Kann ChatGPT zwischen verschiedenen Operatoren unterscheiden?

KI-basierte Chatbots stellen vieles in Frage, was an Schulen und Universitäten bisher praktiziert wird. Insbesondere das Verfassen von Hausarbeiten, Facharbeiten und Abschlussarbeiten wird sich durch Chatbots verändern. Um ChatGPT sinnvoll für eine Hausarbeit oder einen wissenschaftlichen Artikel nutzen zu können, muss ChatGPT zwischen verschiedenen Operatoren unterscheiden können, um die geforderte Leistung zu erbringen. Dies ist sehr schwierig, da jedes Bundesland und ggf. jedes Fach die Operatoren etwas anders definiert. Im Folgenden wird die Bedeutung von drei wichtigen Operatoren für das niedersächsische Abitur in den Naturwissenschaften angegeben.

Operator Bedeutung
beschreiben Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten wiedergeben
erläutern einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen veranschaulichen und verständlich machen
erklären einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich zum Ausdruck bringen mit Bezug auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten und Ursachen

Quelle: https://www.nibis.de/uploads/1gohrgs/operatoren_2021/BI-CH-PH_2021Abi_Operatoren.pdf

Trotzdem bleibt die Frage, ob ChatGPT überhaupt einen Unterschied bzgl. der Operatoren ausmacht und wenn ja, wie groß dieser Unterschied ist. Als Beispiel nehme ich die Umlaufbahn der Erde um die Sonne, da diese sowohl beschrieben als auch erläutert als auch erklärt werden kann und da dies in meinem Fachbereich angesiedelt ist, sodass ich die Unterschiede beurteilen kann. Für jeden Operator eröffne ich einen neuen Chat, damit die vorherigen Antworten nicht die späteren beeinflussen.

Beschreibung

Neuer Chat:

Beschreibe die Umlaufbahn der Erde um die Sonne.

Die Erde umkreist die Sonne in einer elliptischen Umlaufbahn. Das bedeutet, dass die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne während der Umlaufbahn nicht konstant bleibt, sondern sich verändert. Der Punkt in der Umlaufbahn, an dem die Erde der Sonne am nächsten ist, wird als Perihel bezeichnet. Der Punkt, an dem die Erde der Sonne am weitesten entfernt ist, wird als Aphel bezeichnet. Die durchschnittliche Entfernung der Erde von der Sonne beträgt etwa 149,6 Millionen Kilometer. Die Umlaufzeit der Erde um die Sonne beträgt etwa 365,25 Tage. Die Erde neigt sich während ihrer Umlaufbahn um etwa 23,5 Grad zur Ebene der Umlaufbahn. Diese Neigung ist für die Jahreszeiten auf der Erde verantwortlich.

Die Beschreibung sieht sehr gut aus und geht auf wesentliche Aspekte ein, die auch konkret beziffert werden.

Erläuterung

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Erläutere die Umlaufbahn der Erde um die Sonne.

Die Erde umkreist die Sonne auf einer elliptischen Umlaufbahn, die sich im Laufe eines Jahres um den Stern herumzieht. Die Erde ist der drittäußere Planet des Sonnensystems und befindet sich durchschnittlich 149,6 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Die Umlaufbahn der Erde ist nicht perfekt kreisförmig, sondern hat die Form einer Ellipse, wobei die Sonne nicht genau in der Mitte der Ellipse, sondern etwas versetzt zu einem der beiden Brennpunkte der Ellipse liegt.

Die Erde bewegt sich auf ihrer Umlaufbahn mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 107.000 km/h. Ihre Umlaufzeit um die Sonne beträgt 365,25 Tage und ist der Grund für das Jahr als Zeitmaß. Die Erde ist auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne etwa 23,5 Grad geneigt, was der Ursache für die Jahreszeiten ist.

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist wichtig, da sie den Planeten mit Energie versorgt und dafür sorgt, dass die Temperaturen auf der Erde in erträglichem Rahmen bleiben. Sie spielt auch eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Länge von Jahren und Tagen.

Erkläre, warum die Erde um die Sonne kreist.

Die Erde kreist um die Sonne, weil sie von der Schwerkraft der Sonne angezogen wird. Die Schwerkraft ist eine kraft, die alle Körper mit Masse aufeinander ausüben und ist verantwortlich dafür, dass die Erde auf ihrer Umlaufbahn bleibt und nicht davonfliegt.

Die Schwerkraft wird von der Masse eines Körpers bestimmt. Je größer die Masse eines Körpers ist, desto stärker ist die Schwerkraft, die er ausübt. Die Sonne ist der größte Körper im Sonnensystem und hat daher die stärkste Schwerkraft. Die Erde und alle anderen Planeten im Sonnensystem werden von der Schwerkraft der Sonne angezogen und kreisen daher um sie herum.

Die Schwerkraft der Erde hält uns auf der Oberfläche des Planeten und sorgt dafür, dass wir nicht ins All hinausgeschleudert werden. Die Schwerkraft der Sonne ist jedoch viel stärker als die der Erde und sorgt dafür, dass die Erde in ihrer Umlaufbahn um die Sonne bleibt.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Umlaufbahn der Erde um die Sonne keine gerade Linie ist, sondern eine elliptische Form hat. Das bedeutet, dass die Entfernung zwischen der Erde und der Sonne während der Umlaufbahn variiert. Die Erde ist demnach manchmal näher an der Sonne und manchmal weiter entfernt von ihr. Trotzdem bleibt sie aufgrund der Schwerkraft der Sonne auf ihrer Umlaufbahn.

Nenne die Formel für die Schwerkraft der Sonne.

Die Formel, die die Schwerkraft zwischen zwei Körpern beschreibt, lautet:

F = G * (m1 * m2) / r^2

In dieser Formel steht:

  • F: Die Kraft der Schwerkraft zwischen den beiden Körpern (in Newton)
  • G: Der gravitationelle Konstante (6,67 * 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 )
  • m1: Die Masse des ersten Körpers (in Kilogramm)
  • m2: Die Masse des zweiten Körpers (in Kilogramm)
  • r: Der Abstand zwischen den beiden Körpern (in Metern)

Die Schwerkraft der Sonne kann man berechnen, indem man die Masse der Sonne (1,989 x 10^30 kg) und die Masse der Erde (5,972 x 10^24 kg) in die Formel einsetzt und den Abstand zwischen der Sonne und der Erde (durchschnittlich 149,6 Millionen Kilometer oder 1,496 x 10^11 Meter) angeben.

Die Kraft der Schwerkraft zwischen der Erde und der Sonne wird in Newton angegeben und beträgt ungefähr 3,53 x 10^22 Newton. Diese Kraft hält die Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne und sorgt dafür, dass sie nicht ins All hinausgeschleudert wird.

Auf den ersten Prompt zur Erläuterung liefert ChatGPT eine sehr ähnliche Antwort wie die zur Beschreibung, allerdings ist die Antwort nun ausführlicher. Es bleibt dabei durchgängig auf einem beschreibenden Niveau. Auf die Gravitation als Ursache wird nicht eingegangen. Dies sollte allerdings bei einem “Veranschaulichen und Verständlichmachen”, wie es der Operator erfordert, dazugehören.
Da der Operator “Erläutern” zu den schwierigsten Operatoren gehört, wollte ich hier wissen, ob ich durch weitere Nachfragen auf die Graviation kommen kann. Wie man sieht, kann ChatGPT alle erforderlichen Informationen einschließlich der Gesetzmäßigkeiten liefern, wenn man genau danach fragt. Hier ist der Operator “Erkläre” expliziter als der Operator “Erläutere” – was antwortet ChatGPT also darauf?

Erklärung

Neuer Chat:

Erkläre die Umlaufbahn der Erde um die Sonne.

Die Erde bewegt sich um die Sonne in einer elliptischen Umlaufbahn. Das bedeutet, dass die Erde nicht in einer perfekten Kreisbahn um die Sonne kreist, sondern dass die Bahn eine leicht ovale Form hat. Die Sonne befindet sich an einem der Brennpunkte dieser ellipsoiden Bahn.

Der Abstand der Erde von der Sonne ändert sich während ihrer Umlaufbahn. Der kürzeste Abstand, den die Erde von der Sonne entfernt ist, wird als Perihel bezeichnet. Der größte Abstand wird als Aphel bezeichnet. Das Perihel liegt etwa 147 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, während das Aphel etwa 152 Millionen Kilometer entfernt ist.

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne dauert etwa 365,24 Tage. Dieser Zeitraum wird als ein Erdjahr bezeichnet. Die Erde dreht sich auch um ihre eigene Achse, wodurch Tag und Nacht entstehen. Die Zeit, die die Erde braucht, um sich einmal um ihre eigene Achse zu drehen, wird als ein Tag bezeichnet und dauert etwa 24 Stunden.

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist auch der Grund dafür, dass es auf der Erde verschiedene Jahreszeiten gibt. Da die Erde während ihrer Umlaufbahn leicht geneigt ist, wird die Sonnenenergie ungleichmäßig auf die verschiedenen Teile der Erde verteilt. Wenn die Erde sich der Sonne nähert, werden die Tage länger und es wird wärmer. Wenn sich die Erde von der Sonne entfernt, werden die Tage kürzer und es wird kälter.

Ich hoffe, ich konnte dir damit weiterhelfen! Wenn du noch weitere Fragen hast, zögere nicht, mich zu fragen.

Offenbar wird der erste Prompt so aufgefasst, dass man eine persönliche Erklärung haben möchte. Daher habe ich noch einmal explizit nach einer Antwort für einen wissenschaftlichen Artikel gefragt.

Schreibe eine Erklärung der Umlaufbahn der Erde um die Sonne für einen wissenschaftlichen Artikel.

Die Erde bewegt sich um die Sonne in einer elliptischen Umlaufbahn, die durch die Schwerkraft der Sonne verursacht wird. Der Abstand der Erde von der Sonne ändert sich während ihrer Umlaufbahn, wobei der kürzeste Abstand als Perihel und der größte Abstand als Aphel bezeichnet werden. Das Perihel liegt etwa 147 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, während das Aphel etwa 152 Millionen Kilometer entfernt ist.

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne dauert etwa 365,24 Tage und wird als ein Erdjahr bezeichnet. Die Erde dreht sich auch um ihre eigene Achse, wodurch Tag und Nacht entstehen. Die Zeit, die die Erde braucht, um sich einmal um ihre eigene Achse zu drehen, wird als ein Tag bezeichnet und dauert etwa 24 Stunden.

Die geneigte Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist der Hauptgrund für die unterschiedlichen Jahreszeiten auf der Erde. Wenn sich die Erde der Sonne nähert, werden die Tage länger und es wird wärmer. Wenn sich die Erde von der Sonne entfernt, werden die Tage kürzer und es wird kälter.

Die Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne beträgt etwa 29,78 km/s. Diese Geschwindigkeit ist notwendig, um der Schwerkraft der Sonne zu entkommen und in einer stabilen Umlaufbahn zu bleiben. Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist auch von anderen Faktoren wie der Gravitation von Mond und anderen Planeten beeinflusst, die jedoch im Vergleich zur Gravitation der Sonne relativ gering sind.

In der Astronomie wird die Umlaufbahn der Erde um die Sonne als ein Beispiel für eine elliptische Bahn verwendet. Diese Art von Bahn wird auch bei vielen anderen Himmelskörpern beobachtet, wie beispielsweise Kometen und Asteroiden. Die Studie der Umlaufbahnen von Himmelskörpern ist von großer Bedeutung für das Verständnis der Dynamik des Sonnensystems und der Entwicklung von Weltraummissionen.

In beiden Fällen wird die Gravitation sofort als Ursache für die Umlaufbahn der Erde genannt. Danach wird dies aber nicht vertieft, sondern es folgen einige beschreibende Informationen. Nur die Antwort auf die Frage nach einem wissenschaftlichen Artikel geht erneut kurz auf die Schwerkraft ein, allerdings geschieht dies eher nebenbei, ohne auf diese zentrale Ursache und die zugehörige Formel genauer einzugehen. Der Text bleibt insgesamt eher beschreibend. Der Bezug auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten und Ursachen, wie es der Operator erfordert, fehlt.

Fazit

Der oben beschriebene Versuch war nur ein Beispiel und vielleicht sieht es in anderen Beispielen besser oder auch schlechter aus. In diesem Beispiel ließ sich zunächst erkennen, dass ChatGPT tatsächlich einen Unterschied zwischen den Operatoren macht. Die Antworten waren je nach Operator unterschiedlich umfangreich und enthielten teilweise unterschiedliche Aspekte. Die Beschreibung ist mit vielen, auch konkreten Informationen ausgestattet und aus meiner Sicht sehr gut gelungen. Die Erläuterung ist umfangreicher, bleibt aber auf einem beschreibenden Niveau. Die Erklärung geht anfangs auf die Schwerkraft der Sonne als zentrale Ursache ein, allerdings wird dies nicht weiter vertieft. Der Bezug zur Formel für die Gravitation wird nicht hergestellt, aber die Formel kann auf konkrete Nachfrage erläutert werden.
Insofern muss für eine vollständig korrekte Antwort zumindest in diesem Fall einiges an Hintergrundwissen vorausgesetzt werden, um die richtigen Fragen an ChatGPT zu stellen und diese zu einer im Sinne des Operators vollständig korrekten Antwort zusammen zu stellen. Wenn man dieses Hintergrundwissen hat, kann ChatGPT ein guter Helfer beim Schreiben sein.

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