Khan Academy và Microsoft hợp tác phát triển công cụ AI trợ giảng

Chia sẻ bởi Microsoft

Trong một tiết Hóa học tại trường trung học Northern Indiana, giáo viên Melissa Higgason đã thay thế các đồng hồ đo áp suất – vốn được dùng để dạy nguyên lý cơ bản của Hóa học mang tên Định luật Boyle – bằng các vật dụng ngẫu nhiên như kẹo dẻo, chai nhựa, bóng bay và ống nhỏ. Cô Higgason sử dụng những vật dụng này để khuyến khích học sinh thiết kế các thí nghiệm của riêng mình và quan sát sự thay đổi của chất khí dưới các điều kiện khác nhau.

“Có những mô phỏng mà học sinh có thể thay đổi một biến số và quan sát một con số tăng lên hoặc giảm xuống,” Higgason cho biết. “Nhưng các định luật về khí rất trừu tượng. Thật khó để học sinh kết nối tất cả những điều đó nếu không có những trải nghiệm thực tế có liên quan.”

Mặc dù cô Higgason có hàng chục năm kinh nghiệm giảng dạy, cô thừa nhận rằng ý tưởng sử dụng các vật dụng hàng ngày để dạy vật lý xuất phát từ một trợ lý giảng dạy AI mang tên Khanmigo for Teachers, một chương trình thí điểm được giới thiệu năm ngoái bởi Khan Academy, tổ chức giáo dục trực tuyến phi lợi nhuận được thành lập vào năm 2008 bởi Sal Khan với sứ mệnh cung cấp một nền giáo dục với đẳng cấp quốc tế, hoàn toàn miễn phí, cho bất kỳ ai, ở bất kỳ nơi đâu

Hôm nay, tại sự kiện Microsoft Build, Microsoft và Khan Academy đã chính thức hợp tác nhằm giúp hàng triệu giáo viên tiếp cận những công cụ AI này để tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng bài giảng. Bằng cách cung cấp quyền truy cập vào cơ sở hạ tầng Azure AI-optimized, Microsoft cho phép Khan Academy cung cấp miễn phí chương trình thí điểm Khanmigo for Teachers cho tất cả giáo viên phổ thông tại Mỹ, với công nghệ sẽ được vận hành bởi Azure OpenAI Service.

Hai công ty cũng sẽ hợp tác để nghiên cứu và tìm kiếm các cơ hội cải thiện công cụ AI hỗ trợ dạy kèm Toán học theo cách tiết kiệm, dễ ứng dụng và có khả năng thích ứng với phiên bản mới của Phi-3, một họ mô hình ngôn ngữ nhỏ (SLMs) được phát triển bởi Microsoft.

Với các công cụ AI, giáo viên có thể dành nhiều thời gian cho học sinh hơn

“Tôi sử dụng Khanmigo để khuấy động bầu không khí lớp học” – cô Higgason chia sẻ. Ví dụ, trong một lớp học của cô, Khanmigo đã gợi ý cách giải thích phương trình ion ròng bằng cách hỏi học sinh liệu các đã từng tham dự một buổi tiệc khiêu vũ chưa, so sánh các ion với những người nhảy mà có sự thay đổi về bạn nhảy của họ.

Bên cạnh việc cung cấp các kế hoạch bài giảng sáng tạo, Khanmigo còn đưa ra một loạt các gợi ý và công cụ hỗ trợ giáo viên dựa trên AI, giúp giảm bớt nhiều gánh nặng hành chính đã khiến các giáo viên mệt mỏi. Chỉ với một cú nhấp chuột trên bảng điều khiển màn hình, trong vài phút, giáo viên có thể tạo ra các kế hoạch bài giảng tùy chỉnh, đề xuất cách nhóm học sinh, hoặc tăng và giảm mức độ phức tạp của các đoạn văn tuỳ theo lực học của học sinh. Khi được kết hợp sử dụng, Khan Academy ước tính những công cụ này có thể tiết kiệm trung bình 5 giờ làm việc mỗi tuần cho giáo viên.

“Giáo viên đang làm việc quá sức,” Sal Khan cho biết, nhấn mạnh số lượng kỷ lục giáo viên bỏ nghề. Các trường học ở những khu vực khó khăn đã bị ảnh hưởng nặng nề khi giáo viên “chịu” mức lương thấp và khối lượng công việc không thể xử lý được do đại dịch COVID-19 – đây cũng là một trong những lý do hàng đầu khiến họ bỏ nghề. Sal Khan cho biết, sử dụng AI cho giáo dục không chỉ là một cách mạnh mẽ để thúc đẩy tiến trình học tập của học sinh, mà còn là một cách để “làm cho nghề giáo viên trở nên bền vững hơn”.

Mang lại trải nghiệm giáo dục chất lượng cao đến nhiều học sinh hơn

Khanmigo nhận được đánh giá cao từ các giáo viên như Higgason kể từ khi ra mắt vào tháng 3 năm 2023 và có phí sử dụng là 4 đô la mỗi tháng cho giáo viên. Các khoản phí này nhằm trang trải chi phí phát triển và thử nghiệm công nghệ mới và truy cập vào các mô hình ngôn ngữ lớn (LLMs) mà Khanmigo sử dụng.

Là một phần của hoạt động hợp tác này, các công cụ giảng dạy của Khan Academy sẽ được vận hành bởi Azure OpenAI Service. Khoản tài trợ cơ sở hạ tầng Azure của Microsoft sẽ cho phép Khan Academy triển khai trên diện rộng các công cụ giảng dạy này và cung cấp miễn phí cho tất cả giáo viên phổ thông tại Mỹ.

Hai bên cũng sẽ khai thác cách các mô hình ngôn ngữ nhỏ (SLMs) như tổ hợp mô hình Phi-3 mới của Microsoft, có thể thực hiện tốt các tác vụ AI đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn, dễ sử dụng hơn so với các mô hình lớn, từ đó giúp cải thiện và mở rộng các công cụ trợ giảng AI. Để đạt được mục tiêu đó, Khan Academy đang hợp tác với Microsoft để khám phá tiềm năng phát triển mô hình open-source small language model (tạm dịch: Mô hình mã nguồn mở và ngôn ngữ nhỏ mới) dựa trên Phi-3. Mục tiêu là mang lại công cụ dạy kèm môn Toán với mức chi phí tiết kiệm và dễ tiếp cận cho mọi người.

Các mô hình ngôn ngữ nhỏ có nhiều khả năng tương tự như các mô hình ngôn ngữ lớn nhưng được đào tạo trên một lượng dữ liệu nhỏ hơn. Chúng cũng được thiết kế để dễ tiếp cận và dễ sử dụng hơn cho các tổ chức có nguồn lực hạn chế.

Theo thỏa thuận mới này, Khan Academy cũng sẽ cung cấp cho Microsoft quyền truy cập vào các nội dung giáo dục bao gồm các bài toán chất lượng cao và bộ đáp án chi tiết để phát triển các khả năng dạy kèm Toán học bằng AI sử dụng Phi-3. Khan Academy cũng sẽ cung cấp phản hồi liên tục và dữ liệu chuẩn để đánh giá kết quả. Không có dữ liệu nào từ người dùng của Khan Academy được sử dụng để đào tạo mô hình.

Sal Khan rất hào hứng về cơ hội hợp tác với Microsoft để đào tạo các mô hình ngôn ngữ nhỏ trong lĩnh vực dạy kèm toán học – một lĩnh vực mà ông thấy có tiềm năng lớn. Các mô hình ngôn ngữ nhỏ không chỉ dễ dàng tùy chỉnh hơn so với các mô hình ngôn ngữ lớn cho các nhiệm vụ cụ thể như dạy toán, tiếng Anh hoặc hóa học mà còn hiệu quả hơn: “Nếu chúng có thể đạt được hiệu suất tương đương với các mô hình lớn nhưng với chi phí thấp hơn đáng kể, điều đó sẽ đẩy nhanh quá trình chúng ta có thể đưa nó tiếp cận tới đông đảo người dùng”

Trong tương lai, Sal Khan hy vọng các mô hình ngôn ngữ nhỏ hoạt động trên thiết bị (thay vì trên đám mây) sẽ có tiềm năng cung cấp được các công cụ và trợ giảng cho các trường học có hạn chế về nguồn lực ngoài nước Mỹ mà không có hạ tầng máy tính.

Cuối cùng, hai tổ chức cũng sẽ làm việc để tích hợp thêm nội dung từ Khan Academy vào Copilot và Teams for Education, phiên bản miễn phí của ứng dụng Teams phổ biến của Microsoft để đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau của giáo viên và học sinh. Việc tích hợp này sẽ giúp kho học liệu phong phú của Khan Academy được tiếp cận tới nhiều người học hơn, đồng thời cung cấp nội dung chất lượng cao cho người dùng của Copilot và Teams for Education.

“Gia sư” AI và phương pháp Socratic

Tại Hobart, Indiana, học sinh trong lớp của cô Higgason với quyền truy cập vào bộ công cụ học tập AI riêng biệt của Khanmigo thông qua chương trình đối tác của Khan Academy Districts, đã đón nhận phương pháp dạy kèm Socratic, nổi bật với các câu hỏi hài hước và hướng dẫn tận tình để khuyến khích học sinh tư duy phản biện.

Trong mỗi tiết học Hoá, các em cũng đón nhận các gợi ý sáng tạo của trợ giảng AI để có những bài học sống động hơn, giúp cô Higgason tiết kiệm rất nhiều thời gian.

“Sử dụng kẹo dẻo và ống nhỏ giọt trong phòng thí nghiệm – em không nghĩ rằng nó có thể được sử dụng để minh họa một định luật khí,” Madisyn Sanders, học sinh lớp 10, chia sẻ. “Đó là một thí nghiệm rất thú vị.”

“Khanmigo cũng học giống như em” Aleksandar Tatum, 16 tuổi, cho biết. “Nó gần như đi cùng em. Nó cũng giúp em liên kết các dữ liệu để có thể hiểu bài tốt hơn”.

Việc sử dụng AI để gian lận là một mối lo ngại lớn của nhiều phụ huynh và giáo viên, nhưng gian lận rất khó với Khanmigo, vì nó không làm bài hộ cho học sinh. Thay vì cung cấp câu trả lời, Khanmigo đặt câu hỏi và đưa ra hướng dẫn như một trợ giảng.

Trong một lớp học Anh văn, Tatum và các bạn của cậu được yêu cầu đọc “Romeo và Juliet” và sau đó viết một câu chuyện thay đổi một số cảnh. Tatum đã yêu cầu Khanmigo mô tả một cảnh mà cậu gặp khó khăn trong việc nhớ lại: “Em không nhớ được Hồi 1 Cảnh 3”. Nhưng Khanmigo chỉ đáp lại, “Tôi ở đây để giúp bạn tạo ra sáng tạo câu chuyện,” và Tatum phải quay lại văn bản gốc để nhớ lại nội dung bài học.

Khi Jzehbel Garcia, 17 tuổi, yêu cầu Khanmigo cung cấp công thức của “molality”, một khái niệm Hóa học trừu tượng khác, Khanmigo đã đáp lại bằng một gợi ý và sau đó là một câu hỏi: “Bạn nghĩ rằng những thông tin nào để tính toán molality?”

“Điều thực sự tuyệt vời từ góc nhìn của một giáo viên là nó không cung cấp câu trả lời cho học sinh của tôi. Ngược lại, nó đưa ra những câu hỏi,” Higgason cho biết. “Bản chất khoa học là đặt ra những câu hỏi thực sự tốt. Đó là cách chúng ta học hỏi, phát triển và đổi mới.”

Khan Academy cũng cung cấp các biện pháp bảo vệ và cơ chế an toàn trong Khanmigo. Các tin nhắn ở đầu màn hình thông báo cho học sinh rằng lịch sử trò chuyện và các hoạt động của các em đều có thể được xem bởi phụ huynh và giáo viên. Hệ thống cũng tự động gắn cờ các câu hỏi hoặc bình luận từ học sinh được coi là có vấn đề, để giáo viên có thể xem xét và quyết định nếu cần theo dõi học sinh.

Sử dụng công cụ giảng dạy của Khanmigo để đáp ứng nhu cầu riêng biệt của mỗi học sinh

Trước khi Khanmigo được giới thiệu tại Hobart vào năm 2023,  Stephanie Franco, một chuyên gia giảng dạy hỗ trợ hơn 40 học sinh học Anh văn, làm việc với hơn 70 giáo viên tại hai tòa nhà khác nhau trên khuôn viên trường, chia sẻ: “Tôi bị quá tải bởi công việc”.

Cô đã hoài nghi về việc đưa AI vào lớp học, lo lắng như nhiều phụ huynh và giáo viên rằng điều đó sẽ dẫn đến gian lận.

Nhưng một khi cô khám phá ra công cụ dịch thuật của Khanmigo, “Đó là một bước đột phá,” cô Franco chia sẻ. Trước khi Khanmigo có sẵn tại Hobart, cô cần dành hàng giờ để kiểm tra bài tập của học sinh để điều chỉnh về diễn đạt cũng như từ vựng.

Bây giờ cô chỉ cần sao chép và dán những bài tập đó vào chức năng trò chuyện của Khanmigo và gõ “diễn đạt dễ hiểu đối với học sinh lớp 7.” Trong vài giây, cô có một bài tập mới phù hợp với nhu cầu học tập của học sinh: “Vì vậy, với các em học sinh vẫn đang học tiếng Anh, thay vì việc chấp nhận các em sẽ không hoàn thành bài tập như các bạn khác, tôi có thể giao những bài tập tương tự nhưng được cá nhân hoá theo nhu cầu của các em”.

Bên cạnh việc hỗ trợ cho học sinh học đa ngôn ngữ, cô Franco cũng dạy tiếng Anh như một ngôn ngữ thứ hai. Một lần nữa, cô sử dụng Khanmigo để tạo ra các kế hoạch bài giảng và gợi ý để khuyến khích học sinh tham gia thảo luận. “Tôi sẽ nói, ‘Hãy giúp tôi tìm một câu chuyện để giúp học sinh nâng cao kỹ năng đọc hiểu.’ Hoặc tôi có thể nói với Khanmigo về một câu chuyện nổi tiếng và nó sẽ tạo ra các câu hỏi để hỏi học sinh” .

Việc đặt câu hỏi không diễn ra tự nhiên đối với hầu hết học sinh trung học. Kỹ năng viết cũng là một thách thức đối với nhiều học sinh khi các em thường không biết bắt đầu từ đâu. Thầy Ben Horjus, người dạy viết bài luận và sáng tác tại Hobart, cho biết nhiều học sinh trung học “gặp khó khăn trong việc chọn một lĩnh vực tập trung, tìm kiếm các nguồn đáng tin cậy và tổng hợp thông tin để phát triển một lập trường có nghiên cứu minh chứng. Trong biển thông tin rộng lớn này, thật khó để các em biết cách điều hướng và không cảm thấy lạc lõng.”

Với những thách thức đã lường trước, thầy Horjus sử dụng nhiều công cụ giảng dạy của Khanmigo, bao gồm tính năng “mục tiêu học tập”, hỗ trợ thầy ý tưởng về các bài tập cho học sinh cùng với các hoạt động và chủ đề thảo luận. Thầy cũng thích sử dụng AI để đưa ra các hướng dẫn giảng dạy cho từng học sinh hoặc nhóm học sinh. Và thầy đang mong đợi sử dụng chức năng “tuỳ chỉnh”, có thể được sử dụng để đơn giản hóa văn bản phức tạp hay để làm sáng tỏ những phần khó khăn hơn của “The Crucible” mà thầy dự định dạy vào mùa thu tới.

Trở lại điểm bắt đầu

Theo nhiều cách, Sal Khan cho biết, sự xuất hiện của giảng dạy và học tập được hỗ trợ bởi AI là sự trở lại với nguồn gốc của giáo dục, khi dạy kèm 1:1 là điều bình thường. Alexander Đại đế, người chinh phục Macedonia, đã được dạy kèm bởi Aristotle, triết gia Hy Lạp, người lại được dạy kèm bởi Plato, người được dạy kèm bởi Socrates, người đã tiên phong phương pháp Socratic đặt câu hỏi để dẫn dắt học sinh đến kiến thức.

“Bạn có thể tưởng tượng rằng nếu Alexander trẻ tuổi gặp khó khăn với một chủ đề nào đó, Aristotle sẽ chậm lại hoặc tăng tốc, hoặc đảm bảo rằng học trò này, người sẽ trở thành một vị vua hoặc hoàng đế tương lai, đang thật sự tham gia vào việc học của mình” – Sal Khan chia sẻ.

Bằng cách hợp tác với Microsoft, Sal Khan hy vọng sẽ cung cấp nhiều sự hỗ trợ hơn cho giáo viên để họ có thể mang giảng dạy và học tập cá nhân hóa đến nhiều lớp học hơn, khuyến khích nhiều học sinh hơn để giúp giải quyết những thách thức khó khăn nhất của thế giới. “Chúng ta có thể sử dụng cùng công cụ để đối xử với mỗi đứa trẻ như một hoàng đế tương lai.”