ИИ на испытании: решение экзаменационных задач
Может ли ИИ помочь студентам пройти экзамены?
С конца 2022 года ChatGPT американской компании Open AI также был доступен в интернете в Германии. Разумеется, вызванный этим хайп вокруг искусственного интеллекта (нем.: Künstliche Intelligenz, англ.: Artificial Intelligence) не прошёл мимо меня. Так как я в то время ещё работал лектором, меня прежде всего интересовал вопрос, обладает ли ИИ потенциалом помочь студентам пройти экзамен или подготовить курсовую работу.
Чтобы это выяснить, я попросил ChatGPT решить несколько моих экзаменационных задач по теме сточных вод в магистерской программе Планирование городской инфраструктуры — транспорт и вода, модуль «Утилизация» в Берлинском техническом университете прикладных наук. При этом я не включал задачи, требовавшие вычислений.
Ниже — игра «вопрос–ответ» с ChatGPT, проведённая 2. марта 2023.
Вопрос 1 (3 балла)
Время пребывания сточных вод в аэротенке коммунальных очистных сооружений в Германии в среднем составляет около 8 часов. При этом в большинстве случаев можно выполнять и даже перевыполнять требования органов власти по удалению органических веществ из сточных вод, измеряемые по ХПК. В очистных сооружениях для сточных вод с высоким содержанием трудноразлагаемых веществ (например, в химической промышленности) необходимо работать с значительно большими временами пребывания (24 … 48 ч), часто требуется также последовательное включение двух или более биологических ступеней обработки, чтобы выдержать установленные органами власти значения ХПК в сбросе.
Почему?
При ответе учтите теорию разложения по ХПК в аэробных установках (Belebungsanlagen)!
Скриншот ответа ChatGPT на вопрос 1:
ChatGPT правильно объяснил, что трудноразлагаемые компоненты требуют более длительных биологических процессов разложения. С одной стороны, потому что микроорганизмам требуется больше времени для метаболизации этих веществ, с другой — потому что для разложения рефрактерных соединений нужны бактериологические «специалисты», которые проявляют себя только после более длительного времени пребывания. Последнее ChatGPT не описал. Ответ учёл кинетику разложения ХПК и необходимость многоступенчатых систем очистки, поэтому вычитается только один балл.
Вопрос 2 (2 балла)
Почему от последовательной денитрификации в международном масштабе снова отказались?
Скриншот ответа ChatGPT на вопрос 2:
ChatGPT назвал основные причины: больший расход энергии, необходимость внешнего источника углерода и предпочтение предварительной денитрификации как более эффективной альтернативы.
Вопрос 3 (4 балла)
Для чего служит при предварительной денитрификации внутренняя рециркуляция?
Покажите на примере формулы для максимально возможной эффективности предварительной денитрификации (ср. DWA-A 131, с. 49, формула 53), что увеличение коэффициента обратной подачи (RF) более чем в 3 раза приносит всё меньше выгоды! Помимо расчётного результата на практике при значениях RF выше 3 наблюдается ухудшение денитрификации. С чем это связано?
Скриншот ответа ChatGPT на вопрос 3:
ChatGPT правильно объяснил функцию внутренней рециркуляции и математически показал, почему значения RF выше 3 дают мало дополнительной пользы. Обоснование падения денитрификации при чрезмерно высоких коэффициентах возврата было неверным: причиной является не дефицит углерода, а наличие растворённого кислорода.
(1 балл удержан, поскольку денитрификацию нарушает не углерод, а слишком высокий уровень растворённого кислорода)
Вопрос 4 (4 балла)
При срабатывании сброса ливневых стоков в результате дождя всегда в приёмное водоём попадает доля сточных вод, требующих очистки. Почему такие сбросы оцениваются как значительно более критичные, чем очищенный сброс с очистных сооружений?
Скриншот ответа ChatGPT на вопрос 4:
ChatGPT назвал все существенные моменты: более высокие концентрации вредных веществ, ударная нагрузка, отсутствие очистки, истощение кислорода и экологические последствия.
Вопрос 5 (5 баллов)
Опишите взаимосвязь между дросселем и ливневым коллекторным резервуаром во входном потоке очистного сооружения (РКР расположен во вспомогательном ответвлении)!
Каковы пути течения смешанных стоков во время дождя, если
- a) в резервуар ливневого перепуска (Regenüberlaufbecken) по-прежнему имеется достаточный объём хранения, либо
- b) объём хранения в резервуаре ливневого перепуска исчерпан.
Составьте эскиз соответствующих путей движения потока и приведите краткое словесное пояснение этих сценариев!
Скриншот ответа ChatGPT на вопрос 5:
ChatGPT представил недостаточный ответ, который полностью искажает назначение совместной работы дросселя и РÜБ.
Комментарий: ChatGPT не распознаёт взаимодействие дросселя и резервуара ливневого перепуска на подаче в очистные сооружения. Функция дросселя полностью игнорируется, в результате чего в сценарии b) даже воображается превышение гидравлической пропускной способности очистных сооружений.
На самом деле дроссель ограничивает объёмный поток сточных вод до значения, которое очистные сооружения могут гидравлически принять максимально. Всё, что превышает это, направляется в резервуар ливневого перепуска (RÜB). Когда подача на очистные сооружения снова падает до расхода сухой погоды, сточные воды из RÜB — в пределах свободной ёмкости — направляются в очистные сооружения и там подвергаются очистке. Если же RÜB полон, а дроссель продолжает отводить сточные воды в RÜB, их придётся сбрасывать в водоём.
Вывод и сравнение
ChatGPT (март 2023)
67% от максимально возможных баллов
Manus AI (октябрь 2025)
89% от максимально возможных баллов
Резюме
Большинство вопросов ChatGPT ответил более или менее правильно. Однако ИИ показал слабость в вопросе о взаимодействии дросселя и переходного отстойника при подаче в очистные сооружения.
Те же вопросы я задал 13. октября 2025 также Manus AI. Результат демонстрирует явное улучшение работы ИИ за два с половиной года.
Комментарий: Почти всё верно, за исключением: денитрификацию нарушает не углерод, а слишком высокий уровень растворённого кислорода, когда коэффициент возврата превышает оптимальный!