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Generating Planning Feedback for Open-Ended Programming Exercises with LLMs

Created by
  • Haebom

저자

Mehmet Arif Demirta\c{s}, Claire Zheng, Max Fowler, Kathryn Cunningham

개요

본 논문은 오픈 엔드 프로그래밍 과제에서 학생들의 계획 과정에 대한 피드백 제공을 목표로, 대규모 언어 모델(LLM)을 활용한 프로그래밍 계획 검출 접근 방식을 제안한다. LLM(GPT-4o 및 경량화 버전 GPT-4o-mini)을 이용하여 학생 프로그램의 구조를 분석하고, 상위 수준의 목표 및 패턴(프로그래밍 계획)을 검출하는 방법을 제시한다. 실험 결과, GPT-4o 및 미세 조정된 GPT-4o-mini가 기존 코드 분석 방식보다 높은 정확도로 계획을 검출하며, 특히 비용 효율적인 GPT-4o-mini는 성능 저하 없이 실시간 채점에 활용 가능성을 보여준다. 이는 오픈 엔드 코딩 과제 자동 채점 시스템에 통합되어 학생들의 암묵적인 계획 능력에 대한 피드백을 제공할 수 있음을 시사하며, 수학 및 물리 문제와 같이 상위 수준의 해결 단계를 거치는 다른 영역에도 적용 가능성을 제시한다.

시사점, 한계점

시사점:
LLM을 활용하여 학생들의 프로그래밍 계획 과정에 대한 피드백을 제공하는 새로운 방법 제시.
GPT-4o-mini와 같이 경량화된 LLM을 활용하여 실시간 채점 및 피드백 제공 가능성 제시.
오픈 엔드 코딩 과제뿐 아니라 수학, 물리 등 다른 영역에도 적용 가능성 제시.
단순 코드 정확성 평가를 넘어 학생들의 문제 해결 과정에 대한 심층적인 이해 제공 가능.
한계점:
현재는 GPT-4o 및 GPT-4o-mini 모델에 대한 의존도가 높음. 다른 LLM 모델로의 일반화 가능성에 대한 추가 연구 필요.
다양한 프로그래밍 언어 및 문제 유형에 대한 일반화 성능 검증 필요.
LLM의 계획 검출 정확도에 영향을 미치는 요소들에 대한 심층적인 분석 필요.
실제 교육 환경에서의 효과 및 학습 효과에 대한 추가적인 연구 필요.
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