数学嫌いで毎日マインクラフトばかりやってた生徒が食らいつく授業をGPT-4と考えてみた
本日OpenAI公式ブログでTeaching with AIというタイトルの記事が上がっていたのでGPT-4が一体、どんな感じで自分が教師に役に立つのか聞いてみました。
まずこのブログなんですが、教師がChatGPTに与えるプロンプト例というのがあまり効果的でないように思いました。以下翻訳したものを載せます。
A. レッスンプランを作成する
まず、自己紹介をして、教師にどのトピックを教えたいのか、そして生徒の学年は何年かを尋ねてください。教師が返答するまで次に進まないでください。
次に、生徒たちがそのトピックについて既存の知識を持っているか、それともまったく新しいトピックであるかを教師に尋ねてください。もし生徒たちが既存の知識を持っている場合は、教師にそれについて簡単に説明してもらってください。教師が返答するまで次に進まないでください。
その後、教師にこのレッスンで何を生徒に理解させたい、または何をできるようにしたいか（学習目標）を尋ねてください。返答を待ってください。
これらの情報を基に、様々な教授法や手法（直接指導、理解度の確認、ディスカッション、クラス内での活動、課題など）を含むカスタマイズされたレッスンプランを作成してください。それぞれを選んだ理由も説明してください。
教師に何か変更したい点や、生徒が出くわすかもしれない誤解について知っているか尋ねてください。返答を待ってください。
もし教師が何か変更したい点や誤解について話してくれたら、それに対応してレッスンを変更し、誤解を解消する方法を一緒に考えてください。
最後に、教師に学習目標を達成するためのアドバイスが必要かどうか尋ねてください。返答を待ってください。
もし教師がレッスンに満足していたら、このプロンプトに再度戻ってきて、レッスンがどうだったかを教えてもらうように伝えてください。
このOpenAIのブログって未経験者の教師には不親切ですよね？
と思ったので筆者がこのようにGPT-4に聞いてみました。
筆者問：まず、Custom instructionsにあなたとユーザーについて設定すべきですよね？ 例えば 「ユーザーは中高一貫校の寄宿舎生男子校の中学3年生の数学の先生で 生徒は数学嫌いでいつもよそ見したり友人と話したりしている 。GPT-4の役割はやる気のない生徒が食いつくような面白い教材を準備してくれる」みたいな設定をしておくべきですよね？
GPT-4も同意してくれたので、次に進みます。
授業中に机の下でMinecraftをやっている生徒に前を向かせる方法
筆者問：ユーザーが授業そっちのけで生徒がMinecraftをやっていて困っているとします。そこで先生はMinecraftをこれからプレイして知る時間はないので、あらかじめあなたにMinecraftの仕組みと、どの攻略で数学が教えられるか教えてあげてください。
GPT-4返答：もちろん、Zun。Minecraftは多くの数学的要素を持っているゲームなので、それを教育に活かす方法はいくつかあります。以下に、Minecraftの基本的な仕組みとそれを数学教育にどう活かすかについていくつかのポイントを挙げます。
Minecraftの基本的な仕組み
ブロック構造: Minecraftは基本的にブロックを積み重ねて世界を作るゲームです。
リソース管理: 木、石、鉄などのリソースを採掘してアイテムを作ります。
座標システム: ゲーム内にはX, Y, Z座標があり、プレイヤーはそれを使って位置を把握します。
確率: どの種類のリソースがどのくらいの確率で出現するかもゲーム内で重要です。
数学教育への応用
幾何学と空間認識: ブロックを使って特定の形状や構造を作る課題を出すことで、生徒の空間認識能力を高めます。
比率と割合: リソース管理を通じて、必要なリソースの比率や割合を計算させることができます。
座標平面と関数: ゲーム内の座標を用いて、座標平面や関数について教えることができます。
確率と統計: どのリソースがどれくらいの確率で出現するかを調べ、それに基づいて確率や統計について学ぶ。
実践的なアプローチ
授業でのデモ: Minecraftの簡単なデモを授業で見せ、その後で関連する数学的概念を説明します。
課題設定: Minecraftに関連する数学的な問題や課題を設定して、生徒に解かせます。
教師がいきなりモニターにMinecraft画面を写したら
筆者問：まず、唐突に先生が 「今日はこれを勉強します」 と言ってモニターにMinecraft画面を写したら きっと生徒たちが画面に釘付けになりますかね？中学3年生ではマインクラフト内でどんなことに挑戦していると思いますか？
GPT-4返答：中学3年生になると、Minecraftのスキルも相応に成熟しているでしょう。以下は、中学3年生がMinecraftで挑戦している可能性のあるいくつかのアイディアです。
レッドストーン回路: これはMinecraft内でのプログラミングに近いもので、複雑な機械や仕掛けを作ることができます。
自動化: 農場や採掘場、モンスターの罠などを自動化することで、効率的にリソースを集める。
マルチプレイヤー戦略: オンラインで他のプレイヤーと協力したり対戦したりする場合、戦略的な思考が求められます。
大規模建築: 小学生の頃よりもさらにスキルが上がっているでしょうから、より大規模で複雑な建築に挑戦している可能性があります。
モッド作成: 一部の中学生は、自分でゲームをカスタマイズするためのモッド（modifications）を作成するスキルも持っているかもしれません。
ゲーム内経済: 一部のサーバーでは、ゲーム内での取引が活発で、そのために経済学的な知識も活かされる場合があります。
このような高度な活動に挑戦している中学3年生には、それぞれの活動に関連する数学的な概念を教えることが非常に有益です。例えば、レッドストーン回路には論理学が関わっているし、自動化やマルチプレイヤー戦略には確率と統計が使えます。
大人顔負けのMinecraftフリークの中三が選ぶトピック
筆者問：１から６をホワイトボード（黒板）に書き「みんな、どれが勉強したい？多数決をとるよ」とかいうといいかもしれませんね。 「じゃあ、１が学びたい人」 みたいな感じで挙手挙手で決を取ります。大人顔負けのマインクラフトフリークの中三だったらどの学習が一番興味をそそらせると思いますか？
GPT-4返答：もし私がそのような中学3年生だったら、おそらく「1. レッドストーン回路」に一番興味を持つでしょう。なぜなら、これはMinecraft内で最も高度なスキルとも言える部分で、論理学やプログラミングにも直結しています。このトピックは、ゲーム内での成果が直接的に見えるので、達成感も大きいです。
レッドストーン回路の論理ゲート
筆者問：では、具体的な回路図や論理式をちょっと書いてみてください。
GPT-4返答：Minecraftのレッドストーン回路には基本的な論理ゲートが使われます。以下に、いくつかの基本的な論理ゲートとその論理式を示します。
ANDゲート
論理式: A∧B
説明: 両方の入力（AとB）が「真」（ON）であれば、出力も「真」（ON）になります。
ORゲート
論理式: A∨B
説明: どちらか一方または両方の入力（AまたはB）が「真」（ON）であれば、出力も「真」（ON）になります。
NOTゲート
論理式: A
説明: 入力（A）が「真」（ON）であれば、出力は「偽」（OFF）になります。逆も然り。
NANDゲート
論理式: (A∧B)
説明: ANDゲートの逆で、両方の入力（AとB）が「真」（ON）であれば、出力は「偽」（OFF）になります。
NORゲート
論理式: (A∨B)
説明: ORゲートの逆で、どちらか一方または両方の入力（AまたはB）が「真」（ON）であれば、出力は「偽」（OFF）になります。
これらの論理ゲートを組み合わせることで、Minecraft内で様々な機械や仕掛けを作ることができます。例えば、ANDゲートとORゲートを組み合わせて、特定の条件下で扉が開くような仕掛けを作ることができます。
これらの論理式やゲートの仕組みをホワイトボードに書きながら説明することで、生徒たちはゲーム内でどのようにこれらを活用できるかを理解する助けになるでしょう。
レッドストーン回路を用いて数学的概念につなげる
筆者問：子供の頃から学んだ数学がどのようにプログラムに繋がるのか、または生かされているのかをその都度学んでいくとスムーズに覚えられますよね。
GPT-4返答：確かに、Zun！プログラミングと数学は密接に関連していますが、その関連性を明示的に教えないと、多くの生徒はそのつながりに気づかないことがよくあります。
例えば、中学で習う「方程式と不等式」は、プログラミングでの条件分岐（if-else文）に直接関連しています。また、「関数」の概念は、プログラミングにおける関数やメソッドの理解に繋がります。さらに、「確率と統計」は、データ解析や機械学習の基礎となります。
数学が現実世界やプログラミングとどう関連しているのか
筆者問：マインクラフトの基本的な論理ゲートとその論理式を教えた後、それに関連するような数学の教え方としてはどんな流れに持ってくるといいと思いますか？
GPT-4返答：マインクラフトの論理ゲートを教えた後に数学にどう繋げるかは、非常に重要なポイントです。以下は、そのための一例です。
ステップ1: 論理ゲートの基本
内容: マインクラフトでのAND, OR, NOTなどの基本的な論理ゲートとその論理式を紹介。
目的: 論理ゲートの基本的な動作を理解する。
ステップ2: 実例を通じた理解
内容: マインクラフトで具体的な仕掛けや機械（例：自動ドア、トラップなど）を作る際にどのように論理ゲートが使われるかを説明。
目的: 論理ゲートが現実の問題解決にどう使われるかを理解する。
ステップ3: 数学への応用
内容: 論理ゲートを用いて作成した仕掛けや機械が、実は「関数」や「方程式」で表せることを説明。
目的: 数学的な概念と論理ゲートの関連性を理解する。
ステップ4: 実践的な問題解決
内容: 生徒たちに、特定の目的（例：最も効率的な農場を作る）を達成するためのマインクラフト内での仕掛けを設計させる。その後、その設計がどのような数学的な原理に基づいているかを考察。
目的: 数学的な思考を用いて実際の問題を解決する能力を高める。
このようなステップを踏むことで、生徒たちは論理ゲートと数学がどう関連しているのか、そしてそれがどう現実世界の問題解決に役立つのかを理解できるでしょう。
レッドストーン回路を実際に数学の「関数」や「方程式」で表してみる
筆者問：実際に数学の「関数」や「方程式」で表せるかやってみてください。 レッドストーン回路数値はあなたが仮に決めて構いません。
GPT-4返答：もちろん、Zun！マインクラフトのレッドストーン回路と数学の「関数」や「方程式」を結びつける一例を以下に示します。
このように、マインクラフトのレッドストーン回路で作成した自動ドアの開閉制御を「関数」や「方程式」で表すことができます。生徒たちはこのような具体的な例を通じて、数学が現実世界の問題解決にどう使われるのかを理解することができるでしょう。
筆者コメント：数学嫌いで毎日マインクラフトばかりやってた生徒が食らいつきますよ。これは。 数学をやっていた方がマインクラフトの腕が上がるんだ！と確信させることが大切ですよね。
GPT-4返答：まさに、数学とマインクラフトのようなゲームは互いに補完し合う素晴らしい関係があります。数学がゲームでの問題解決やクリエイティビティに役立つことを理解すると、生徒たちは数学に対する新たな興味や価値を見出すでしょう。
マイクラが学べるスクール
アフィリエイトではありません。
実は2016年からマイクラを授業に使っているトップオブティーチャーがいた
このNoteを書いてだいぶたってしまったが実はマイクラ授業や桃鉄授業をやって教育界のノーベル賞Global Teacher Prize受賞した正頭英和と言う小学教諭がPIVOTで紹介されていました。
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