了，这样下去，孩子会不会越变越笨啊。

然而，最近一项发表在 Nature 子刊的研究，基于对 59 项研究对汇总（元分析）指出，ChatGPT 的使用对提高 K12（中小学生）的学习表现有显著的正向影响，对于培养学生解决复杂问题的能力也有所帮助。

这下家长们老师们可以稍微放心一些了。

https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y

为何说这项研究的结论足够靠谱，是因为不是进行了一两次实验，而是将近年来所有涉及大模型对教学效果影响的研究进行汇总后，得到的集众家之所长的集体智慧。

成绩和思维能力显著提升

最初该研究通过关键词检索，找到了 6621 篇研究，经过一次次筛选，最终找到 51 篇研究。

这些研究都在考察 ChatGPT 的使用对教学效果的影响，都采取了随机双盲实验，并将实验数据进行了完整公开。

之后研究者将所有 51 项研究的实验数据汇总，重新分析，最终得到 ChatGPT 的使用对教学效果的影响。

研究中汇总论文的筛选情况

被选入的研究，其涉及面相当广泛。

既包括考察大模型对语言机写作教学的影响，也包括对数学，物理等 STEM 课程，还有一些研究关注大模型对诸如编程等专业技能教学的影响。

从各研究涉及的实验时长来看，不止有关注 1 周内短期影响的，也有一些会观测大模型适应对学生造成的长期（8 周以上）后果。

研究中对 ChatGPT 的使用方法，也可分为个性化推荐，评价（打分），让 ChatGPT 充当导师，以及混合四种。

研究进行的地点，最多是在亚洲，包括了所有五大洲，因此其结论具有跨文化性。

不过，这些元分析所涉及的研究大多考察中学阶段，只有一项涉及小学生，因此该研究得到的结论，可适用于中学阶段。

在最受大家关注的教学效果上（成绩），该研究得到的结论是使用了 ChatGPT 之后，学生的成绩有显著提升，下面的每一点是一项研究，竖线代表汇总后的均值。

可以看到大部分研究都显示学生在使用 ChatGPT 之后的学习成绩有所提升，平均来看，使用 ChatGPT 后，教学效果提升了 0.867 个标准差。这一提升不限特定学科，也不管如何使用 ChatGPT。

对学生使用 ChatGPT 后，学习成绩显著提升

此外，该研究研究还发现，使用 ChatGPT 之后，有助于学生培养高阶思维（平均提升 0.457 个标准差），即不是简单的记忆特定的知识点，而是推理，汇总及创新性使用学到知识解决复杂问题的能力。

学生使用 ChatGPT 后，高阶思维能力有所提升

无独有偶，另一项今年 4 月发表的关于大模型在教学活动中的元分析，汇总了总计 69 篇关于大学本科及 K12 阶段在教学过程中使用大模型造成的影响的研究，得到了相同的结论，即 ChatGPT 提高学业表现，改进了高阶思维。

减轻精神负担

除此之外，该研究还发现，ChatGPT 减轻了学生的精神负担，提升了学习积极性，并且不会影响学生对自己能力进行评估的准确性。

对比大模型在各类课程教学中的影响，可发现其对技能相关课程的成绩提升最为显著。

这可能是因为这类课程通常涉及明确的任务目标和程序步骤；ChatGPT 提供即时反馈、针对性指导和问题解决支持。

同时，研究还发现，ChatGPT 使用带来的更明显的是短期提升，即相比对照组，使用 ChatGPT 的学生 1 周内的成绩提升最明显。

而如果是对比使用 2 月后的长期影响，则提升的效果就没那么显著，这反过来说明，即使不使用大模型，对学生来说负面影响也只是暂时的，而非持久性的。

至于大模型的引入，为何能提升学习成绩，有两种可能的解释。

第一是由于这些研究进行的 23-24 年，大模型作为一项新出现的技术，其体验是全新的。参与实验的学生由于要尝试一项新技术而产生了好奇心，因此更为专注，学习积极性更高，因此成绩有所提升。

而另一种解释，是认为学习的过程是对学到对知识进行信息压缩，在此过程中学生需要与环境互动，并在心理上构建对知识的理解，而大模型同样是对训练数据进行了压缩，并能据此在学习过程中给出更为及时的反馈，因此能帮助学生更好地掌握新知识。

不过，这些研究中，实验者对大模型对使用，都是受到监管的。

实验者设定了大模型将被如何使用，而家长老师们担心的，是学生使用大模型去完成作业，而在此过程中，自己什么都不做，只是复制粘贴大模型的输出。而这并不是这些研究要关注的。

在上述两项研究中，大模型多被用于对学生对回答给出反馈和指导，这说明要想利用好大模型提升教学效果，需要注意使用方法，家长和老师要对学生如何使用大模型给予适当的指导，切勿放任不管。

参考资料：

• https://www.nature.com/articles/s41599-025-04787-y

• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131524002380#sec4

本文来自微信公众号：新智元（ID：AI_era）

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