The Effectiveness of Teaching Mathematics Using the ChatGPT in Developing Conceptual Understanding Among Third-Grade Intermediate Students
DOI:
https://doi.org/10.55074/hesj.vi48.1492Keywords:
Mathematics Teaching, ChatGPT, Conceptual Understanding, Artificial IntelligenceAbstract
The present study aimed to investigate the effectiveness of teaching mathematics using (ChatGPT) in developing conceptual understanding among third-grade intermediate students in the Kingdom of Saudi Arabia. Specifically, the study examined the impact of this teaching approach on the three dimensions of conceptual understanding: understanding mathematical ideas, analyzing mathematical ideas, and representing mathematical ideas. To achieve this aim, the researcher employed a quasi-experimental design using a pretest-posttest control group methodology. The study sample consisted of (62) third-grade intermediate students from Abi Dawood Intermediate School in Buraidah during the second semester of the (1446 AH) academic year. The students were divided into two groups: an experimental group (n = 31) taught using (ChatGPT) in the "Polynomials" unit, which included seven lessons, and a control group (n = 31) that received instruction through conventional teaching methods. The researcher developed a test to measure conceptual understanding across its three dimensions, and its validity and reliability were verified. Following the intervention and data collection, appropriate statistical analyses were conducted. The results revealed statistically significant differences at the (0.05) level in favor of the experimental group across all three dimensions and the total score. The study concluded that using (ChatGPT) is effective in developing students' conceptual understanding in mathematics. Based on these findings, the researcher proposed a set of relevant recommendations and suggestions.Downloads
References
أبو عصر، رضا مسعد السعيد. (2018). البراعة الرياضية: مفهومها ومكوناتها وطرق تنميتها. المؤتمر العلمي السنوي السادس عشر: تطوير تعليم وتعلم الرياضيات لتحقيق ثقافة الجودة، الجمعية المصرية لتربويات الرياضيات، 67–80.
أبو عصر، رضا مسعد السعيد. (2023). تطبيقات نماذج الذكاء الاصطناعي (ChatGPT) في المناهج وطرق التدريس: الفرص المتاحة والتهديدات المحتملة. مجلة تربويات الرياضيات، 26(4)، 10-23.
أحمد، منال أحمد رجب. (2023). استخدام نموذج التعلم الخبراتي خماسي المراحل في تدريس الرياضيات لتنمية الاستيعاب المفاهيمي والاعتماد المتبادل الإيجابي لدى تلاميذ المرحلة الإعدادية. مجلة تربويات الرياضيات، 26(1)، 198-244.
باقيس، تهاني بنت عمر؛ المالكي، عبد الملك بن مسفر. (2023). فاعلية أنشطة إثرائية إلكترونية في الرياضيات في تنمية الاستيعاب المفاهيمي والرغبة المنتجة لدى طالبات الصف الثالث المتوسط بمدينة جدة. مجلة شباب الباحثين في العلوم التربوية، (16)، 707-747.
الحربي، إبراهيم بن سليم. (2018). مستوى المعرفة المفاهيمية والإجرائية لدى طلبة قسم الرياضيات بجامعة أم القرى. مجلة البحث العلمي في التربية، 15(19)، 327-348.
الحربي، إبراهيم بن سليم. (2018). مستوى المعرفة المفاهيمية والإجرائية لدى طلبة قسم الرياضيات بجامعة أم القرى. مجلة البحث العلمي في التربية، 15(19)، 327-348.
الحكمي، رنا بنت حمد؛ مضوي، مسلم عبد القادر. (2023). واقع تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم العام بالمملكة العربية السعودية. المجلة العربية للمعلوماتية وأمن المعلومات، 4(13)، 33-76.
الخليفة، هند بنت سليمان. (2023). الذكاء الاصطناعي التوليدي. ط1، هيئة تقويم التعليم والتدريب.
ربيع، إيمان حامد؛ عبدالفتاح، لمياء إبراهيم. (2024). ايجابيات وسلبيات الذكاء الاصطناعي في التعليم النوعي (دراسة تحليلية). المجلة العلمية بحوث في العلوم والفنون النوعية، 12(21)، 1-15.
السروجي، أسماء سامي. (2023). فاعلية استراتيجية المحطات العلمية في تنمية مهارات الاستيعاب المفاهيمي الرياضي لدى تلاميذ المرحلة الابتدائية. مجلة تربويات الرياضيات، 26(2)، 8-36.
الشمراني، عبدالله بن علي؛ المالكي، عبدالملك بن مسفر. (2021). فاعلية استراتيجيات نظرية الذكاءات المتعددة في تنمية الاستيعاب المفاهيمي الرياضي لدى طلاب المرحلة الابتدائية في جدة. مجلة تربويات الرياضيات، 24(2)، 7-50.
الشمري، مناحي فهيد. (2018). فاعلية برنامج كابري (Cabri 3D) في تنمية الاستيعاب المفاهيمي في الهندسة لدى طلاب الصف الأول المتوسط. [رسالة ماجستير غير منشورة].
الشهراني، رقية جابر علي. (2020). أثر استخدام الرحلات المعرفية في تدريس الرياضيات على تنمية الاستيعاب المفاهيمي لدى طالبات الصف الأول المتوسط. العلوم التربوية، 28(4)، 469-506.
طعيمة، علاء. (2024). الذكاء الاصطناعي واستخداماته في البحث والنشر الأكاديمي: كيفية استخدام (ChatGPT) وتطبيقاته في البحث والنشر الأكاديمي. جامعة القادسية، العراق.
العامري، أحمد بن محمد. (2024). دور تطبيقات الذكاء الاصطناعي في تطوير أداء المعلمين بسلطنة عمان: ChatGPT أنموذجًا. المجلة العربية للتربية النوعية، 8(31)، 19-36.
العساف، صالح حمد. (2019). المدخل إلى البحث في العلوم السلوكية. ط4، دار الزهراء: الرياض.
الغامدي، رنا خالد؛ بخيت، صفية عبدالله. (2023). تحسين جودة التعليم بالمملكة العربية السعودية باستخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي. دراسات عربية في التربية وعلم النفس، 2(148)، 89-101.
كشميري، ابتهال أسعد؛ الفراني، لينا أحمد. (2024). النزاهة الأكاديمية في عصر الذكاء الاصطناعي التوليدي (ChatGPT). مجلة الفنون والأدب وعلوم الإنسانيات والاجتماع، العدد (99)، 514-534.
المجلس الوطني لمعلمي الرياضيات. (2013). مبادئ ومعايير الرياضيات المدرسية (محمد عسيري، هيا العمراني؛ فوزي الذكير، المترجمون). مكتب التربية العربي لدول الخليج، (العمل الأصلي نشر عام 2000).
المجلس الوطني لمعلمي الرياضيات. (2019). من المبادئ إلى الإجراءات: ضمان النجاح الرياضي للجميع (ناعم محمد العمري، المترجم). دار جامعة الملك سعود للنشر: (العمل الأصلي نشر عام 2014).
محمد، رشا هاشم. (2019). فاعلية استراتيجية مقترحة لتدريس الرياضيات باستخدام تقنية الواقع المعزز قائمة على نظرية الذكاء الناجح وأثرها على تنمية الاستيعاب المفاهيمي وحب الاستطلاع المعرفي لدى تلاميذ المرحلة الابتدائية. مجلة كلية التربية، 34(4)، 358-417.
المعثم، خالد بن عبدالله؛ المنوفي، سعيد جابر. (2014). تنمية البراعة الرياضية: توجه جديد للنجاح في الرياضيات. في كتاب المؤتمر الرابع في تعليم الرياضيات وتعلمها في التعليم العام. بحوث وتجارب متميزة، (4)، 12-36.
المعثم، خالد بن عبدالله؛ المنوفي، سعيد جابر. (2018). مدى تمکُّن طلاب الصف الثاني المتوسط بمنطقة القصيم من مهارات البراعة الرياضية. مجلة تربويات الرياضيات، 21(6)، 59-105.
المقرن، نورة أحمد. (2024). مراجعة منهجية لاستخدامات وتحديات ChatGPT في التعليم. مجلة التربية (الأزهر): مجلة علمية محكمة للبحوث التربوية والنفسية والاجتماعية، 43(201)، 363-381. https://doi.org/10.21608/jsrep.2024.344161
المقيطي، سجود أحمد. (2021). واقع توظيف الذكاء الاصطناعي وعلاقته بجودة أداء الجامعات الأردنية من وجهة نظر أعضاء هيئة التدريس. [رسالة ماجستير غير منشورة]، كلية العلوم التربوية، جامعة الشرق الأوسط، عمّان، الأردن.
مكتب وزير الدولة للذكاء الاصطناعي والاقتصاد الرقمي. (2023). مئة تطبيق واستخدام عملي للذكاء الاصطناعي التوليدي. الإمارات العربية المتحدة.
الملوحي، أريج بنت عبدالله. (2020). مستوى البراعة الرياضية لدى طالبات الصف السادس الابتدائي بمدينة الرياض. مجلة تربويات الرياضيات، 23(3)، 192-216.
الهيئة السعودية للبيانات والذكاء الاصطناعي [سدايا]. (2023). الذكاء الاصطناعي التوليدي في التعليم. الهيئة السعودية للبيانات والذكاء الاصطناعي، المملكة العربية السعودية.
الهيئة السعودية للبيانات والذكاء الاصطناعي [سدايا]. (2024). مبادئ الذكاء الاصطناعي التوليدي للعموم. الهيئة السعودية للبيانات والذكاء الاصطناعي، المملكة العربية السعودية.
هيئة تقويم التعليم والتدريب. (2021). تقرير تيمز 2019: نظرة أولية في تحصيل طلبة الصفين الرابع والثاني المتوسط في الرياضيات والعلوم بالمملكة العربية السعودية في سياق دولي.
هيئة تقويم التعليم والتدريب. (2022). الإطار الوطني لمعايير مناهج التعليم العام (الإصدار الثاني). المملكة العربية السعودية.
هيئة تقويم التعليم والتدريب. (2023). وثيقة معايير مجال الرياضيات (الإصدار الثاني). المملكة العربية السعودية.
وزارة التعليم. (2023). الذكاء الاصطناعي - المرحلة الثانوية - نظام المسارات - السنة الثالثة. وزارة التعليم، المملكة العربية السعودية.
Ramprakash, B., Surya Devi, B., Nithyakala, G., Bhumika, K., & Avanthika, S. (2024). Comparing traditional instructional methods to ChatGPT: A comprehensive analysis. Journal of Engineering Education Transformations, 37(Special Issue), 612-620.
Al-Mutawah, M. A., Thomas, R., Eid, A., Mahmoud, E. Y., & Fateel, M. J. (2019). Conceptual understanding, procedural knowledge and problem-solving skills in mathematics: High school graduates work analysis and standpoints. International journal of education and practice, 7(3), 258-273.
Altarawneh, H. (2023). ChatGpt impact on Student Educational Performance: a conceptual analysis. EAI Endorsed Transactions on e-Learning, 9.
Cao, Y., Li, S., Liu, Y., Yan, Z., Dai, Y., Yu, P. S., & Sun, L. (2023). A comprehensive survey of AI-generated content (AIGC): A history of generative AI from GAN to ChatGPT [Preprint]. arXiv. https://arxiv.org/abs/2303.04226
Castillo, E., Tapia, N., Palencia, S., & Pavón, C. (2024). Use of Artificial Intelligence in High School Mathematics Teaching. Revista Iberoamericana De Educación, 8(3), 29-36.
Chimmalee, B., & Anupan, A. (2022). Enhancement of Mathematical Conceptual Understanding in a Cloud Learning Environment for Undergraduate Students. International Journal of Engineering Pedagogy (iJEP), 12(6), 50-69.
Efendi, M. A., Panglipur, I. R., & Murtinasari, F. (2024). Identifying the use of artificial intelligence in math learning based on learning outcomes. At-Ta'lim: Jurnal Pendidikan, 10(2), 227-233.
Egara, F. O., & Mosimega, M. (2024). Exploring the Integration of Artificial Intelligence-Based ChatGPT into Mathematics Instruction: Perceptions, Challenges, and Implications for Educators. Education Sciences, 14(7), 742.
Hussein, Y. F. (2022). Conceptual Knowledge and Its Importance in Teaching Mathematics. Middle Eastern journal of research in education and social sciences, 3(1), 50-65.
Ocaña-Fernández, Y., Valenzuela-Fernández, L., & Garro-Aburto, L. (2019). Artificial intelligence and its implications in higher education. Propósitos y Representaciones, 7(2), 536-568. https://doi.org/10.20511/pyr2019.v7n2.274
OpenAI. (2022, November 30). Introducing ChatGPT. OpenAI. https://openai.com/blog/chatgpt
Patero, J. L. (2023). Revolutionizing Math Education: Harnessing ChatGPT for Student Success. International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology, 3(1).
Philipp, R. A. (2008). Motivating Prospective Elementary School Teachers to Learn Mathematics by Focusing upon Children's Mathematical Thinking. Issues in Teacher Education, 17(2), 7-26.
Remoto, J. P. (2023). ChatGPT and other AIs: Personal relief and limitations among mathematics-oriented learners. Environment and social psychology, 9(1).
Roumeliotis, K. I., & Tselikas, N. D. (2023). ChatGPT and open-ai models: A preliminary review. Future Internet, 15(6), 192
Rudolph, J., Tan, S., & Tan, S. (2023). ChatGPT: Bullshit spewer or the end of traditional assessments in higher education? Journal of Applied Learning and Teaching, 6(1). https://doi.org/10.37074/jalt.2023.6.1.9
Skemp, R. R. (1976/2006). Relational understanding and instrumental understanding. Mathematics teaching in the middle school, 12(2), 88-95.
Taani, O., & Alabidi, S. (2024). ChatGPT in education: benefits and challenges of ChatGPT for mathematics and science teaching practices. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 1-30.
Wardat, Y., Tashtoush, M. A., AlAli, R., & Jarrah, A. M. (2023). ChatGPT: A revolutionary tool for teaching and learning mathematics. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education,5 19(7), Article em2286. https://doi.org/10.29333/ejmste/13272
Chan, C. K. Y., & Hu, W. (2023). Students' voices on generative AI: Perceptions, benefits, and challenges in higher education. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 20(43), 1-18. https://doi.org/10.1186/s41239-023-00411-8
Price, J. H. (2011). Exploring the relationship between ORPDA and teachers' conceptual understanding of place value (Doctoral dissertation). The University of Tennessee, Knoxville.
Costu, B. (2007). Algorithmic, conceptual and graphical chemistry problems: A revisited study. Asian Journal of Chemistry, 22(8), 6013-6025.
Wiggins, G., & McTighe, J. (2005). Understanding by design, 2nd ed., Chapter 2, 35-55. ASCD. https://www.ebsco.com/terms-of-use (accessed via Saudi Digital Library).
Downloads
Published
Issue
Section
How to Cite
