【2025年05月】チャットAIの数学推論能力をテストしてみた【珍問答集】

前ページまでのあらすじ

当記事では,現代のAIチャットの数学推論能力をテストし,
数学教育に活用できる水準かどうかを
考察してきました。

最後に,当記事の要点をまとめておきます。

当記事の要点

AIを過大評価する傾向への危機感

以前から,筆者は ChatGPT に対し,
実験的に数学の質問をしていましたが,⚠️
世間のうわさと自身の実感に大きなずれを感じていました。

AIに関する噂と実感のずれ
  • 最近のAIは数学の難問も解けるという噂をよく聞く。
  • 一方で,筆者がAIに数学の質問をすると,
    とんちんかんな答えが返ってくる確率が高い。
  • AIとの数学問答の質は,
    徐々に改善されている感はあるものの,
    数学教育に使えるレベルにはほど遠い。

しかし,筆者が世間のニュース記事等を見ている限りでは,
AIの進化を称賛する論調が多く目につきました。

数学に関しても同様であり,
「AIは数学に関してはまだまだ」と釘をさす意見は
少ないように感じられました。

そこは筆者の情報収集に偏りがあった可能性もありますが,
もしも世間がAIの数学推論能力を過信して
数学教育に使い始めるようなら,
大変危ういことです。

数学においては,現代のAIでも,
驚くほどくだらないミスをする。

世間にはその認識が足りない。
世間にはその認識を広める必要がある。

常々そのように感じていたのですが,
ようやくまとまった時間を確保できたので,
AIの数学推論能力に関する
本格的な検証に乗り出した次第です。ℹ️️

AI能力検証の中で考えたこと

検証に参加してもらうAIの選定,
検証の形式やルールの考案,
AIに出す数学の質問の考案などを
並行して行いつつ実験や思索を重ねるうちに,
次のように考えがまとまっていきました。

  • 数学の推論ができるようになったAIは
    確かに驚くべき技術だが,
    「すごい技術=利用価値あり」とは限らない。
  • 数学研究に使うためのAIと
    数学教育に使うためのAIは
    要件が全く異なる。
  • 数学教育に使うためのAIは,
    難しい問題が解けることより,
    間違った理論や推論を
    正しいと主張しないことがはるかに大事。
  • AIの数学推論能力のテストは
    広く行われているが,その関心は
    「どれだけ難しい問題を解けるか」に
    向いていることが多いと感じる。
  • 数学研究用のAIとしての能力テストなら
    前項の方針でもよいが,
    数学教育用のAIという観点では,
    数学的に間違った主張をしないかどうかを
    評価するテストが必要になる。

AIの数学推論能力の現在地

当記事にまとめたAIの数学推論能力検証は,
2025年 5 月に行ったものです。

検証終了時点での筆者のAIに対する評価は次の通りです。

現在のAIの数学推論に関する特徴

  • つまらない間違いを頻繁に起こす。
    人間なら間違えないこともしばしば間違える。
  • 分からないことを分からないと言えない。
    誤った理論・推論を堂々と主張してしまう。
  • 数学の指導を任せられる水準にはまだ遠い。
    数学の作問者が活用するのも難しそう。

繰り返しますが,すごい技術ではあります。
以前に比べれば破格の進歩です。

今回の検証においても,
数学の質問に対するAIの回答で
筆者が感心させられる場面も何度かありました。

しかし,「すごい技術=利用価値あり」とは限りません。

AIに学習者への数学指導を任せるにしろ,
AIを数学教材制作にかすにしろ,
AIの数学的推論はほぼ正しいという前提で使うのは
まだ無理だと考えています。

強いて言うなら,AIの回答を信用しない前提でなら
使い道はあると思います。

人間の質問者が容易に思いつかないことを
AIが思いついてくれる可能性は
少なからずありますので。

数学教育用AIの合格ライン

数学教育に活用可能と言えるためには,
AIはどこまで進化すればよいのか。

筆者が考える最低条件は次の2点です。

合格ラインの目安

  • AIが数学的に間違った主張を
    ほとんどしなくなること。ℹ️️
  • 人間にとっては難しくないにもかかわらず
    AIが正確に答えられない質問を,
    AIの数学推論能力をテストする人間が
    簡単に思いつかなくなること。

少なくとも,筆者程度の人間がどれだけ頑張っても
AIを間違えさせられないくらいまで
進化してくれないと,安心してAIを頼れません。

現在のAI育成方針では行き詰まるかも

しかし,現在のAIの数学に関する育成方針は,
「数学の難問を高確率で解けること」が
重視されているように感じます。

そう断言できるほどの
根拠があるわけではありませんが,
世間で行われているAIの能力テストの多くが
その方向性であることは間違いなさそうです。

また,AIたちは押しなべて
不正確な推論を強弁する傾向が非常に強く,
その行動を許容する育成方針であったとしか思えません。

その方針は必ずしも
批判されるべきではないと思いますが,
安心して数学教育に使えるAIを育てるなら,
育成方針の転換が必要になる気がします。

当記事の検証で行ったように,

無回答(分からない・断定せず)
誤答より高く評価する

といった方針も一案かと思います。

数学推論の正確性以外の要件

AIに数学指導を任せられると言えるためには,
AIの数学推論の正確性が向上するだけでは足りません。

AIができるようになるべきことは多岐に渡ります。

数学教育用AIの機能要件

  • 特別な知識や技能を持たない学習者が,
    数式を含む質問を,手軽かつ正確に
    AIに伝達できる機能があること。ℹ️️
  • (以下,AIを主語として)
    学習者からの数式を含む質問を
    正しく理解できること。
  • 学習者からの未熟な質問にも
    適切に対応できること。ℹ️️
  • 標準的な難易度の問題を高確率で,
    かつ標準的な解法で解けること。
  • 間違った理論・推論を正しいと主張しないこと。
  • 画像等で与えられた学習者の答案を,
    学習者に分かりやすい形で添削できること。
  • 日本の学習指導要領を正確に把握し,
    学習者の学年や学習進度に応じた解説ができること。ℹ️️
  • 日本の数学の教科書に準拠した用語や記号を,
    その定義に則して正確に扱えること。
  • 必要に応じて適切な図を作成し,
    学習者に提示できること。
  • AIが提示しようとしている回答を
    理解するのに必要な基礎事項について,
    軽く問答を行うなどにより
    学習者の理解を確認できること。
  • 前項において,学習者の理解が不十分なら,
    手短に補足説明を加えたり,
    教科書の該当箇所の復習を促したりできること。ℹ️️
  • 学習者に与えるヒントの強さを
    適切に調整できること。ℹ️️

まじめに探せばまだまだあるでしょう。

もっとも,これら全てを十全に満たさないと
数学教育には一切使えないわけではありません。

しかし,AIに安心して
数学指導を任せられるようになるまでに,
一体いくつの技術革新が必要になるのか,
想像するのも困難です。

筆者は全くAI否定派ではありませんが,
数学指導は人間の方が安心という時代は,
まだあと10年以上は続くのではないかと
予想しています。ℹ️️

数学教育にAIを導入する際の注意点

AIを数学教育に活用する動きは,
今はまだ主流ではないと思いますが,
これから熱が高まっていくことは間違いないでしょう。

AIを数学教育に導入する際,
最低限考えるべきだと思う点を挙げます。
(学校,学習塾,学習者のいる家庭などの視点で)

数学教育へのAI導入の前に考えるべきこと
  • そのAIは,数学ができると
    世間で騒がれているAIと
    同等の性能を有しているか?
  • その業者は,AIと聞けば飛びつく人を狙って
    粗悪なAIを売りつけようとしていないか?
  • そのAIが十分な回答精度を有しているかを
    確認する手段はあるか?

「AIだから大丈夫」という盲信は厳禁です。

たとえAIが十分に発達した時代が来ても,
粗悪なAIは存在しえます。

また,難しい数学の問題が
そこそこ解けると評判のAIでも,
基本的な部分で間違える確率が
十分に低いという保証はありません。

正確に答えてほしい数学の質問を多数用意し,
導入検討中のAIの回答精度を
事前に精査してから使うのが望ましいでしょう。

AIチャット利用時の一般的な注意点

AIチャットを使う人は,
AIの回答が自身の認識と矛盾していなければ
信じるつもりでいるのでしょう。

しかし,数学に限らず,
AIは自信満々にうそをつきます。

また,AIは,分野によっては
回答精度が著しく落ちるようです。ℹ️️

となると,AIの回答が質問者自身の認識と
矛盾していなければ信じるという行動方針は
危ういと言うべきでしょう。

その危うさを自覚した上で,
AIチャットを利用する際には,
次のことを心がけるとよいかと思います。

AIチャット利用時の注意点

  • この情報はAIからの回答内容だという事実も
    併せて覚えておくこと。
  • AIは,分野によっては回答精度が
    著しく低くなるという意識を常時持つこと。
  • AIから得た情報の正確性が
    実利や実害に影響しうる状況になったら,
    AI以外の手段で確認すること。

これらのことに気をつけていれば,
大過なくAIとつきあっていけるのではないでしょうか。


最後までお読みくださった方々,
誠にありがとうございます。

参考になった部分があれば幸いです。

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