Ứng dụng chatbot AI trong dạy học cá nhân hóa môn Toán học

Trong bối cảnh chuyển đổi số ngày càng mạnh mẽ, giáo dục đang đứng trước yêu cầu đổi mới nhằm bắt kịp với sự phát triển của công nghệ, đặc biệt là trí tuệ nhân tạo (AI). Nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng chatbot AI trong dạy học Toán tại bậc trung học phổ thông ở Việt Nam, nhằm nâng cao năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh. Nghiêncứu đề xuất một mô hình lý thuyết tích hợp chatbot AI vào dạy học cá nhân hóa, từ đó tạo ra những trải nghiệm học tập linh hoạt, thích ứng với nhu cầu và trình độ của từng học sinh, phù hợp với định hướng của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018.

Đầu tiên, nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của năng lực giải quyết vấn đề trong môn Toán như một thành tố cốt lõi trong giáo dục STEM và trong việc hình thành tư duy logic, phản biện cho học sinh. Năng lực này không chỉ giúp học sinh học tốt môn Toán mà còn có khả năng vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tiễn. Tuy nhiên, cách tiếp cận dạy học truyền thống thường ít quan tâm đến cá nhân hóa trải nghiệm học tập, khó đáp ứng được nhu cầu đa dạng của học sinh trong lớp học đông người. Trong khi đó, sự phát triển của công nghệ AI, đặc biệt là chatbot, mở ra cơ hội mới để cá nhân hóa quá trình dạy và học.

Nghiên cứu trình bày một mô hình lý thuyết tích hợp chatbot AI vào quá trình dạy học Toán theo hướng cá nhân hóa. Mô hình này dựa trên phân tích dữ liệu học sinh nhằm thiết kế các hoạt động giảng dạy, đánh giá, phản hồi và điều chỉnh nội dung học tập phù hợp với năng lực từng em. Chatbot AI đóng vai trò như một gia sư ảo, cung cấp phản hồi tức thì, hướng dẫn giải bài toán, phát hiện lỗi sai và gợi ý các bước tiếp theo trong quá trình học. Mô hình được xây dựng trên nền tảng các lý thuyết giáo dục kiến tạo, nhấn mạnh vai trò chủ động của học sinh trong việc xây dựng tri thức thông qua tương tác và trải nghiệm.

Nguồn: unsplash.com

Một điểm then chốt trong mô hình là kỹ năng “tạo lệnh” - khả năng đặt câu hỏi rõ ràng, chính xác để tương tác hiệu quả với chatbot. Việc học sinh biết cách diễn đạt vấn đề, yêu cầu hỗ trợ đúng cách sẽ giúp chatbot đưa ra phản hồi chính xác và có giá trị hơn. Quá trình này cũng góp phần rèn luyện tư duy phản biện, kỹ năng phân tích và giải quyết vấn đề cho học sinh. Ví dụ, thay vì hỏi chung chung “Em không hiểu bài này”, học sinh có thể đặt câu hỏi cụ thể như “Làm thế nào để áp dụng công thức nghiệm vào phương trình bậc hai này?”, từ đó chatbot có thể hướng dẫn cụ thể các bước thực hiện.

Bài viết cũng mô tả một quy trình dạy học tích hợp chatbot AI trong môn Toán trung học phổ thông, bao gồm các giai đoạn: (1) Xác định mục tiêu bài học; (2) Đăng nhập hệ thống chatbot; (3) Lựa chọn hoạt động học tập phù hợp; (4) Thực hiện các hoạt động khởi động, hình thành kiến thức, luyện tập, củng cố và đánh giá; (5) Cung cấp phản hồi cá nhân hóa; (6) Đánh giá - phân tích và dự báo. Chatbot AI không chỉ hỗ trợ học sinh giải bài mà còn theo dõi tiến độ học tập, ghi nhận quá trình hoàn thành nhiệm vụ và gợi ý nội dung phù hợp với năng lực cá nhân. Quá trình dạy học diễn ra như một vòng lặp khép kín, trong đó việc đánh giá và phản hồi giúp điều chỉnh nội dung học tập liên tục, hướng tới mục tiêu cá nhân hóa toàn diện.

Nghiên cứu này cũng nêu bật các lợi ích mà chatbot AI mang lại, cả đối với học sinh và giáo viên. Với học sinh, chatbot giúp tăng cường sự chủ động, cung cấp hỗ trợ 24/7, giúp các em làm bài theo tiến độ riêng, hiểu sâu vấn đề và cải thiện tư duy giải toán. Với giáo viên, công cụ này giúp giảm tải công việc lặp lại, tập trung nhiều hơn vào thiết kế bài giảng và hỗ trợ cá nhân. Đồng thời, chatbot còn giúp phát hiện lỗ hổng kiến thức của học sinh để giáo viên kịp thời điều chỉnh.

Ngoài ra, nghiên cứu còn đề cập đến các yếu tố cần lưu ý khi tích hợp chatbot AI vào dạy học như bảo mật thông tin cá nhân, đảm bảo tính chính xác của phản hồi, xử lý lỗi hệ thống và khả năng chấp nhận công nghệ từ cả phía học sinh lẫn giáo viên. Một số thách thức như sự thiếu đồng bộ về hạ tầng công nghệ, năng lực sử dụng AI của giáo viên và học sinh, đặc biệt ở vùng sâu vùng xa, cũng được chỉ ra.

Như vậy, nghiên cứu chỉ ra việc tích hợp chatbot AI vào dạy học Toán không chỉ là bước đi phù hợp với xu thế chuyển đổi số mà còn là giải pháp khả thi giúp hiện thực hóa mục tiêu phát triển năng lực theo Chương trình giáo dục phổ thông2018. Bên cạnh đó, cần có thêm các nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng hiệu quả mô hình, đồng thời đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo như đánh giá tác động lâu dài của chatbot AI, khả năng mở rộng mô hình sang các môn học khác, cũng như các chương trình đào tạo giáo viên phù hợp với việc dạy học tích hợp AI.

Hoàng Dũng lược dịch

Nguồn:

Chau, D. B., Luong, V. T., Long, T. T., & Linh, N. T. T. (2025). Personalized mathematics teaching with the support of AI chatbots to improve mathematical problem-solving competence for high school students in Vietnam. European Journal of Educational Research, 14(1), 323-333. https://doi.org/10.12973/eu-jer.14.1.323