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物理学 > 物理教育

arXiv:2508.08842 (physics)
[提交于 2025年8月12日 ]

标题: 物理学教育的青蛙沸腾问题

标题: The Boiling-Frog Problem of Physics Education

Authors:Gerd Kortemeyer
摘要: 令人惊讶的是,通用人工智能在基础物理中迅速跨越了熟悉的门槛。 比较连续模型的输出, GPT-5 思维远远超越了早期的套用公式倾向:在一个经典的电梯问题中,它进行符号运算,注意变量何时抵消,并验证结果;试图提示类似新手的行为主要影响语气,而不是方法。 在表示转换方面,该模型在 TUG-Kv4.0 上得分为 24/26(92.3%)。 在使用我的两份综合期末考试(60 个项目)作为卡片分类代理时,其分类反映了求解方法,而不是表面特征。 解决这些相同的考试,它得到 27/30 和 25/30,大部分错误出现在基于尺子的光路绘制和电路解释上。 在认识论方面,五次独立的 CLASS 运行得出 100% 的积极结果,表明一种模拟专家的立场。 以“青蛙煮沸”问题的形式,本文主张采取决定性行动:停止有学分的非监督封闭式在线评估;评估过程证据;使用纸张、白板;将权重转移到建模、数据和真实实验;要求透明、可引用的人工智能使用;重新构建问题类型;并依靠基于研究的教学和同伴学习。 机会在于突出人工智能无法替代的东西:对世界的建模,从证据中论证,以及做出有原则的近似。
摘要: It is astonishing how rapidly general-purpose AI has crossed familiar thresholds in introductory physics. Comparing outputs from successive models, GPT-5 Thinking moves far beyond the plug-and-chug tendencies seen earlier: on a classic elevator problem it works symbolically, notes when variables cancel, and verifies results; attempts to prompt novice-like behavior mainly affect tone, not method. On representation translation, the model scores 24/26 (92.3%) on TUG-Kv4.0. In a card-sorting proxy using two of my comprehensive finals (60 items), its categories reflect solution method rather than surface features. Solving those same exams, it attains 27/30 and 25/30, with most misses in ruler-based ray tracing and circuit interpretation. On epistemology, five independent CLASS runs yield 100\% favorable, indicating a simulated expert-like stance. Framed as a "boiling frog" problem, the paper argues for a decisive jump: retire credit-bearing unsupervised closed-response online assessments; grade process evidence; use paper, whiteboarding; shift weight to modeling, data, and authentic labs; require transparent, citable AI use; rebuild problem types; and lean on research-based instruction and peer learning. The opportunity is to foreground what AI cannot substitute for: modeling the world, arguing from evidence, and making principled approximations.
主题: 物理教育 (physics.ed-ph)
引用方式: arXiv:2508.08842 [physics.ed-ph]
  (或者 arXiv:2508.08842v1 [physics.ed-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.08842
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Gerd Kortemeyer [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 8 月 12 日 11:02:09 UTC (129 KB)
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