A Scoping Review of Large Language Model-Based Pedagogical Agents

arXiv cs.AI / 4/15/2026

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Key Points

  • 本スコーピングレビューは、LLMベースの教育用ペダゴジカル・エージェントが教育現場にもたらす能力(自然言語理解、推論、適応)の拡張を「次の変化」として整理している。
  • PRISMA-ScRに基づき2022年11月〜2025年1月にかけて52件の研究を分析し、K-12、大学教育、インフォーマル学習まで多様な対象と教科領域での実装例を概観している。
  • 主要な設計の違いとして、対話アプローチ(反応型/能動型)、領域範囲(専門特化/汎用)、役割の複雑さ(単一/複数)、システム統合形態(単体/統合)を4つの軸で整理している。
  • 今後の動向として、自然な学習環境を模したマルチエージェント、バーチャル学生シミュレーションによる評価、没入型技術との統合、学習アナリティクス併用などが挙げられている。
  • 研究ギャップとともに、プライバシー、正確性、学生の自律性に関する倫理的論点を重要な課題として議論している。

Abstract

This scoping review examines the emerging field of Large Language Model (LLM)-based pedagogical agents in educational settings. While traditional pedagogical agents have been extensively studied, the integration of LLMs represents a transformative advancement with unprecedented capabilities in natural language understanding, reasoning, and adaptation. Following PRISMA-ScR guidelines, we analyzed 52 studies across five major databases from November 2022 to January 2025. Our findings reveal diverse LLM-based agents spanning K-12, higher education, and informal learning contexts across multiple subject domains. We identified four key design dimensions characterizing these agents: interaction approach (reactive vs. proactive), domain scope (domain-specific vs. general-purpose), role complexity (single-role vs. multi-role), and system integration (standalone vs. integrated). Emerging trends include multi-agent systems that simulate naturalistic learning environments, virtual student simulation for agent evaluation, integration with immersive technologies, and combinations with learning analytics. We also discuss significant research gaps and ethical considerations regarding privacy, accuracy, and student autonomy. This review provides researchers and practitioners with a comprehensive understanding of LLM-based pedagogical agents while identifying crucial areas for future development in this rapidly evolving field.