Semantic Variability of Replies Across LLMs: Implications for Designing Conversation-Based Assessment
تُظهر هذه الدراسة أن اختيار النموذج اللغوي الكبير والسياق الحواري يؤثران بشكل كبير على الاتساق الدلالي للردود المُولَّدة، مما يشير إلى أن استراتيجيات التلقين الحالية غير كافية لضمان استجابات مستقرة وقابلة للمقارنة عبر النماذج المختلفة في التقييمات القائمة على المحادثة.
في عالم التعليم المعاصر، ظل قياس مدى جودة تواصل الناس وعملهم معاً مشكلة مستعصية لفترة طويلة. فخلافاً لاختبار الرياضيات حيث تثبت رقم واحد أن الطالب يعرف الإجابة، تحدث مهارات مثل التعاون في سياق المحادثة المتدفق والمتداخل. وللقياس بشكل عادل، يحتاج التربويون إلى ضمان مواجهة كل طالب لتحدٍ مماثل، حتى لو اتخذت المحادثة مساراً مختلفاً. مؤخراً، قدم الذكاء الاصطناعي طريقة جديدة لحل هذه المشكلة؛ فمن خلال استخدام برامج حاسوبية يمكنها التحدث والاستماع، يمكن للمدارس إنشاء شركاء افتراضيين للطلاب للتدرب معهم. ويمكن لهذه البرامج أن تتكيف مع ما يقوله الطالب، مما يخلق محادثة طبيعية تكشف مدى جودة تفكير الطالب وعمله. ومع ذلك، نما قلق صامت بين الخبراء: إذا تغير البرنامج الحاسوبي، فهل تتغير المحادثة أيضاً؟ إذا خضع طالب لاختبار اليوم باستخدام نسخة واحدة من البرمجيات، وخضع طالب آخر للاختبار في العام المقبل باستخدام نسخة أحدث، فهل سيجيبان على نفس الأسئلة بالطريقة نفسها؟ هذا السؤال يمس جوهر العدالة؛ فإذا تغيرت ردود الفعل الحاسوبية بشكل جذري اعتماداً على النموذج الذي يشغلها، فقد يتوقف الاختبار عن قياس قدرة الطالب ويبدأ في قياس سمات البرمجيات الغريبة.
لقد شرع باحث في مؤسسة الخدمات التعليمية (ETS) في استقصاء هذه المسألة تحديداً. أراد معرفة ما إذا كان معنى رد الحاسوب يظل ثابتاً عندما تتغير البرمجيات الأساسية. وللكشف عن ذلك، لم يبتكر محادثات وهمية، بل أخذ رسائل حقيقية من مشاريع علمية عبر الإنترنت سابقة حيث عمل شخصان معاً لحل المشكلات. واختار 61 لحظة محددة من تلك الدردشات حيث قال أحد الأشخاص شيئاً مهماً، وقدم الشخص الآخر رداً واضحاً ومفيداً. ثم طلب الباحث من أربع نسخ مختلفة من نموذج لغوي كبير — وهو نوع من الذكاء الاصطناعي المصمم لفهم وتوليد اللغة البشرية — الرد على تلك الرسائل الـ 61 نفسها. وقد أجرى هذه التجربة مرتين لكل رسالة؛ ففي المرة الأولى، رأى الحاسوب الرسالة الوحيدة التي يحتاج للرد عليها فقط، وفي المرة الثانية، رأى تلك الرسالة بالإضافة إلى تاريخ المحادثة الكامل الذي سبقها. وبالنسبة لكل رسالة، قام كل نموذج حاسوبي بتوليد 100 رد مختلف لمعرفة مدى تباين الإجابات.
أظهرت النتائج أن كلاً من اختيار النموذج الحاسوبي وسياق المحادثة يؤثران على تشابه الاستجابة. فعندما قارن الباحث بين الـ 100 رد التي ولدها نموذج واحد، وجد أن الإجابات كانت متشابهة للغاية، حيث تراوحت درجات التشابه بين 0.715 و0.795. ولكن عندما قارن الردود من نموذج واحد مقابل الردود من نموذج مختلف، انخفض التشابه بشكل كبير؛ وكأن لكل نموذج صوته الخاص وطريقته الخاصة في التفكير. واعتمد تأثير إضافة تاريخ المحادثة على النموذج المستخدم؛ ففي بعض الحالات، أدى تضمين تاريخ الدردشة إلى تحسين توافق الردود مع الاستجابات البشرية قليلاً، لكنه لم يجعل النماذج تتفق أكثر مع بعضها البعض في جميع الحالات. كما وجدت الدراسة أن النماذج الأحدث من نفس عائلة البرمجيات تميل إلى إنتاج إجابات أكثر تشابهاً مع بعضها البعض مما هي عليه تجاه النماذج الأقدم والمختلفة. وهذا يشير إلى أن "شجرة عائلة" البرمجيات تلعب دوراً هاماً في كيفية سلوكها جنباً إلى جنب مع التعليمات المحددة المعطاة لها.
ولعل الأمر الأكثر أهمية هو أن الباحث وجد أن الاعتماد على التوجيه (prompting) وسياق المحادثة وحدهما قد لا يكون كافياً لضمان سلوك استجابة متشابه للغاية عندما يتغير النموذج اللغوي الكبير (LLM) الأساسي. فحتى عندما أُعطيت النماذح نفس التوجيه ونفس تاريخ المحادثة، أدى اختيار النموذج إلى فروق كبيرة في المحتوى الدلالي للردود. وتشير الدراسة إلى أن الاعتماد على المرونة الطبيعية لهذه الأنظمة الاصطناعية يعد أمراً محفوفاً بالمخاطر بالنسبة للاختبارات عالية المخاطر. فإذا اعتمد الاختبار على الحاسوب لإبقاء المحادثة في مسارها الصحيح، وإذا تغير أسلوب الحاسوب في كل مرة يتم فيها تحديثه، فقد تصبح نتائج الاختبار غير موثوقة. وخلص الباحث إلى أنه لبناء نظام اختبار عادل ومستدام، لا يمكنهم مجرد الاعتماد على قيام البرمجيات بالشيء الصحيح من تلقاء نفسها، بل يحتاجون إلى بناء طبقات إضافية من التحكم في النظام — مثل القواعد أو القوالب — التي تضمن بقاء ردود الحاسوب ضمن نطاق آمن ومتسق، بغض النظر عن نسخة البرمجيات التي تعمل في الخلفية. وبدون هذه الضمانات، يمكن للتطور السريع للذكاء الاصطناعي أن يقوض العدالة ذاتها التي يهدف الاختبار التعليمي إلى حمايتها.
ملخص تقني: التباين الدلالي للردود المولدة بواسطة النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) عبر مختلف النماذج
بيان المشكلة يفرض دمج النماذج اللغوية الكبيرة (LLMs) في التقييمات القائمة على المحادثة توتراً جوهرياً بين القدرة على التكيف والمعايير الموحدة. وبينما تتيح هذه النماذج تفاعلات طبيعية وديناميكية ضرورية لقياس المهارات المعقدة مثل التواصل والتعاون، فإن طبيعتها التوليدية تخلق تبايناً. قد يواجه المتعلمون المختلفون مسارات تفاعل متباينة، وقد تؤدي مدخلات المتعلم المتطابقة إلى ردود متميزة دلالياً اعتماداً على نموذج لغوي محدد، أو إعدادات التوجيه (prompt)، أو بيئة النشر، أو سجل الدردشة السابق.
إن التحدي الجوهري في القياس لا يكمن في وجود التباين بحد ذاته، بل في ما إذا كان هذا التباين يظل ضمن حدود مقبولة للحفاظ على الصلاحية والموثوقية والعدالة في التقييم. فإذا لم يتم التحكم فيه، يمكن أن يؤدي عدم الاتساق الدلالي عبر إصدارات النماذج أو السياقات الحوارية إلى إدخال تباين غير ذي صلة بالبناء (construct-irrelevant variance)، مما يهدد قابلية مقارنة ظروف التقييم بمرور الوقت، خاصة في ظل التطور السريع والتقاعد المتكرر للنماذج اللغوية الكبيرة.
المنهجية فحصت هذه الدراسة تجريبياً التباين الدلالي للردود المولدة بواسطة النماذج اللغوية الكبيرة عبر نماذج مختلفة وظروف سياق حواري مختلفة، باستخدام بيانات من مهام حل مشكلات تعاونية ثنائية من واقع الحياة.
مصدر البيانات: استخدمت الدراسة 61 "رسالة بؤرية" (focal messages) تم اختيارها من 99 فريقاً من المشاركين البشريين المنخرطين في مهام علمية عبر الإنترنت. تم اختيار هذه الرسائل من المرحلة المتأخرة من المحادثات حيث تم ترميز ردود البشر كرسائل ذات صلة عالية، مما يضمن سياقاً سابقاً غنياً وردوداً قابلة للتفسير.
الظروف التجريبية: تم تقييم أربعة نماذج لغوية كبيرة: GPT-4o mini، وGPT-5.4، وGPT-5.4 mini، وGPT-5.4 nano. تم اختبار كل نموذج تحت شرطين من شروط التوجيه:
بدون سجل (No History): يحتوي التوجيه فقط على تعليمات النظام والرسالة البؤرية.
بروتوكول التوليد: لكل رسالة بؤرية ولكل شرط، قام كل نموذج بتوليد 100 استجابة مستقلة. تم ضبط درجة الحرارة (Temperature) عند 0.7 حيثما كان ذلك مدعوماً (تحديداً لـ GPT-4o mini) لمحاكاة تباين الاستجابة الطبيعي.
مقاييس التشابه الدلالي: تم قياس التشابه الدلالي كمياً باستخدام تشابه جيب التمام (cosine similarity) لتمثيلات النصوص (embeddings) المولدة بواسطة نموذج text-embedding-3-large من OpenAI. حللت الدراسة:
التشابه داخل النموذج الواحد (Within-Model Similarity): متوسط التشابه الزوجي بين الـ 100 استجابة التي ولدها نموذج واحد.
التشابه بين النماذج المختلفة (Cross-Model Similarity): متوسط التشابه بين الاستجابات التي ولدتها نماذج مختلفة.
المواءمة البشرية (Human Alignment): التشابه بين ردود النماذج اللغوية والردود البشرية الأصلية.
الحساسية للسياق (Context Sensitivity): التشابه بين الاستجابات المولدة مع سجل الدردشة وتلك المولدة بدونه لنفس الرسالة البؤرية.
التحليل الإحصائي: تم تطبيق نماذج التأثيرات المختلطة الخطية (linear mixed-effects models) لتقدير تأثير نوع النموذج وشرط سجل الدردشة على نتيجتين: متوسط التشابه الزوجي (الاتساق الدلالي) والانحراف المعياري للتشابه الزوجي (التباين الدلالي).
النتائج الرئيسية
الاعتماد على النموذج: يتأثر اتساق الاستجابة بشدة ببنية النموذج وسلالته. كانت الاستجابات المولدة من نفس النموذج اللغوي أكثر تشابهاً مع بعضها البعض باستمرار (تراوح التشابه داخل النموذج بين 0.715 و0.795) مقارنة بالاستجابات التي تولدها نماذج لغوية مختلفة (تراوح التشابه بين النماذج بين 0.443 و0.604). كما أظهرت النماذج من نفس العائلة (مثل متغيرات GPT-5.4) تشابهاً أعلى بين النماذج مقارنة بالنماذج من أجيال مختلفة (مثل GPT-4o mini مقابل GPT-5.4).
تأثير سجل الدردشة: لم يؤدِ تضمين سجل المحادثة إلى زيادة تشابه الاستجابات بشكل عالمي.
في حالة "بدون سجل"، كان هناك ارتباط إيجابي قوي بين التشابه الدلالي للرسائل البؤرية وتشابه الردود المولدة، مما يشير إلى أن الردود كانت مرتكزة على المدخل المباشر.
في حالة "مع السجل"، ضعف هذا الارتباط، مما يشير إلى أن سجل الدردشة قدم معلومات سياقية جعلت الردود أقل اعتماداً على الرسالة البؤرية وحدها.
إحصائياً، أدت حالة "مع السجل" عموماً إلى زيادة التباين (الانحراف المعياري) للاستجابات بالنسبة للنموذج المرجعي (GPT-4o mini). وبينما كانت معاملات التفاعل لـ GPT-5.4 وGPT-5.4 mini إيجابية ومعنوية (مما يشير إلى أنهما أقل تأثراً بالسلب من قبل السجل مقارنة بالنموذج المرجعي)، أظهر GPT-5.4 mini معامل تأثير رئيسي سلبي (-0.0014، p=0.924) وتفاعلاً إيجابياً معنوياً (0.0505، p=0.017)، مما يشير إلى أن استجابته لتضمين السجل تختلف عن النموذج المرجعي ولكنها لا تعني بالضرورة زيادة في متوسط التشابه عبر جميع الظروف.
المواءمة البشرية: كانت الردود المولدة بواسطة النماذج اللغوية أقل تشابهاً مع الردود البشرية باستمرار مما كانت عليه مع بعضها البعض داخل نفس النموذج. وبينما أدى تضمين سجل الدردشة إلى تحسين طفيف في المواءمة مع الردود البشرية، إلا أن الفجوة ظلت كبيرة.
التباين عبر السجلات (Cross-History Variability): كان التشابه الدلالي بين الاستجابات المولدة مع السجل وتلك المولدة بدونه متوسطاً (الوسيط ~0.40–0.45)، مما يشير إلى أن إضافة السياق تغير المحتوى الدلالي للمخرجات بشكل ملموس.
التباين حسب النموذج: أظهر GPT-5.4 تبايناً أعلى بكثير في التشابه الزوجي مقارنة بالنموذج المرجعي (GPT-4o mini)، بينما أظهر GPT-5.4 nano تبايناً أقل بكثير.
الأهمية والادعاءات تخلص الورقة إلى أن استراتيجيات التوجيه والسياق الحواري وحدهما غير كافيين لضمان استجابات متسقة دلالياً عندما يتغير النموذج اللغوي الأساسي. وتبرز النتائج أن اختيار النموذج هو متغير حاسم في تصميم التقييم.
ويرى المؤلف أن استمرار تطور النماذج اللغوية الكبيرة من خلال التحديثات والإصدارات الجديدة يجعل الحفاظ على ظروف تقييم مستقرة تحدياً للبنية التحتية وليس مجرد مشكلة هندسة توجيه (prompt engineering). وللحفاظ على صلاحية وعدالة التقييمات القائمة على المحادثة، تتطلب الأنظمة آليات إضافية — مثل القواعد الرمزية (symbolic rules)، أو قوالب الاستجابة، أو طبقات التحقق — لمراقبة وسلوك النماذج ومعايرته والتحكم فيه عبر انتقالات النماذج. وتعد هذه الاستراتيجيات ضرورية لمنع التباين غير ذي الصلة بالبناء وضمان بقاء ظروف التقييم قابلة للمقارنة بمرور الوقت.