Trang chủ

Trí tuệ nhân tạo (AI) trong nghiên cứu và giảng dạy đại học

Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI) đang bùng nổ và có khả năng làm thay đổi mọi mặt trong đời sống nhân loại. Trong giáo dục, AI đang tạo ra những phương pháp dạy và học mới đang được thử nghiệm trong những điều kiện và ở nhiều quốc gia với trình độ phát triển khác nhau và đạt những mức độ thành công khác nhau. Bài báo giới thiệu các lĩnh vực của AI đối với việc dạy và học ở các trường đại học nói chung từ đó đưa ra các khó khăn và giải pháp.

1. Đặt vấn đề

Ngày 25/01/2022, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 131/QĐ-TTg về việc phê duyệt Đề án Tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và chuyển đổi số trong giáo dục và đào tạo giai đoạn 2022-2025, định hướng đến năm 2030. Trong đó, xác định rõ mục tiêu chung là: tận dụng tiến bộ công nghệ để thúc đẩy đổi mới sáng tạo trong dạy và học, nâng cao chất lượng và cơ hội tiếp cận giáo dục, hiệu quả quản lý giáo dục; xây dựng nền giáo dục mở thích ứng trên nền tảng số, góp phần phát triển Chính phủ số, kinh tế số và xã hội số.

Một trong những công nghệ được nhắc đến nhiều trong một vài năm trở lại đây, góp phần tạo ra những bước đột phá mạnh mẽ và đem lại những kết quả “thần kỳ” chính là AI. AI là lĩnh vực liên ngành của Triết học, Tâm lý học, Khoa học thần kinh, Toán học, Điều khiển học, Khoa học máy tính, Ngôn ngữ học, Kinh tế [2]. Trong thời gian sắp tới, trí tuệ nhân tạo sẽ đóng vai trò quan trọng như một công cụ mạnh mẽ, giúp công nghệ thông tin trở nên phổ biến hơn trong đời sống hàng ngày và tạo ra những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực này.

Hiện nay, AI đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, trong đó có giáo dục. Một số cơ sở đào tạo đã từng bước đưa AI vào giảng dạy và quản lý góp phần tạo ra sự thay đổi rõ nét trong quản lý, giảng dạy.

Tại hội thảo quốc tế về giáo dục với chủ đề "Trí tuệ nhân tạo và tương lai của giáo dục" được Viện nghiên cứu cao cấp về Toán, Tổ chức The VietNam Foundation đồng tổ chức cùng 2 đơn vị đồng hành là Khan Academy Hoa Kỳ và Hội giảng dạy Toán học phổ thông Việt Nam, GS. Lê Anh Vinh, Viện trưởng Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam cho biết, AI đã được áp dụng trong quá trình dạy và học toán, chẳng hạn như Robot TODAI, nền tảng Got It của Hùng Trần, phổ biến nhất là hình học Anpha...

Việc dạy và học toán trên thế giới dần được áp dụng AI. Vậy có nên dạy những thứ trước nay đang dạy trong khi đang có nhiều người giải toán dưới hình hài Chat GPT hay AI để giúp đỡ con người. Theo GS. Lê Anh Vinh, sau khi học Toán, học sinh có thể phát triển nhiều kỹ năng như tư duy phê phán, tư duy phân tích, kỹ năng giải quyết vấn đề, lý giải bằng số liệu, kỹ năng lý giải logic...

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong nghiên cứu và giảng dạy ở các trường đại học mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Những ứng dụng này không chỉ giúp tăng cường hiệu suất và hiệu quả trong nghiên cứu và giảng dạy ở các trường đại học mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tiến xa hơn trong sự phát triển tri thức và giáo dục.

2. Kết quả nghiên cứu

2.1. Trí tuệ nhân tạo trong giáo dục

J. McCarthy là người đầu tiên đưa cụm từ “Trí tuệ nhân tạo” trở thành một khái niệm khoa học. Nghiên cứu AI nhằm mô tả chính xác các khía cạnh của xử lý trí tuệ và học (để có được tri thức) và tạo ra được các hệ thống, máy mô phỏng hoạt động học và xử lý trí tuệ [3]. Trí tuệ nhân tạo trong giáo dục (Artificial Intelligence in Education - AIEd) ra đời vào khoảng những năm 1970 [4] và tập trung nghiên cứu, phát triển và đánh giá phần mềm máy tính để cải thiện việc giảng dạy và học tập. Mục tiêu dài hạn được xác định là nhằm thu thập phản hồi của người học, đánh giá năng lực người học và nguyên nhân yếu kém, cá nhân hóa cho một người hoặc nhóm người học, và cuối cùng là sử dụng các kỹ thuật của AI để tìm hiểu và phát triển các lý thuyết dạy - học [5].

Trong khi AI đặt học máy và trí thông minh giống con người làm trọng tâm, thì Giáo dục chú trọng bồi dưỡng năng lực học tập và trí tuệ con người. Kiến thức AIEd giúp thu hẹp khoảng cách này bằng cách cung cấp các kỹ thuật để thúc đẩy các tương tác hiệu quả và thông minh hơn với con người nhằm cải thiện kết quả, chất lượng giảng dạy trong giáo dục.

Trong tương lai gần, có thể chưa thấy sự xuất hiện phổ biến của các “robot giảng viên” thay thế hoàn toàn vai trò của người dạy nhưng bằng việc nghiên cứu, triển khai các sản phẩm sử dụng “trí thông minh máy móc” như hiện nay, quá trình dạy và học đã bước đầu có những chuyển biến tích cực

Trí tuệ nhân tạo trong giáo dục vô cùng quan trọng. Sự hợp nhất của AI với hệ thống học tập kỹ thuật số ngày nay tạo nên khái niệm học tập hoàn toàn mới. Trí tuệ nhân tạo trong giáo dục đã cách mạng hóa các phương pháp học tập truyền thống. Những ứng dụng của AI trong giáo dục không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình học tập và giảng dạy mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tạo ra môi trường học tập đa dạng, phong phú và linh hoạt. Tuy nhiên, cần phải cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo rằng việc sử dụng AI luôn mang lại lợi ích cao nhất cho sinh viên và giáo viên.

2.2. Học Toán nhờ AI

Việc dạy và học toán trên thế giới dần được áp dụng AI. Vậy có nên dạy những thứ trước nay đang dạy trong khi đang có nhiều người giải toán dưới hình hài Chat GPT hay AI để giúp đỡ con người.

Có nhiều học sinh học yếu môn toán và không thể theo được những bài tập trên lớp. Với những học sinh này thì nhiệm vụ của thầy cô là giúp các em thấy toán học hấp dẫn hơn. Bởi, khi học sinh bị ám ảnh mình không giỏi toán thì sẽ tạo ra gánh nặng tâm lý, mất động lực học.

Đề cập băn khoăn của nhiều người về việc học toán nhưng không có tư duy sâu, GS. Lê Anh Vinh, Viện trưởng Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam cho biết: “Mục tiêu giảng dạy toán ở trường là giúp các em tìm được tình yêu với môn toán và thích học môn học này. Nhiều em đặt ra câu hỏi “Vì sao em phải học toán?” thì mục tiêu chúng ta cần làm là giúp các em hiểu tầm quan trọng của học toán. Nếu các em đặt câu hỏi mà chúng ta không trả lời được thì các em sẽ đi tìm câu trả lời ở AI. Vì vậy, tôi cho rằng câu câu trả lời của người thật phải hay hơn AI.”.

Giáo viên phải giúp các em phát triển khả năng tư duy, suy luận logic, đề xuất vấn đề và giải quyết vấn đề. Trong các lớp học, chúng ta có thể không quan tâm tại sao học sinh yếu môn toán, không thích môn toán, không hiểu được tầm quan trọng của môn toán nhưng chúng ta lại muốn kết quả cuối cùng phát triển tư duy này cho các em. Điều này hơi khó. Đó là lý do vì sao tôi cho rằng công nghệ có thể tham gia giúp học sinh giải được các bài toán, giúp các em yêu môn toán, hiểu tầm quan trọng của học toán, từ đó phát triển tư duy kỹ năng của các em.

2.3. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong nghiên cứu và giảng dạy toán học ở các trường đại học

Ứng dụng AI có thể mang lại nhiều lợi ích cho giáo dục đại học, từ các mô hình, bài học thực tiễn ứng dụng công nghệ trong doanh nghiệp. AI giúp sinh viên học tập hiệu quả hơn, hỗ trợ giảng viên trong giảng dạy và nghiên cứu, trợ giúp các cơ sở giáo dục trong việc quản lý và vận hành.

2.3.1. Hỗ trợ hoạt động quản lý, chuyên môn cho các giảng viên

Theo cách thức giáo dục truyền thống, giảng viên thường mất nhiều thời gian để thực hiện các công việc “lặp đi lặp lại” như phân loại bài tập về nhà, đánh giá tiểu luận, chấm bài cho sinh viên. Không những vậy, những công việc này còn gây ra cảm giác nhàm chán, mệt mỏi cho giảng viên.

AI góp phần tự động hóa và thực hiện các hoạt động quản trị, chuyên môn nói trên cho các giảng viên, cụ thể:

- Hệ thống Điểm danh Kỹ thuật số: Với hệ thống điểm danh tự động, sinh viên có thể vuốt thẻ ID hoặc phần mềm nhận diện khuôn mặt có thể xác định họ, làm cho quy trình trở nhanh chóng hơn.

- Lên lịch Thông minh: Hệ thống AI có thể tối ưu hóa lịch trình, đảm bảo rằng các lớp học, phòng thí nghiệm hoặc thư viện không xung đột, được sử dụng một cách hiệu quả dựa trên số lượng sinh viên trong lớp và sinh viên có thời gian phù hợp nhất.

- Chấm điểm và Phản hồi Thời gian thực về Bài tập: AI có thể đánh giá ngay lập tức bài tập của sinh viên, nhấn mạnh các vấn đề đáng lo ngại và đưa ra phản hồi, giúp giảng viên can thiệp kịp thời khi một sinh viên có dấu hiệu khó khăn. Phản hồi được cung cấp có thể tương tự như của một người viết bài tiểu luận gốc đưa ra ý kiến, đảm bảo tính rõ ràng và liên kết trong bài nộp của sinh viên.

- Phân tích Dự đoán về Hiệu suất sinh viên: Bằng cách phân tích dữ liệu, AI có thể dự đoán những sinh viên có nguy cơ điểm thấp, cho phép can thiệp kịp thời.

- Thông báo và Cảnh báo Giáo viên và học sinh: Công cụ tự động hóa có thể gửi thông báo về các kỳ thi sắp tới, hạn nộp bài tập hoặc các sự kiện của trường trực tiếp đến điện thoại hoặc email của sinh viên.

- Thu thập Phản hồi: Việc thu thập phản hồi về các khóa học hoặc phương pháp giảng dạy có thể được tự động hóa bằng các cuộc khảo sát kỹ thuật số. Điều này không chỉ đơn giản hóa quá trình thu thập mà còn làm cho việc phân tích dữ liệu trở nên nhanh chóng và chính xác hơn.

- Giám sát Kỳ thi Tự động: Để đối phó với thách thức của việc gian lận trong kỳ thi trực tuyến, nhiều trường học có thể sử dụng phần mềm giám sát kỳ thi tự động. Các công cụ này theo dõi sinh viên qua webcam của họ trong suốt bài kiểm tra. Sử dụng Trí tuệ Nhân tạo, phần mềm có thể nhận biết những chuyển động hoặc hoạt động đáng ngờ, như sinh viên thường xuyên nhìn ra xa khỏi màn hình hoặc có người khác vào phòng.

- Dịch Ngôn ngữ Thời gian thực: Trong một lớp học đa dạng với sinh viên đến từ nhiều nền ngôn ngữ khác nhau, khi một giáo viên giảng bằng tiếng Anh, các công cụ được định hướng bởi Trí tuệ Nhân tạo có thể đồng thời ghi âm và dịch nội dung thành nhiều ngôn ngữ khác nhau.

- Nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát trên lớp K13.CNTT của trường Đại học Hải Dương (môn Đại số, Giải tích, Toán rời rạc), kết quả cho thấy việc giảng viên sử dụng các ứng dụng của trí tuệ nhân tạo (sử dụng bài giảng kĩ thuật số, sử dụng phần mềm mô phỏng, làm bài kiểm tra online, …) giúp sinh viên tăng hứng thú với môn học, giảm áp lực học tập và đạt hiệu quả hơn so với việc sử dụng các phương pháp giảng dạy truyền thống.

2.3.2. Phát triển nội dung

Trí tuệ nhân tạo và máy học có khả năng giúp giảng viên và chuyên gia nghiên cứu sáng tạo ra nội dung để phù hợp, thuận tiện cho việc giảng dạy và học tập.

Ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo trong giáo dục giúp tạo ra bài học thông qua các tài liệu nghiên cứu có dung lượng lưu trữ thấp, ở định dạng kỹ thuật số. Bằng cách này, người dùng tận dụng được toàn bộ tài liệu nghiên cứu mà không chiếm nhiều dung lượng trong hệ thống. AI cũng cho phép người dùng tạo và đăng tải thông tin thường xuyên để bài học luôn cập nhật theo thời gian. Người dùng cũng nhận được thông báo mỗi khi dữ liệu mới được thêm vào.

2.3.3. Cá nhân hóa việc học tập

Cá nhân hóa học tập là việc tạo ra môi trường học tập phù hợp với nhu cầu và khả năng của từng sinh viên. AI có thể giúp cá nhân hóa việc học tập theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:

- Phân tích dữ liệu học tập: AI có thể phân tích dữ liệu học tập của sinh viên, bao gồm điểm số, bài tập, thời gian học tập, v.v., để xác định điểm mạnh, điểm yếu và nhu cầu học tập của từng người.

- Đề xuất bài học và lộ trình học tập: Dựa trên dữ liệu học tập, AI có thể đề xuất những bài học và lộ trình học tập phù hợp với từng sinh viên.

- Cung cấp phản hồi cá nhân: AI có thể cung cấp phản hồi cá nhân cho sinh viên về bài tập, bài kiểm tra và quá trình học tập của họ.

2.4. Những khó khăn, thách thức và đề xuất giải pháp khắc phục của việc ứng dụng AI trong giáo dục đại học

2.4.1. Khó khăn, thách thức

Thứ nhất, sự phát triển của các chính sách liên quan đến AI trong giáo dục vẫn còn sơ khai, chưa theo kịp diễn biến của thực tiễn trong khi đây là một lĩnh vực rất có thể sẽ phát triển theo cấp số nhân trong mười năm tới.

Thứ hai, AI cũng có thể góp phần tạo ra sự bất bình đẳng giữa các nhóm dân số thiệt thòi và yếu thế có nhiều khả năng bị loại khỏi giáo dục được hỗ trợ bởi AI. Theo Hilbert (2015), việc thiếu các điều kiện hạ tầng cơ bản thiếu cơ sở hạ tầng cơ bản cũng tạo ra một khoảng cách kỹ thuật số mới trong việc sử dụng kiến thức dựa trên dữ liệu để đưa ra quyết định thông minh.

Thứ ba, thế hệ giảng viên hiện đang chưa theo kịp được thời cuộc, chưa đáp ứng được yêu cầu sử dụng công cụ AI. Để có thể sử dụng các công cụ có sự hỗ trợ của AI một cách hiệu quả, giảng viên phải có được các kỹ năng mới sau:

- Hiểu rõ về cách mà các hệ thống với sự hỗ trợ AI có thể tạo điều kiện và làm cho quá trình dạy học trở nên hiệu quả hơn.

- Có các kỹ năng về nghiên cứu, phân tích dữ liệu; kỹ năng quản lý mới để có thể quản lý được nguồn nhân lực và AI theo ý muốn chủ quan.

- Giúp người học có được những kỹ năng và năng lực mà máy móc không thể thay thế được.

Thứ tư, dữ liệu là một trong những yếu tố quan trọng để đảm bảo tính chính xác của các thuật toán máy học và khả năng dự đoán của AI. Tuy nhiên, nhiều quốc gia vẫn gặp khó khăn trong việc thu thập dữ liệu giáo dục. Dữ liệu giáo dục phải mở và được sử dụng ở cấp trường. Ngoài ra, khi thu thập dữ liệu phải đảm bảo được tính đại diện về nhân khẩu học (độ tuổi, giới tính, nền tảng xã hội) (UNESCO, 2018) nhằm cho ra những kết quả phân tích đầy đủ về các nhóm yếu thế, dễ bị tổn thương. Đây là một thách thức lớn trong ứng dụng AI vào giáo dục.

2.4.2. Giải pháp

Để phát huy được những cơ hội và khắc phục được những hạn chế của AI trong giáo dục đại học, cần lưu ý các giải pháp sau:

- Về phía Chính phủ

Chính phủ cần sớm nghiên cứu, ban hành những quy định, khung pháp lý để kiểm soát và quản lý các hoạt động liên quan đến AI. Việt Nam ưu tiên xây dựng, hoàn thiện chính sách, pháp luật tạo hành lang pháp lý thông thoáng đáp ứng yêu cầu thúc đẩy nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giáo dục. Tạo cơ chế thông thoáng, thúc đẩy cơ sở giáo dục từ Trung ương đến địa phương sử dụng các ứng dụng, dịch vụ trí tuệ nhân tạo để tạo những bước đột phá trong quản lý điều hành. Thúc đẩy chia sẻ dữ liệu phục vụ nghiên cứu, phát triển và ứng dụng, hình thành các cơ sở dữ liệu dùng chung, chia sẻ, mở để nghiên cứu, phát triển các ứng dụng trí tuệ nhân tạo.

- Về phía ngành giáo dục

Giảng viên cần trang bị cho sinh viên các kỹ năng cơ bản để sử dụng AI hiệu quả, giúp họ hiểu được tầm quan trọng của việc đặt câu hỏi và phân tích dữ liệu để tạo kết quả tin cậy, đồng thời cần thúc đẩy sự phát triển kỹ năng tư duy phản biện và khả năng đưa ra các câu hỏi sáng tạo.

Việc tiếp cận với AI từ trên ghế nhà trường giúp sinh viên có được chuyên môn sâu hơn về các công nghệ mới nhất. Thông qua các khóa học đào tạo, hội thảo và nghiên cứu, sinh viên có thể có kiến thức và kỹ năng cần thiết để làm việc với AI trong tương lai. Có thể bắt đầu bằng cách học các khóa học trực tuyến, tìm hiểu các ứng dụng thân thiện với người dùng, dần dần tăng cường kỹ năng và kiến thức của mình trong lĩnh vực công nghệ.

3. Kết luận

Đối với giáo dục nói chung và giáo dục đại học nói riêng, việc ứng dụng AI sẽ là một hướng đi cần được thúc đẩy mạnh mẽ trong thời gian đến vì những tính tích cực mà AI mang lại, trong đó nổi bật là việc công nghệ giảm thiểu những thủ tục hành chính, những công việc chiếm nhiều thơì gian của giảng viên như chấm bài, điểm danh. với AI, mọi việc có thể được tự động hoá. Cá nhân hoá chương trình học tập và sự xuất hiện của “gia sư ảo”/”trợ lý ảo” sẽ góp phần tạo ra những sự khác biệt trong nền giáo dục có sự hỗ trợ của AI. Một điểm nổi bật khác chính là việc AI tạo ra sự hứng khởi cho người học với những phản hồi thông tin theo thời gian thực, người học sẽ tăng thời gian tương tác với hệ thống do có cảm giác được hỗ trợ nhiệt tình và ngay lập tức. Những kết quả nghiên cứu, đánh giá nói trên là cơ sở hết sức quan trọng, tạo tiền đề cho sự nghiên cứu và phát triển tiếp theo nhằm đưa ra những mô hình, giải pháp phù hợp để ứng dụng AI vào giảng dạy bậc đại học một cách khoa học và hiệu quả.