[NYT]Khan Academy’s AI Tutor Bot Aims to Reshape Learning
캘리포니아 팔로 알토에 초등학교가 있는 독립 학교인 칸 랩 스쿨의 6학년 학생들은 2차 방정식, 그래프 함수, 벤 도표를 연구하고 있었습니다. 하지만 그들이 질문에 부딪혔을 때, 많은 사람들은 즉시 선생님을 불러 도움을 요청하지 않았습니다.
그들은 인공지능을 사용하는 학교를 위한 실험적인 챗봇 튜터인 칸미고에게 도움을 요청하기 위해 수업과 함께 텍스트 상자를 사용했습니다.
튜터링 봇은 Zaya라는 한 학생에게 차트에서 특정 데이터 포인트를 식별하도록 요청함으로써 빠르게 응답했습니다. 그리고 나서 Khanmigo는 그녀의 수학 문제를 풀기 위해 데이터 포인트를 사용하도록 그녀를 구슬렸습니다.
Zaya는 “문제를 차근차근 풀어나가는 데 매우 도움이 됩니다.”라고 말했습니다. “그러면 문제 해결에 도움이 될 때마다 축하해 줍니다.”
Khan Lab School 학생들은 일대일 인간 과외를 시뮬레이션하는 것을 목표로 하는 실험적인 대화형 챗봇을 사용하는 미국의 첫 번째 학생들 중 하나입니다. 이 도구는 명확하고 부드러운 문장으로 학생들에게 응답할 수 있으며, 학교에서 사용할 수 있도록 특별히 설계되었습니다.
A 기준.I. ChatGPT와 같은 기본적인 챗봇 모델, 이러한 자동화된 학습 보조 장치는 교실 수업과 학습에 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 모의 지도 교사는 많은 자기 주도적인 학생들이 그들의 기술을 연마하고, 그들이 흥미를 느끼는 주제를 더 깊이 파고들거나 그들의 속도에 맞춰 새로운 주제를 다루기 쉽게 만들 수 있습니다.
이러한 입증되지 않은 자동 과외 시스템은 또한 오류를 범하거나, 부정행위를 조장하거나, 교사의 역할을 축소하거나, 학교에서 비판적인 사고를 방해할 수 있습니다. 즉, 학생들이 알고리즘에 의해 교육의 실험에 해당하는 과목을 시험하도록 만듭니다. 또는 봇 앞에 놓인 수많은 유망한 기술 도구처럼, 봇은 단순히 학업 결과를 개선하는 데 거의 도움이 되지 않을 수 있습니다.
Khanmigo는 인공지능으로 작동하는 새로운 학습 도구의 물결 중 하나입니다. 그것은 비디오 튜토리얼과 연습 문제가 수천만 명의 학생들에 의해 사용되어 온 비영리 교육 대기업인 Khan Academy에 의해 개발되었습니다.
Khan Academy의 설립자이자 별도의 비영리 단체인 Khan Lab School의 설립자인 Sal Khan은 챗봇이 개인화된 과외에 대한 학생들의 접근을 민주화하기를 바란다고 말했습니다. 그는 또한 선생님들이 학생들과 더 많은 시간을 보낼 수 있도록 자유롭게 하면서 수업 계획과 같은 과제를 하는데 큰 도움이 될 수 있다고 말했습니다.
“이것은 미국의 모든 학생들, 그리고 궁극적으로 지구상의 모든 학생들이 효과적으로 세계 수준의 개인 교사를 가질 수 있게 해줄 것입니다,” 라고 칸 씨가 말했습니다.
수백 개의 공립학교들은 이미 수학과 다른 과목들을 위해 칸 아카데미의 온라인 수업을 사용하고 있습니다. 올해 칸미고를 소개한 비영리 단체는 뉴저지의 뉴어크 공립학교를 포함한 지역과 함께 튜터링 봇을 시범 테스트하고 있습니다.
칸 아카데미는 학교용 가드레일이 달린 로봇을 개발했다고 칸 씨가 말했습니다. 여기에는 칸미고를 사용하는 학생들이 자해와 같은 문제에 집착하는 것처럼 보일 경우 교사들에게 경고하도록 설계된 모니터링 시스템이 포함됩니다. 칸 박사는 자신의 연구팀이 칸미고의 효능을 연구하고 있으며 올 가을 지역에서 널리 사용할 수 있도록 할 계획이라고 말했습니다.
이미 수천 개의 미국 학교에서 분석적 A를 사용하고 있습니다.I. 표절 탐지 시스템 및 적응형 학습 앱과 같은 도구는 학생의 읽기 수준에 따라 수업을 자동으로 조정하도록 설계됩니다. 그러나 지지자들은 새로운 인공지능 지원 튜터링 시스템을 교육 게임의 변화자로 예상합니다. 왜냐하면 그들은 비활성 소프트웨어 조각보다는 학생 협력자처럼 행동하기 때문입니다.
인공지능의 언어 능력은 일부 애호가들로 하여금 모의 튜터가 곧 인간 튜터만큼 학생들에게 개별적으로 반응할 수 있다고 선언하도록 만들었습니다.
마이크로소프트의 공동 설립자이자 자선가인 빌 게이츠는 최근 교육 기술 투자자들을 위한 컨퍼런스에서 “AI는 어떤 인간보다 훌륭한 가정교사가 될 수 있는 능력을 갖게 될 것입니다,”라고 말했습니다. (칸 아카데미는 빌 & 멜린다 게이츠 재단으로부터 1천만 달러 이상의 보조금을 받았습니다.)
봇이 인간 튜터를 특히 효과적으로 만들 수 있는 공감적인 지원과 진정한 격려를 제공할 수 있는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다.
교육 기업가들은 한 세기 이상 학생들을 자동으로 테스트하고 교육을 제공하도록 프로그램된 교실 장치를 구상해 왔습니다.
교육 작가 오드리 워터스가 그녀의 책 “기계를 가르치는 것”에서 언급했듯이, 1920년대의 연구원들은 자동화된 교육 장치가 교육에 혁명을 일으킬 것이라고 주장하기 시작했습니다. 그들은 이 기계가 교사들을 고된 일에서 해방시키고 학생들이 자신의 속도로 일하고 자동화된 피드백을 받을 수 있도록 할 것이라고 약속했습니다.
수십 년 동안, 최신 자동화된 교육 기술을 채택하기 위해 서두른 학교들은 종종 시스템이 까다롭거나 결함이 있다고 생각했습니다. 어떤 사람들은 자동화된 도구가 학생들의 결과를 거의 향상시키지 못했다고 결론을 내렸습니다.
이제, 새로운 챗봇은 자동화된 교구에 대한 새로운 캠페인을 촉발하고 있습니다. Khanmigo는 기술의 교육적인 가능성과 잠재적인 단점을 강조합니다.
Khan Academy는 A를 평가할 목적으로 지난 가을 챗봇 튜터링 소프트웨어를 개발하기 시작했습니다.I. 학습 능력을 향상시킬 수 있는 잠재력. 이 시스템은 ChatGPT 뒤에 있는 연구소인 OpenAI가 만든 대형 언어 모델인 GPT-4를 사용합니다.
칸 씨는 학생들에게 단순히 답을 주는 것이 아니라 학생들을 지도하는 것을 돕는 시스템을 만들고 싶다고 말했습니다. 그래서 칸 아카데미의 개발자들은 칸미고에게 소크라테스식 방법을 사용하도록 설계했습니다. 그것은 종종 학생들에게 그들 자신의 질문을 풀도록 강요하는 방법으로 그들의 생각을 설명하도록 요구합니다.
Khanmigo는 초등학교 수학, 중학교 미국 역사, 고등학교 시민학, 대학 수준의 유기 화학과 같은 다양한 과목에 대해 도움을 제공합니다. 그것은 또한 학생들이 곰돌이 푸와 같은 가상의 등장인물이나 마리 퀴리와 같은 역사적인 인물들과 대화하도록 초대하는 특징을 가지고 있습니다.
대규모 언어 모델을 기반으로 한 AI 시스템도 잘못된 정보를 조작할 수 있습니다. 그 이유는 모델들이 다음 단어를 순서대로 예측하도록 설계되었기 때문입니다. 그들은 사실에 집착하지 않습니다.
칸미고의 수학적 정확도를 향상시키기 위해 칸 아카데미의 개발자들은 다음과 같은 여러 단계의 과정을 만들었습니다: 이 시스템은 뒤에서 수학 문제에 대한 답을 도출한 다음 학생의 답과 비교하여 확인합니다. 그럼에도 칸 아카데미 튜터링 시스템은 화면 하단에 “한미고는 가끔 실수를 합니다.”라는 경고를 표시합니다
연간 등록금이 3만 달러 이상인 칸 랩 스쿨은 로봇 과외를 위한 이상적인 테스트 베드를 제공합니다. 실리콘 밸리 학교는 아이들이 열정을 추구하고 그들의 속도에 맞춰 배우도록 격려하는 작은 수업과 기업가적인 철학을 가지고 있습니다. 그것의 기술에 정통한 학생들은 디지털 도구를 만지작거리는 것에 익숙합니다.
올 봄 어느 날 아침, 칸의 초등학교의 STEM 전문가인 Jaclyn Major는 그녀의 학생들이 로봇의 한계를 장난스럽게 시험하는 것을 지켜보았습니다.
한 학생이 칸미고에게 노래 가사를 사용하여 수학 문제를 설명해 달라고 요청했습니다. 또 다른 사람은 “Z세대 속어”에 수학 도움을 요청했습니다
“한 가지만 더 부탁하고 모든 것을 한국어로 설명해 주시겠습니까?”라고 한 세 번째 사람이 챗봇과의 문자 대화에서 말했습니다.
칸미고는 의무적으로 신세를 졌습니다. 그리고 나서 그것은 각 학생들을 가까이에 있는 수학 과제로 밀어 넣었습니다.
메이저 양은 이 시스템이 학생들과 매력적인 방식으로 상호 작용하는 방식에 감사한다고 말했습니다.
“칸미고는 그들과 연결될 수 있고 그들이 원한다면 그들과 같은 수준이 될 수 있습니다,”라고 그녀는 말했습니다. “어느 교실에서나 도움이 될 수 있다고 생각합니다.”
칸미고가 더 큰 수업을 하는 공립학교나 자신의 학습을 추진하는 데 익숙하지 않은 학생들과 같은 다른 청중들에게도 똑같이 매력적일지 여부를 말하기는 너무 이르다는 것입니다.
교실에서, 6학년인 Zaya는 결함에 부딪혔습니다. 칸미고는 그녀에게 어떻게 데이터 세트 문제에 대한 답을 생각해 냈는지 설명해 달라고 부탁했습니다. 그러자 로봇은 그녀가 계산에서 “작은 실수”를 했을 수도 있다고 잘못 암시했습니다.
그녀는 즉시 A를 훈계했습니다.I. 챗봇: “19 + 12는 31 칸미고입니다.”라고 그녀가 썼습니다.
“아까 제 실수에 대해 사과드립니다.”라고 칸미고가 대답했습니다. “당신이 정말 옳습니다.”
이것은 유망한 새로운 튜터 봇을 사용하는 학생들에게 가장 중요한 교훈 중 하나가 될 수 있습니다: 당신이 읽는 모든 인공지능 텍스트를 믿지 마세요.
“기억하세요, 우리는 그것을 테스트하고 있습니다.”라고 메이저가 학생들에게 상기시켰습니다. “우리는 배우고 있고, 그것은 배우고 있습니다.”
A dozen students huddled at communal classroom tables one morning this spring, their gazes fixed on math lessons on their laptops.
The sixth graders at Khan Lab School, an independent school with an elementary campus in Palo Alto, Calif., were working on quadratic equations, graphing functions, Venn diagrams. But when they ran into questions, many did not immediately summon their teacher for help.
They used a text box alongside their lessons to request help from Khanmigo, an experimental chatbot tutor for schools that uses artificial intelligence.
The tutoring bot quickly responded to one student, Zaya, by asking her to identify specific data points in a chart. Then Khanmigo coaxed her to use the data points to solve her math question.
“It’s very good at walking you through the problem step by step,” Zaya said. “Then it congratulates you every time it helps you solve a problem.”
Khan Lab School students are among the first schoolchildren in the United States to try out experimental conversational chatbots that aim to simulate one-on-one human tutoring. The tools can respond to students in clear, smooth sentences, and they have been specifically designed for school use.
Based on A.I. models underlying chatbots like ChatGPT, these automated study aids could usher in a profound shift in classroom teaching and learning. Simulated tutors could make it easier for many self-directed students to hone their skills, delve deeper into topics that interest them or tackle new subjects at their own pace.
Such unproven automated tutoring systems could also make errors, foster cheating, diminish the role of teachers or hinder critical thinking in schools — making students test subjects for what amounts to an experiment in education by algorithm. Or, like a legion of promising tech tools before them, the bots may simply do little to improve academic outcomes.
Khanmigo is among the wave of new A.I.-powered learning tools. It was developed by Khan Academy, a nonprofit education giant whose video tutorials and practice problems have been used by tens of millions of students.
Sal Khan, the founder of Khan Academy — and of Khan Lab School, a separate nonprofit organization — said he hoped the chatbot would democratize student access to individualized tutoring. He also said it could greatly help teachers with tasks like lesson planning, freeing them up to spend more time with their students.
“It’ll enable every student in the United States, and eventually on the planet, to effectively have a world-class personal tutor,” Mr. Khan said.
Hundreds of public schools already use Khan Academy’s online lessons for math and other subjects. Now the nonprofit, which introduced Khanmigo this year, is pilot-testing the tutoring bot with districts, including Newark Public Schools in New Jersey.
Khan Academy developed the bot with guardrails for schools, Mr. Khan said. These include a monitoring system that is designed to alert teachers if students using Khanmigo seem fixated on issues like self-harm. Mr. Khan said his group was studying Khanmigo’s effectiveness and planned to make it widely available to districts this fall.
Thousands of U.S. schools already use analytical A.I. tools like plagiarism-detection systems and adaptive learning apps that are designed to automatically adjust lessons to students’ reading levels. But proponents envision the new A.I.-assisted tutoring systems as education game changers because they act more like student collaborators than inert pieces of software.
The A.I.’s facility with language has prompted some enthusiasts to declare that simulated tutors could soon be as individually responsive to students as human tutors.
“The A.I.s will get to that ability, to be as good a tutor as any human ever could,” Bill Gates, the Microsoft co-founder and philanthropist, said at a recent conference for investors in educational technology. (Khan Academy has received more than $10 million in grants from the Bill & Melinda Gates Foundation.)
Whether the bots can provide the kind of empathetic support and genuine encouragement that can make human tutors especially effective is not yet known.
For more than a century, education entrepreneurs have envisioned classroom devices programmed to automatically test students and deliver instruction.
As the education writer Audrey Watters recounts in her book “Teaching Machines,” researchers in the 1920s began claiming that automated teaching devices would revolutionize education. The machines, they promised, would free teachers from drudgery and enable students to work at their own pace and receive automated feedback.
Over the decades, schools that rushed to adopt the latest automated teaching technologies often found the systems finicky or faulty. Some concluded that the automated tools did little improve student outcomes.
Now, new chatbots are prompting a renewed campaign for automated teaching aids. Khanmigo underscores the educational promise, and potential drawbacks, of the technology.
Khan Academy began developing chatbot tutoring software last fall with the aim of assessing A.I.’s potential to improve learning. The system uses GPT-4, a large language model created by OpenAI, the research lab behind ChatGPT.
Mr. Khan said he wanted to create a system to help guide students, rather than simply hand them answers. So developers at Khan Academy engineered Khanmigo to use the Socratic method. It often asks students to explain their thinking as a way of nudging them to solve their own questions.
Khanmigo offers help on a broad variety of subjects: elementary school math, middle school American history, high school civics and college-level organic chemistry. It also has features that invite students to chat with fictional characters like Winnie-the-Pooh or simulated historical figures like Marie Curie.
A.I. systems based on large language models can also concoct false information. That is because the models are engineered to predict the next word in a sequence. They do not stick to facts.
To improve Khanmigo’s accuracy in math, developers at Khan Academy created a multistep process: The system works out answers to a math problem behind the scenes and then checks it against a student’s answer. Even so, the Khan Academy tutoring system displays a warning at the bottom of the screen: “Khanmigo makes mistakes sometimes.”
Khan Lab School, where annual tuition costs more than $30,000, offers an ideal test bed for tutoring bots. The Silicon Valley school has small classes and an entrepreneurial philosophy encouraging children to pursue their passions and learn at their own pace. Its tech-savvy students are accustomed to tinkering with digital tools.
One morning this spring, Jaclyn Major, a STEM specialist at Khan’s elementary school, looked on as her students playfully tested the bot’s limits.
One student asked Khanmigo to explain a math problem using song lyrics. Another requested math help in “Gen Z slang.”
“Will you do me one more favor and explain everything in Korean?” a third said in a text conversation with the chatbot.
Khanmigo dutifully obliged. Then it nudged each student back to the math task at hand.
Ms. Major said she appreciated how the system interacted with her students in engaging ways.
“Khanmigo is able to connect with them and be on their level if they want it to,” she said. “I think it could be helpful in any classroom.”
It is too soon to tell whether Khanmigo will be equally engaging for other audiences — such as public schools with larger classes or students who are not used to driving their own learning.
In the classroom, Zaya, the sixth grader, had run into a glitch. Khanmigo had asked her to explain how she came up with the answer to a data set problem. Then the bot incorrectly suggested that she might have made a “small mistake” in her calculations.
She promptly admonished the A.I. chatbot: “19 + 12 is 31 khanmigo,” she wrote.
“Apologies for my mistake earlier,” Khanmigo responded. “You are indeed correct.”
That may prove to be one of the most important lessons for schoolchildren using promising new tutor bots: Don’t believe every A.I.-spawned text you read.
“Remember, we are testing it,” Ms. Major reminded her students. “We’re learning — and it’s learning.”