ChatGPT で変わる卒業研究のスタイル｜日常に潜む数学：探求と研究サポート

Contents

はじめに
ChatGPT の活用事例の概要
活用事例１：数値実験のためのプログラムコードの生成
活用事例２：アイデアの文章化
ChatGPTの活用範囲と注意点
ChatGPTで学びを進化させよう
リンク

はじめに

こんにちは！今回は、勉強や研究がもっと楽しくなるかもしれないすごいツール、ChatGPT について紹介します。みなさんも既に使っているかもしれませんが、ChatGPT は、質問に答えたり、新しいアイデアを提供したり、文章を要約するのに役立つ素晴らしい AI です。

卒業論文に取り組む際、ChatGPT の活用のコツをいくつかお伝えしたいと思います。たとえば、このブログを読むことで、「プログラムのコードをサクッと作る方法」や「論文の序文をどう書けば良いか」のアドバイスを得ることができます。このブログを通じて、ChatGPT が研究や学習の大きな助けになることを感じてもらえると嬉しいです。さあ、一緒に見ていきましょう！

ChatGPT の活用事例の概要

卒業論文を書くとき、多くの学生は「どこから手をつければいいのか？」や「どのように進めれば効率的か？」という問題に直面します。幸いなことに、ChatGPTはそんな悩みを解決するための実用的なサポートを提供する強力なツールです。ここでは、特に二つの具体的な活用事例を紹介します。

プログラムのコード生成
論文の序文作成アシスト

ただし、これらの活用事例はほんの一部に過ぎず、ChatGPT を活用する方法は多岐にわたります。このようなことを参考に、実際に ChatGPT を使いながら、その多様な用途を発見してもらえたらと思います。

次のセクションでは、これらの活用事例についてもっと詳しく見ていきましょう。

活用事例１：数値実験のためのプログラムコードの生成

ChatGPT がどんなふうに役に立つか、もう少し具体的な例を見てみましょう。例えば、常微分方程式の授業で先生が「次の2次元微分方程式系の解軌道図を描いてみよう」という課題を出したとします。
$$x’ = y \, – x, \quad y’=-x$$
「Mathematica のサンプルコードを参考に描いてみてね」と言われても、「えっ、どうやって？」ってなりますよね。でも、心配無用！こんなときも、ChatGPTが頼りになる相棒になってくれます。学生が先生やChatGPTに相談すると、こんなふうに進められるかもしれません。

学生

先生から頂いたコードを参考に、Mathematica で微分方程式の解軌道図を書いてみたんですけど、どうでしょうか？

(*関数の設定*)
f[x_, y_] := y - x;
g[x_, y_] := -x; 


(*初期値問題を数値的に解く*)
s = NDSolve[
  {x'[t] == f[x[t], y[t]], y'[t] == g[x[t], y[t]], x[0] == 1, y[0] ==1},
  {x, y}, {t, 0, 10}
];


(*数値解を表示する*)
ParametricPlot[
  Evaluate[{x[t], y[t]} /. s], {t, 0, 10}, 
  PlotRange -> {{-5, 5}, {-5, 5}}, AspectRatio -> 1, AxesLabel -> {x, y}
]

先生

うーん、解軌道が一本しか描けていないね。全体像を把握するためには、いろいろな初期点から解軌道を出発させて描くといいよ。

学生

その方法がいまいち分かりません。

先生

繰り返し処理を使って、複数の初期点からグラフを描く方法があるんだ。Mathematicaでは、For ループよりも Table 関数を使う方が扱いやすいんだよ。

学生

なるほど、Table を使って、任意の初期点からグラフを描くわけですね。

先生

そうそう。もし具体的なコードが知りたかったら、ChatGPTに聞いてみるといいよ。Mathematicaのコード例を提案してくれるはずだよ。

学生

じゃあ、ChatGPTに聞いてみます。

(*関数の設定*)
f[x_, y_] := y - x;
g[x_, y_] := -x; 

(*初期条件のリストを作成*)
initialConditions = {{-5, -3}, {-5, 3}, {5, -3}, {5, 3}};

(*各初期条件に対してNDSolveを実行*)
solutions =
Table[NDSolve[{x'[t] == f[x[t], y[t]], y'[t] == g[x[t], y[t]], x[0] == ic[[1]], y[0] == ic[[2]]}, 
{x, y}, {t, 0, 10}], {ic,initialConditions}];

(*解軌道を描画*)
ParametricPlot[Evaluate[Table[{x[t], y[t]} /. solutions[[i]],
 {i, 1,Length[initialConditions]}]], {t, 0, 10},
 PlotRange -> {{-5, 5}, {-5, 5}}, AspectRatio -> 1,AxesLabel -> {x, y}]

学生

すごい！これで、微分方程式系の解軌道の全体像が分かりました。ありがとうございました。

活用事例２：アイデアの文章化

多くの学生が、長い文章を書くことに苦手意識を持っています。これは、日常生活で長文を書く機会が少ないことが一因だと考えられます。しかし、表現したいアイデアを話すことができるのであれば、アイデアを文章化することは、それほど難しいことではありません。このギャップを埋めるために、ChatGPTを活用する方法があります。

アイデアを ChatGPT に話す
- 音声入力に切り替えます。Windows の場合は、「Win＋ｈ」。
- ChatGPT の入力ボックスに自分が考えているアイデアを話します。
- 入力されたテキストを確認し、明らかな誤植をキーボード入力で修正します。
ChatGPT による変換
- ChatGPT に話した内容を整った文章に変換してもらいます。
- 必要に応じて、「要約して」、「箇条書きにして」などの指示を出します。
- 細かい指示を出せば、より目的にあった結果が得られます。
微調整と改善
- 生成された文章が自分のイメージ通りになっているか確認します。
- イメージに合わない場合は、文章を微調整したり、ChatGPT を再利用します。
- イメージに近い文章になるまで繰り返します。
他者からのフィードバック
- それでもなお、アイデアを文章化できていないと感じたら、指導教員や研究室のメンバーなど、第三者からの意見を求めます。
- 第三者からの意見によって、新しいキーワードや発想が生まれることがよくあります。

ChatGPTの活用範囲と注意点

ChatGPT の使用方法は広範囲にわたっており、研究から日常生活まで、さまざまな場面でその力を発揮します。しかし、ChatGPT が提供する情報の正確性には注意が必要です。ChatGPT は時に「ハルシネーション」と呼ばれる現象を引き起こし、存在しない事実やデータを真実のように提示することがあります。そのため、ChatGPTから得られる情報は必ず信頼できるソースで確認することが重要です。

それを踏まえた上で、ChatGPTは以下のような多様な用途に活用できます。

アイデアの整理と文章化: 序文のイントロダクションやアイデアの文章化に非常に役立ちます。自分の考えを明確な言葉にする際のサポートとして使用できます。
質問応答システム: 学習中に疑問が生じた場合、ChatGPT に質問を投げかけて即座に答えを得ることが可能です。
アイデア発想の助け: 研究テーマや論文のトピック選びで行き詰まった時、ChatGPT は新しいアイデアや視点を提供することができます。
言語学習のサポート: 多言語に対応しており、新しい言語を学ぶ際の練習相手として活用できます。

ChatGPT の可能性は広大であり、適切に使用すれば、より良い卒業論文の作成や、学習プロセスの効率化に大きく貢献できます。しかし、その情報の正確性を常に確認し、根拠のある情報に基づいて利用することが、有益な結果を得るための鍵となります。ChatGPT を活用して、より効果的な学習と研究を進めましょう。