Nghiên cứu phát triển chatbot hỗ trợ học sinh trường thpt phạm văn đồng tỉnh quảng ngãi học tập

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒBiểu đồ 2.1 Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT trong hoạt động dạy vàhọc của CBQL và Giáo viên...25Biểu đồ 2.2 Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNT

- -HỒ THỊ BĂNG NHÂN

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CHATBOT HỖ TRỢ HỌC

SINH TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG

TỈNH QUẢNG NGÃI HỌC TẬP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

ĐÀ NẴNG – 2024

- -HỒ THỊ BĂNG NHÂN

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CHATBOT HỖ TRỢ HỌC

SINH TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG

TỈNH QUẢNG NGÃI HỌC TẬP

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 8480101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Gia Như

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian cố gắng, tôi đã hoàn thành khoá luận tốt nghiệp với đề tài

“Nghiên cứu phát triển chatbot hỗ trợ học sinh trương THPT Phạm Văn Đồng tỉnhQuảng Ngãi học tập” Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến giảng viên hướngdẫn PGS.T.S Nguyễn Gia Như đã tận tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trongsuốt quá trình thực hiện và giúp tôi hoàn thành luận văn đúng thời gian quy định

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo là giảng viên trường Khoa họcmáy tính nói riêng, trường Đại học Duy Tân nói chung đã truyền đạt cho em nhữngbài học quy báu để tôi có thể áp dụng vào đề tài và đã tạo mọi điều kiện tốt nhất vàgiúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và học sinh thuộc các trường THPTtrên địa bàn huyện Mộ Đức, các thầy cô giáo và học sinh trường THPT Phạm VănĐồng đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành các quá trình thực nghiệm sư phạm

Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Duy Tân đã tạo điều kiện cho tôitham gia vào thực hiện khoá luận tốt nghiệp

Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên khích lệ và tạo mọiđiều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện khoá luận

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người đã luôn tin tưởng vàgiúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này tốt nhất

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2024

Người thực hiện

Hồ Thị Băng Nhân

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu phát triển chatbot hỗ trợhọc sinh trương THPT Phạm Văn Đồng tỉnh Quảng Ngãi học tập” là công trìnhnghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở lý thuyết, phân tíchkhảo sát thực nghiệm dưới sự hướng dẫn của PGS.T.S Nguyễn Gia Như thuộctrường Khoa học máy tính, trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng Các số liệu vànhững kết quả trong khoá luận là trung thực Trong khoá luận của tôi có sử dụngmột số tài liệu tham khảo, trích dẫn một số sách, bài báo đã được ghi chú đầy đủ.Nếu có gì sai sót tôi xin chịu trách nhiệm

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2024 Người thực hiện

Hồ Thị Băng Nhân

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ viii

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 4

Chương 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHATBOT TRONG DẠY HỌC 5

1.1 LÍ LUẬN CƠ BẢN VỀ DẠY HỌC THEO CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC 2018 5 1.1.1 Dạy học tích cực 5

1.1.2 Dạy học tích cực theo chương trình giáo dục 2018 6

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 8

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu của đề tài 8

1.2.2 Định hướng nghiên cứu 9

1.3 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 10

1.3.1 Mã nguồn mở 10

1.3.2 Quá trình học tập 12

1.4 CHATBOT 13

1.4.1 Chatbot là gì? 13

1.4.2 Phân loại chatbot 14

1.4.3 Ứng dụng của Chatbot 15

1.4.4 Tương tác với chatbot 17

1.4.5 AI Chatbot 19

1.5 CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHATBOT TRONG DẠY HỌC 21

1.5.1 Kịch bản dạy học 21

1.5.2 Chatbot trong dạy học 21

1.5.3 Quy trình xây dựng kịch bản chatbot dạy học 21

Chương 2 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHATBOT HỖ TRỢ HỌC SINH HỌC TẬP Ở TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG, TỈNH QUẢNG NGÃI 23

2.1 THỰC TRẠNG DẠY HỌC HIỆN NAY Ở TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG, TỈNH QUẢNG NGÃI 23

2.1.1 Thực trạng việc dạy 23

2.1.2 Thực trạng việc học 27

2.1.3 Nguyên nhân, giải pháp 29

2.2 DẠY HỌC VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH Ở TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG 32

2.2.1 Phương pháp ứng dụng trong dạy học 32

2.2.2 Các bước tổ chức dạy học 32

2.3 XÂY DỰNG VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHATBOT TRONG DẠY HỌC TẠI TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG 35

2.3.1 Đặc tả hệ thống 35

2.3.2 Phân tích, thiết kế hệ thống 36

2.4 XÂY DỰNG KẾ HOẠCH BÀI DẠY CÓ ỨNG DỤNG HỆ THỐNG CHATBOT HỖ TRỢ 42

2.4.1 Xây dựng chủ đề, nội dung cho bài học 42

2.4.2 Xây dựng phiếu học tập cho học sinh 44

2.4.3 Kế hoạch dạy học 44

Chương 3 CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 48

3.1 CÀI ĐẶT HỆ THỐNG 48

3.1.1 Mô tả về thử nghiệm hệ thống 48

3.1.2 Tiến hành huấn luyện chatbot 48

3.1.3 Mô hình hệ thống 48

3.1.4 Kết nối máy chủ ảo chạy chatbot với internet bằng Ngrok 51

3.1.5 Tích hợp chatbot với Facebook Developer 52

3.1.6 Kiểm tra hoạt động của hệ thống 54

3.2 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG 55

3.2.1 Mục đích thực nghiệm 55

3.2.2 Biện pháp thực hiện 56

3.3 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 60

3.3.1 Khả năng sử dụng Chatbot của học sinh 60

3.3.2 Đánh giá hứng thú của giáo viên và học sinh khi thực hiện dạy - học với Chatbot 61

3.3.3 Kết quả kiểm tra đánh giá sau khi thực hiện học tập với Chatbot 65

PHẦN KẾT LUẬN 67

1 KẾT LUẬN 67

2 ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 67

2.1 Đối với giáo viên 68

2.2 Đối với học sinh 70

2.3 Đối với nhà trường THPT 70

2.4 Đối với các cơ sở đào tạo sư phạm 72

3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 73

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao)

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

AI Artificial intelligence – Trí tuệ nhân tạo

DM Dialog Management – Quản lý hội thoại

NLG Natural Language Generation – Sinh ngôn ngữ tự nhiên

NLP Natural Language Processing – Xử lý ngôn ngữ tự nhiên

SGV Sách giáo viên

THPT Trung học phổ thông

TTC Tính tích cực

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thống kê mức độ áp dụng phương pháp dạy học của giáo viên 24

Bảng 2.2 Đặc tả ca sử dụng nhắn tin với bot 37

Bảng 2.3 Đặc tả ca sử dụng thêm chủ đề 37

Bảng 2.4 Đặc tả ca sử dụng thêm câu hỏi cho chủ đề 38

Bảng 2.5 Đặc tả ca sử dụng thêm câu trả lời của chủ đề 38

Bảng 2.6 Đặc tả ca sử dụng xóa chủ đề 39

Bảng 2.7 Đặc tả ca sử dụng train dữ liệu 39

Bảng 2.8 Đặc tả ca sử dụng train dữ liệu 40

Bảng 2.9 Đặc tả ca sử dụng quản lý facebook 40

Bảng 3.1 Kết quả đánh giá thông qua điểm số của giáo viên đối với các tiết dạy họcbằng phương pháp hoạt động có sử dụng chatbot 64Bảng 3.2 Thống kê điểm thi giữa học kì 1, năm học 2023-2024 của các lớp thựcnghiệm và đối chứng 65

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 2.1 Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT trong hoạt động dạy vàhọc của CBQL và Giáo viên 25Biểu đồ 2.2 Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT trong hoạt động họccủa học sinh khối 10, trường THPT Phạm Văn Đồng, tỉnh Quảng Ngãi 27Biểu đồ 2.3 Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT trong hoạt động họccủa học sinh khối 11, trường THPT Phạm Văn Đồng, tỉnh Quảng Ngãi 28Biểu đồ 3.1 Đánh giá khả năng sử dụng chatbot của học sinh 61Biểu đồ 3.2 Biểu đồ đánh giá mức độ của giáo viên trong dạy học với chatbot 62Biểu đồ 3.3 Biểu đồ đánh giá thái độ học tập của học sinh trong dạy học với chatbot 62Biểu đồ 3.4 Đánh giá mức độ ham thích của học sinh với tiết học có chatbot 64

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ Usecase tổng quảt 36

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ Usecase tổng quảt 36

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ tuần tự train dữ liệu 41

Sơ đồ 2.4 Sơ đồ tuần tự trả lời câu hỏi 41

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mối quan hệ giữa giáo viên với học sinh trong dạy học tích cực 6

Hình 1.2 Mã nguồn mở mang tính cộng đồng cao 10

Hình 1.3 Mã nguồn mở có khả năng bảo mật cao 11

Hình 1.4 Quá trình học tập của con người 12

Hình 1.5 Chatbot được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống, xã hội 15

Hình 1.6 Chatbot hỗ trợ người dùng trong việc hỗ trợ mua bán sản phẩm 16

Hình 1.7 Chatbot tương tác với người dùng thông qua tin nhắn hoặc âm thanh 17

Hình 1.8 Cấu trúc các thành phần cơ bản hệ thống chatbot 19

Hình 1.9 Kiến trúc thiết kế của Rasa NLU 20

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống 50

Hình 3.2 Cài đặt Ngrok trên máy chủ ảo 51

Hình 3.3 Kết quả kết nối internet cho máy chủ thông qua Ngrok 52

Hình 3.4 Tạo ứng dụng trên Facebook Developer 52

Hình 3.5 Cài đặt webhook cho Facebook App 53

Hình 3.6 Thiết lập sự kiện lắng nghe cho Facebook App 53

Hình 3.7 Ủy quyền điều khiển fanpage cho Facebook App 54

Hình 3.8 Kiểm tra hoạt động của hệ thống 54

Hình 3.9 Kết quả kiểm tra nhanh sau tiết dạy học thực nghiệm bằng công cụ Quizziz 58 Hình 3.10 Một tiết dạy học thực nghiệm theo nhóm 59

Hình 3.11 Kết quả đánh giá sau tiết thực nghiệm tại lớp 11A1 65

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Cùng với sự tăng trưởng kinh tế trên toàn cầu là sự phát triển của các ngànhkhoa học kỹ thuật, đặc biệt là các ngành công nghệ thông tin Việc ứng dụng côngnghệ thông tin và các nghiên cứu của công nghệ thông tin vào đời sống trên toàn thếgiới ngày càng nhiều và càng phát triển Sự phát triển đó thể hiện bằng hàng loạtcác phần mềm, thiết bị điện tử ra đời, tham gia vào hầu hết các lĩnh vực Xu thếtoàn cầu hoá và cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0 đã và đang tác động sâu sắc vàngày càng mạnh mẽ đến mọi mặt của đời sống xã hội, trong đó có giáo dục Giáodục cũng là một trong các lĩnh vực được ưu tiên đầu tư hàng đầu trong chương trìnhchuyển đổi số quốc gia

Trong thời đại khoa học công nghệ ngày nay, lượng tri thức mà học sinh phảitiếp nhận khi còn ngồi trên ghế nhà trường tăng lên rất nhiều Từ đó đòi hỏi họcsinh phải tiếp thu kiến thức một cách chủ động, tích cực và sáng tạo, có như vậymới đáp ứng được yêu cầu của nền giáo dục trong thời đại mới Cùng với việc cảicách chương trình theo chương trình giáo dục mới và thay sách giáo khoa, phươngpháp dạy học, các công cụ hỗ trợ học sinh và giáo viên tham gia vào quá trình họctập phải được chọn lọc sao cho phát huy tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh.Những phương pháp, công cụ dạy học dù hiện đại hay cổ điển đều có những ưu vànhược điểm riêng của nó và không có phương pháp nào được cho là tối ưu nhất,quan trọng vẫn là sự tự học của học sinh và sự chủ động lĩnh hội kiến thức dưới sự

hỗ trợ của giáo viên Tuy nhiên việc tiếp cận tri thức của người học hiện nay chủyếu thông qua tài liệu của giáo viên cung cấp trên các nền tảng dạy học hoặc ngườihọc tự tìm kiếm thông qua internet Công việc này mất nhiều thời gian, tài liệu trêninternet nhiều nguồn không chính thống gây khó khăn không nhỏ cho người học,đặc biệt là học sinh phổ thông trong giai đoạn chuyển tiếp với chương trình mới.Chatbot có thể hiểu là một phần mềm, ứng dụng được hỗ trợ bởi trí tuệ nhântạo (AI) nhằm giúp con người quản lý các cuộc trò chuyện, tương tác với người

dùng bằng tin nhắn văn bản hoặc âm thanh thay vì trao đổi trực tiếp với người thật.

Có thể coi chatbot như một tư vấn viên, một trợ lý ảo giải đáp những thắc mắc chongười dùng hoặc chăm sóc khách hàng trên môi trường internet Chatbot được xem

là một công cụ thông minh nhờ khả năng tiếp nhận thông tin, phân tích câu hỏi vàphản hồi chính xác những gì mà người dùng mong muốn Với AI chatbot, “ngườigiáo viên ảo” có thể đáp ứng tương tác với người học mọi lúc mọi nơi, giúp nângcao tương tác trong dạy học Do vậy, với quan điểm dạy học tương tác thì chatbot làmột công cụ hỗ trợ đắc lực trong dạy học, đáp ứng chuyển đổi số trong giáo dục,đáp ứng nhu cầu dạy và học số hoá ngày càng lớn hiện nay

Với mong muốn xây dựng một AI chatbot “giáo viên ảo” có khả năng hỗ trợhọc sinh phổ thông nói chung, học sinh trường THPT Phạm Văn Đồng nói riênghọc tập, giúp các em học tập hiệu quả, góp phần nâng cao chất giáo dục, tôi đã chọn

đề tài “Nghiên cứu phát triển chatbot hỗ trợ học sinh trương THPT Phạm Văn Đồng tỉnh Quảng Ngãi học tập” làm đề tài luận văn của mình.

2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu, xây dựng nâng cấp Chatbot để

hỗ trợ học sinh học tập, giải quyết vấn đề với sự trợ giúp của máy tính ở trườngTHPT, đáp ứng được nhu cầu học tập của học sinh

Đây là một trong những công cụ dạy học được nhiều nhà sư phạm đánh giácao Việc nghiên cứu đề tài này giúp cho người dạy, người học hiểu rõ hơn về cáccách thức học tập hiện đại, khả năng ứng dụng vào công tác giảng dạy và học tập ởtrường Trung học phổ thông, đáp ứng được yêu cầu đổi mới của nền giáo dục hiệnđại vì tính hiệu quả của nó trong quá trình học tập cũng như làm việc sau này

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Về lý thuyết: Nhiệm vụ của đề tài tập trung tìm hiểu nghiên cứu tổng quan vềChatbot; nhu cầu ứng dụng Chatbot trong trường THPT đối với học sinh và giáoviên; Nghiên cứu một số kịch bản ứng dụng Chatbot trong dạy học - ứng dụng trongphương pháp dạy học vấn đáp; phân tích và thiết kế chatbot phù hợp với lứa tuổihọc sinh THPT trong chương trình giáo dục mới

Về thực tiễn: Xây dựng chatbot hỗ trợ học sinh học tập; Thực nghiệm và đánhgiá hệ thống tại trường phổ thông trung học Phạm Văn Đồng, tỉnh Quảng Ngãi.

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

+ AI chatbot

+ Kịch bản dạy học và quy trình xây dựng chatbot dạy học

+ Mã nguồn mở

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Nội dung: AI chatbot trong dạy học, kịch bản dạy học

+ Không gian: Học sinh trường THPT Phạm Văn Đồng, tỉnh Quản Ngãi

+ Thời gian: Thực hiện từ tháng 3/2023 đến tháng 12/2023

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: Sử dụng phương pháp này trongnghiên cứu các tài liệu về cơ sở lý thuyết các nội dung liên quan: trí tuệ nhân tạo

AI, mã nguồn mở RASA, phương pháp dạy học tích cực, chương trình giáo dục phổthông 2018 , phân tích thiết kế hệ thống thông tin…

- Nhóm phương pháp phân tích, tổng hợp:

+ Phương pháp điều tra xã hội học: Thu thập số liệu thông qua các phiếu điềutra và trao đổi trực tiếp với học sinh, cán bộ quản lý giáo dục, giáo viên ở trườngTHPT Phạm Văn Đồng để đánh giá thực trạng về ứng dụng công nghệ thông tintrong dạy học

+ Phương pháp phân tích tổng hợp để phân tích, đánh giá, khái quát các vấn đềnêu ra dựa trên những số liệu thống kê;

+ Phương pháp thẩm định sản phẩm: đánh giá sự phát triển năng lực tự họccủa học sinh thông qua hệ thống chuyên đề dạy học

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Phương pháp này được sửdụng để khảo sát thực trạng và nhu cầu học tập ở trường phổ thông Hệ thống xâydựng được tiến hành thực nghiệm tại trường THPT và đánh giá hiệu quả của việcứng dụng hệ thống chatbot vào dạy học

6 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CHATBOT HỖ TRỢ HỌC SINH TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG TỈNH QUẢNG NGÃI HỌC TẬP”

Đề tài thực hiện gồm 3 chương cơ bản như sau

Chương I: Tổng quan hệ thống Chatbot trong dạy học

Trong khuôn khổ đề tài này, chủ yếu nghiên cứu một số nội dung AI trongchatbot, kịch bản dạy học và xây dựng hệ thống AI chatbot dạy học với mã nguồn

mở RASA Bản thân sẽ kế thừa những thành quả khoa học từ các cuộc nghiên cứu

có trước đã nêu; đồng thời trong nghiên cứu sẽ cố gắng đi sâu vào tìm hiểu và pháttriển thêm một số chức năng để xây dựng AI chatbot dạy học hiệu quả

Chương II: Phân tích, thiết kế hệ thống Chatbot hỗ trợ học sinh học tập ởtrường THPT Phạm Văn Đồng tỉnh Quàng Ngãi

Hệ thống chatbot được xây dựng dựa trên lý thuyết học máy, nền tảng mãnguồn mở; phương pháp và kịch bản dạy học, chương trình giáo dục phổ thông năm

2018 Hệ thống được xem là trợ lý giáo viên ảo, đi theo hướng hoàn thoàn mớitrong việc đổi mới phương pháp và hình thức dạy học, đáp ứng yêu cầu chuyển đổi

số trong giáo dục, đối tượng phục vụ là học sinh bậc THPT

Chương III: Cài đặt thử nghiệm hệ thống

Nội dung chủ yếu là thực nghiệm sư phạm hệ thống tại trường THPT PhạmVăn Đồng để phổ biến biến thức cơ bản về hệ thống chatbot cho học sinh, các thầy

cô và đồng nghiệp về tính năng, nội dung, khả năng kết nối đa phương tiện, lợi íchcủa hệ thống và khả năng áp dụng trong giáo dục

Khảo sát, đánh giá việc áp dụng hệ thống chatbot vào dạy học ở trường THPTPhạm Văn Đồng có khả thi không? Đánh giá xu hướng phát triển công nghệ tronggiáo dục; đánh giá, nhận xét những ưu và khuyết điểm của hệ thống chatbot; Đánhgiá có những thuận lợi và khó khăn gì trong quá trình thực nghiệm?

Chương 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHATBOT TRONG DẠY HỌC

1.1 LÍ LUẬN CƠ BẢN VỀ DẠY HỌC THEO CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC

2018

1.1.1 Dạy học tích cực

1.1.1.1 Phương pháp dạy học

Phương pháp dạy học là cách thức hoạt động và giao lưu của thầy gây nên

những hoạt động và giao lưu cần thiết của trò nhằm đạt được mục tiêu dạy học.Phương pháp dạy học liên hệ với quá trình dạy học, trong đó việc dạy (hoạtđộng dạy và giao lưu của thầy) điều khiển việc học (hoạt động và giao lưu của trò).Hình ảnh khái quát những hoạt động và giao lưu nào đó thể hiện một cách thức làmviệc của thầy trong quá trình dạy học

1.1.1.2 Tính tích cực

Tính tích cực (TTC) là một phẩm chất vốn có của con người, bởi vì để tồn tại

và phát triển con người luôn phải chủ động, tích cực cải biến môi trường tự nhiên,cải tạo xã hội Vì vậy, hình thành và phát triển TTC xã hội là một trong nhữngnhiệm vụ chủ yếu của giáo dục

Tính tích cực học tập – về thực chất là TTC nhận thức, đặc trưng ở khát vọnghiểu biết, cố gắng trí lực và có nghị lực cao trong quá trình chiếm lĩnh tri thức TTC nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết với động cơ họctập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác Hứng thú và tựgiác lại là hai yếu tố tạo nên tính tích cực Tính tích cực sản sinh ra nếp tư duy độclập Suy nghĩ độc lập là mầm mống của sự sáng tạo

1.1.1.3 Bản chất của dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực mang bản chất:

- Khai thác động lực học tập ở người học để phát triển chính họ

- Coi trọng lợi ích, nhu cầu của cá nhân để chuẩn bị tốt nhất cho họ thích ứngvới đời sống xã hội

Trong dạy học tích cực, mối quan hệ giữa giáo viên với học sinh và giữa họcsinh với học sinh có thể được biểu hiện như sau:

Hình 1.1: Mối quan hệ giữa giáo viên với học sinh trong dạy học tích cực.

Trong bối cảnh của thời kì đổi mới, giáo dục cần phải phát triển để đáp ứngyêu cần của xã hội, các nhà nghiên cứu đã đưa ra các tiêu chí quan trọng trong đổimới phương pháp dạy và học như sau:

- Tiêu chí hàng đầu của việc dạy và học là dạy cách học

- Phẩm chất cần phát huy mạnh mẽ là tính chủ động của người học

- Công cụ cần khai thác triệt để là công nghệ thông tin và đa phươngtiện

1.1.2 Dạy học tích cực theo chương trình giáo dục 2018

1.1.2.1 Phương pháp dạy học tích cực

Thuật ngữ “phương pháp dạy học tích cực” được dùng để chỉ những phươngpháp giáo dục/dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của ngườihọc

Phương pháp dạy học tích cực đề cập đến các hoạt động dạy và học nhằm tíchcực hoá hoạt động học tập và phát triển tính sáng tạo của người học Trong đó, cáchoạt động học tập được tổ chức, được định hướng bởi giáo viên, người học khôngthụ động, chờ đợi mà tự lực, tích cực tham gia vào quá trình tìm kiếm, khám phá,phát hiện kiến thức, vận dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn,qua đó lĩnh hội nội dung học tập và phát triển năng lực sáng tạo

Trong dạy và học tích cực, hoạt động học tập được thực hiện trên cơ sở hợptác và giao tiếp ở mức độ cao, bao gồm nhiều phương pháp, hình thức, kĩ thuật cụ

thể khác nhau nhằm tích cực hoá, tăng cường sự tham gia của người học, tạo điềukiện cho người học phát triển tối đa khả năng học tập, năng lực sáng tạo, năng lựcgiải quyết các vấn đề, đem lại cho người học hứng thú, niềm vui trong học tập, nóphù hợp với đặc tính ưa thích hoạt động của trẻ em Việc học đối với học sinh khi

đã trở thành niềm hạnh phúc sẽ giúp các em tự khẳng định mình và nuôi dưỡng lòngkhát khao sáng tạo

1.1.2.2 Một số phương pháp dạy học tích cực theo chương trình giáo dục

2018

* Dạy học đặt và giải quyết vấn đề: Nét đặc trưng chủ yếu của dạy học đặt và

giải quyết vấn đề là sự lĩnh hội tri thức diễn ra thông qua việc tổ chức cho học sinhhoạt động đặt và giải quyết vấn đề Sau khi giải quyết vấn đề, học sinh sẽ thu nhậnđược kiến thức mới, kỹ năng mới hoặc thái độ tích cực

* Dạy học theo hợp đồng: Học theo hợp đồng là một hoạt động học tập, trong

đó mỗi học sinh được giao một hợp đồng trọn gói bao gồm các nhiệm vụ hoặc bàitập bắt buộc và tự chọn khác nhau trong một khoảng thời gian nhất định Học sinhchủ động và độc lập quyết định về thời gian cho mỗi nhiệm vụ/ bài tập và thứ tựthực hiện các nhiệm vụ / bài tập đó theo khả năng của mình

* Dạy học theo gó: Học theo góc là một phương pháp dạy học theo đó học

sinh thực hiện các nhiệm vụ khác nhau tại các vị trí cụ thể trong không gian lớp họcnhưng cùng hướng tới chiếm lĩnh một nội dung học tập theo các phong cách học tậpkhác nhau Học theo góc thể hiện sự đa dạng, do đó học sinh có sở thích và năng lựckhác nhau, nhịp độ học tập và phong cách học tập khác nhau đều có thể tự tìm cách

để thích ứng và thể hiện năng lực của mình

* Dạy học theo dự án: Học theo dự án (Project Work) là hoạt động học tập

nhằm tạo cơ hội cho học sinh tổng hợp lại kiến thức từ nhiều lĩnh vực khác nhautrong học tập và áp dụng một cách sáng tạo vào trong thực tế cuộc sống Học theo

dự án mang các vấn đề thực tế vào môi trường lớp học, không đơn thuần chỉ là sựtập hợp các nhân tố riêng lẽ mà là hệ thống các hoạt động được kết nối với các lĩnhvực khác nhau của việc học Các hoạt động này được liên kết với nhau theo mộtcách có tính quá trình Kết quả là học theo dự án sẽ vượt qua các ranh giới của các

môn học đơn lẽ, động lực được tạo ra từ bên trong Học sinh sẽ lựa chọn dự án củamình và sẽ tự phân tích, khám phá các chủ đề dự án đó vì các vấn đề thường vôcùng thú vị đối với sự tò mò của các em.

* Dạy học vi mô (Micro – teaching): Dạy học vi mô (Micro – teaching) thực

chất là rèn luyện kỹ năng sư phạm Thay vì học sinh được học trên một lớp học bìnhthường đông học sinh với nhiều hoạt động và sử dụng nhiều thao tác, kỹ năng phứctạp của phương pháp đào tạo truyền thống, dạy học vi mô cho phép học sinh thựchành từng kỹ năng riêng lẽ trong một bài học ngắn (trích đoạn bài học), trong mộtlớp học mini (vi mô) với sự quan sát ghi chép và đóng góp ý kiến của các bạn khácnhau trong nhóm Sau khi rèn luyện các kỹ năng một cách thuần thục, học sinh cóthể thực hành dạy trên một lớp học bình thường

* Dạy học hợp tác (cooperative learing): Có nhiều thuật ngữ khác nhau khi

nói về dạy học hợp tác (cooperative learing): dạy học theo nhóm, dạy học thông quahoạt động nhóm, dạy học nhóm nhưng đều mang bản chất là nhấn mạnh vai tròchủ thể của người học sinh trong quá trình học tập Trong dạy học hợp tác, giáoviên tổ chức cho học sinh hoạt động trong những nhóm nhỏ để học sinh cùng thựchiện một nhiệm vụ nhất định trong một thời gian nhất định Trong nhóm, dưới sựhướng dẫn chỉ đạo của nhóm trưởng, học sinh kết hợp giữa làm việc cá nhân, làmviệc theo cặp, chia sẻ kinh nghiệm và hợp tác cùng nhau để thực hiện tốt nhiệm vụđược giao

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu của đề tài

Trong những năm vừa qua, chatbot trong dạy học luôn là vấn đề được nhiều cánhân, tổ chức quan tâm, nghiên cứu, tìm hiểu Có rất nhiều cuộc hổi thảo và nhiềucông trình khoa học đã được công bố trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.Một số đề tài nghiên cứu, công trình đã được công bố như:

- Đề tài “Ứng dụng công nghệ AI chatbot xây dựng trợ lý giáo viên ảo nhằm

hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy - học xây dựng bản đề mô với bộ môn hóa học

10”; Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Văn Dương, Trung tâm Giáo dục thường xuyên –Ngoại ngữ, Tin học tỉnh Bắc Giang;

- Bài báo khoa học “Chatbot cho sinh viên công nghệ thông tin” của Đỗ ThanhNghị - Khoa CNTT-TT, Trường Đại học Cần Thơ và Hoàng Tùng – Trung tâm Tinhọc, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành;

- Bài báo khoa học “Ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong giáo dục” củaNguyễn Tất Thắng, Đặng Thị Thu Hà, Lã Đăng Hiệp - Khoa Ngoại ngữ - Tin học,Trường ĐH Hoa Lư – Ninh Bình;

- Luận văn thạc sĩ “Ứng dụng mã nguồn mở AIML xây dựng hệ thống chatbottrợ giúp phương pháp học tập cho sinh viên ngành kỹ thuật” của học viên HoàngĐức Thịnh - Đại học Đà Nẵng;

- Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu mô hình PCFGs và ngôn ngữ AIML trong xâydựng chatbot hỗ trợ học tiếng Anh” của học viên Bùi Đức Anh - Khoa Công nghệthông tin - Đại học Quốc gia Hà Nội

Có thể thấy, các đề tài, bài báo trên đã đi sâu vào nghiên cứu chatbot và ứngdụng của nó trong dạy học, đóng góp của các nghiên cứu và đề tài này chủ yếu tậptrung đề xuất xây dựng chatbot trên các nền tảng sẵn có, từ đó đánh giá xu hướngphát triển công nghệ giáo dục

1.2.2 Định hướng nghiên cứu

Hiện tại hầu hết các nền tảng lớn để xây dựng chatbot như Dialogflow(Google), wit.ai, Microsoft Bot Framework… do các hãng lớn cung cấp, có nhiềucông cụ xây dựng và tích hợp thông qua API Tuy nhiên, khi xây dựng chatbot trêncác nền tảng này, người thực hiện gặp khó khăn trong việc làm chủ hệ thống Trongkhi đó việc sử dụng mã nguồn mở RASA để xây dựng hệ thống Chatbot lại giúpnắm rõ hơn các công nghệ phía sau chatbot, làm chủ dữ liệu và thông tin ngườidùng

Trong khuôn khổ đề tài này tôi tìm hiểu, nghiên cứu một số nội dung AItrong chatbot, kịch bản dạy học và xây dựng hệ thống AI chatbot dạy học ở trườngTHPT Phạm Văn Đồng nói riêng, ứng dụng các trường THPT nói chung trong giai

đoạn thực hiện chương trình giáo dục mới với mã nguồn mở RASA Bản thân sẽ kếthừa những thành quả khoa học từ các cuộc nghiên cứu có trước đã nêu; đồng thờitrong nghiên cứu sẽ cố gắng đi sâu vào tìm hiểu và phát triển thêm một số chứcnăng để xây dựng AI chatbot dạy học hiệu quả.

1.3 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

- Sử dụng miễn phí: Mã nguồn mở có thể sử dụng cho cả mục đích cá nhân lẫn

thương mại mà không phải chi trả chi phí bản quyền Điều này cho phép người dùng tự

do điều chỉnh chức năng của mã nguồn theo thông số kỹ thuật riêng của họ mà không

có bất kỳ hạn chế hoặc chi phí bổ sung nào đi kèm với phần mềm mã nguồn độcquyền.

- Khả năng bảo mật cao: Ngay từ đầu, mã nguồn mở được xây dựng bởi cộngđồng và nhằm mục đích đóng góp cho cộng đồng, trong số đó hầu hết là nhà lậptrình giỏi Khi có sự cố hay vấn đề xảy ra, chúng sẽ được sửa đổi, khắc phục ngaylập tức, thể hiện tinh thần cộng đồng Vì vậy, mặc dù mã nguồn là miễn phí nhưnghầu hết mã nguồn đều có độ an toàn cao

Hình 1.3: Mã nguồn mở có khả năng bảo mật cao

- Toàn quyền truy cập, quản trị: Khi làm việc trên mã nguồn mở, người dùng

có toàn quyền truy cập, quản lý và điều chỉnh, đây là cách can thiệp sâu vào vấn đềquản trị, quản lý mã nguồn mở và điều chỉnh cấu trúc phù hợp theo nhu cầu sửdụng Điều này cũng kích thích một số lập trình viên sử dụng mã nguồn mở này đểtạo ra nhiều phần mềm hữu ích hơn cho cộng đồng

- Ổn định: Tính ổn định của mã nguồn mở được chứng thực dựa trên thực tế.Hiện nay các website sử dụng mã nguồn mở vẫn duy trì được khả năng ổn địnhtrong vận hành liên tục mà chưa mắc phải bất kỳ vấn đề nào Mã nguồn mở đượcxây dựng dựa trên nguyên tắc tối ưu cho cộng đồng, ai cũng có thể sử dụng nên vềbản chất sẽ duy trì được tính ổn định trong vận hành hơn so với một số mã nguồnđóng

1.3.1.3 Phần mềm nguồn mở

- Phần mềm nguồn mở là phần mềm được cung cấp cả mã nguồn mà ngườidùng có quyền sử dụng thay đổi và phân phối lại theo các giấy phép thích hợp

- Phần mềm thương mại dùng để bán, người dùng phải mua mới được quyền

sử dụng Hầu hết phần mềm thương mại được bán ở dạng mã máy gọi là phần mềmnguồn đóng

- Giấy phép công cộng GNU GPL (GNU General Public License) là giấy phépđiển hình đối với phần mềm vụ mở Nó đảm bảo quyền tiếp cận của người sử dụngđối với mã nguồn để dùng, thay đổi hoặc phân phối lại; bảo đảm quyền miễn trừcủa các tác giả về hậu quả sử dụng phần mềm; bảo đảm quyền đứng tên của các tácgiả tham gia phát triển, đảm bảo sự phát triển bền vững của phần mềm nguồn mởbằng cách công bố rõ ràng các thay đổi của các phiên bản già buộc phần phát triểndựa trên phần mềm nguồn mở theo giấy phép GPL cũng phải mở theo GPL

Hình 1.4 Quá trình học tập của con người 1.3.2.2 Các mức độ diễn ra của quá trình học

Mức 1: Mức độ đầu tiên là tiếp nhận thông tin một chiều và hiểu thông tintheo ý nghĩa cho sẵn, hiểu mối quan hệ giữa các thông tin/khái niệm cho sẵn Quátrình tiếp nhận của học sinh có thể thực hiện ở nhiều nơi theo nhiều cách khác

nhau: ở trường, trong sách báo, internet, trao đổi trực tiếp và theo phương tiệnnghe, nhìn và thực hành

Quá trình này có thể coi như quá trình bắt chước một cách triệt để, thực hiệnchính xác theo hướng dẫn, hiểu theo chính xác những gì nghe nhìn thấy

Mức 2: Mức độ thứ hai của quá trình này sử dụng thông tin, kiến thức, kỹnăng tiếp thu trước đó theo cách lặp lại thuần túy Trong quá trình thực hiện ápdụng, sẽ có sự thay đổi do đối tượng công việc thay đổi hoặc do hoàn cảnh xã hộithay đổi Những thay đổi này của đối tượng và hoàn cảnh đưa đến nhu cầu tối ưuhóa kiến thức và kỹ năng sẵn có trước đó

Mức 3: Có thể xảy ra đồng thời xen kẻ với mức hai Quá trình này gồm suynghĩ, phân tích đánh giá, so sánh thông tin, kiến thức, kỹ năng cũ để phát hiện mốiquan hệ mới giữa các thông tin/kiến thức cũ, để nảy sinh, tìm ra kiến thức mới, từ

đó đề ra cách làm mới, thiết lập kỹ năng mới Kỹ năng để giải quyết vấn đề mộtphần được phát triển và thể hiện trong quá trình này Vậy muốn có cái mới phải cócái cũ trước Một bộ não trống rỗng không thể sản sinh ra cái mới Tiếp nhận mộtchiều thông tin, kiến thức, kỹ năng có sẵn là điều kiện cần để trí não phát triển, làmtiền đề cho sự phát triển ở mức cao hơn – mức sáng tạo

Với kiến thức, khi ta hiểu thấu đáo thì ta gọi là hiểu sâu Với kỹ năng khi ta đãthuần thục thì gọi là nhuần nhuyễn Hiểu sâu kiến thức và nhuần nhuyễn kỹ năng làđiều kiện cần tiên quyết dẫn đến sự sáng tạo

1.4 CHATBOT

1.4.1 Chatbot là gì?

Chatbot là một phần mềm hoặc chương trình máy tính được thiết kế nhằm môphỏng cuộc trò chuyện với con người thông qua các nền tảng ứng trò chuyện,website hoặc ứng dụng khác Chatbot được lập trình để hoạt động bằng cách sửdụng trí tuệ nhân tạo (AI - Artificial intelligence), học sâu và hệ thống xử lý ngônngữ tự nhiên (NLP - Natural Language Processing) để hiểu các câu hỏi và xử lý tác

vụ theo theo yêu cầu của người dùng

Hiện nay, trong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống, Chatbot được xem như mộtcông cụ thông minh nhờ khả năng tiếp nhận thông tin, phân tích câu hỏi và phản hồi

chính xác những gì mà người dùng mong muốn Không chỉ dựa vào các luồng kịchbản sẵn có, Chatbot còn có khả năng tự học hỏi để đưa ra câu trả lời cho những câuhỏi nằm ngoài dữ liệu nhưng được lặp đi lặp lại nhiều lần.

Trong giáo dục, Chatbot là một chương trình kết hợp với trí tuệ nhân tạo (AI)

để tương tác với học sinh Công cụ này thay thế cho giáo viên để hỗ trợ, giúp đỡ trảlời những gì mà học sinh thắc mắc

1.4.2 Phân loại chatbot

Có hai loại chatbot chính đó là chatbot dựa trên quy tắc và chatbot dự trên trítuệ nhân tạo (AI)

1.4.2.1 Chatbot dựa theo quy tắc (rule-based chatbot)

Chatbot dựa theo quy tắc hoạt động theo dữ liệu được lập trình sẵn còn chatbotdựa trên trí tuệ nhân tạo có thể sử dụng các thuật toán để học tập từ dữ liệu và cảithiện câu trả lời theo thời gian

Đây là loại chatbot được lập trình để có thể phản hồi lại người dùng dựa trêncác quy tắc được thiết lập từ trước Chatbot này có thể xử lý những yêu cầu đơngiản với cấu trúc rõ ràng, ví dụ như là các câu hỏi về thông tin sản phẩm hay hướngdẫn đặt hàng Chúng sử dụng các quy tắc tự động, NLP và đôi khi không có họcmáy (ML)

Chatbot dựa trên quy tắc có khả năng phản hồi nhanh chóng và có thể giảiquyết nhiều vấn đề mà không cần sự can thiệp của con người Vì vậy thường hayđược áp dụng trong các hoạt động hỗ trợ và dịch vụ khách hàng của doanh nghiệp.Tuy nhiên, chúng gặp hạn chế trong việc xử lý các yêu cầu phức tạp và không

có khả năng học tập để cải thiện hiệu quả cho quá trình hoạt động Điều này làmcho chatbot dựa trên quy tắc khó có thể mang lại trải nghiệm tương tác tích cực vớingười dùng trong các tình huống phức tạp và đòi hỏi tính linh hoạt cao

Cách thức hoạt động của chatbot dựa theo quy tắc như sau:

Bước 1: Phân tích yêu cầu của người dùng

Chatbot sẽ thu nhận thông tin mà người dùng nhập vào, chuyển hóa thànhngôn ngữ lập trình để hiểu nội dung Nếu không thể hiểu được câu hỏi, bot sẽ không

thể đưa ra câu trả lời chính xác Lúc này, bộ dữ liệu đã được thiết lập sẵn của bot sẽphân tích, tìm kiếm câu trả lời.

Bước 2: Trả về phản hồi chính xác

Ở đầu ra, chatbot gửi cho người dùng câu trả lời phù hợp theo nhu cầu của họ.Nếu không có dữ liệu, chatbot sẽ gửi phản hồi tiếp nhận và gửi câu hỏi cho nhânviên thật sự để giải quyết Ngoài ra, có một số loại bot còn có khả năng học hỏi,tương tác với nhiều ứng dụng phụ trợ khác

1.4.2.2 Chatbot dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI)

Chatbot dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) là loại chatbot được xây dựng để cóthể tự động học tập từ dữ liệu người dùng và cải thiện khả năng hoạt động Chúnghoạt động thông qua máy học hoặc một hệ thống mạng lưới thần kinh nhân tạo,giống như là bộ não của con người Điều này giúp cho Chatbot dựa trên máy họcnày có thể xử lý các yêu cầu phức tạp và có khả năng tương tác tốt với người dùng.Với khả năng học tập liên tục, nhận thức theo ngữ cảnh và tận dụng khả nănghiểu ngôn ngữ tự nhiên (NLU), NLP và mechine learning, chatbot dựa trên trí tuệnhân tạo có thể nâng cao khả năng phản hồi cũng như cải thiện trải nghiệm cho ngườidùng

Tuy nhiên, loại chatbot này sẽ cần nhiều dữ liệu học tập để có thể hoạt độngtốt cũng như yêu cầu về kỹ năng chuyên môn để thiết lập và vận hành cao Ngoài

ra, Chatbot dựa trên máy học còn có thể gặp các vấn đề lớn về độ tin cậy khi chưađược huấn luyện một cách đầy đủ hoặc không được cập nhật thường xuyên

1.4.3 Ứng dụng của Chatbot

Hình 1.5 Chatbot được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống, xã hội 1.4.3.1 Chatbot hỗ trợ khách hàng

Chatbot này được sử dụng để nhằm mục đích giải đáp các câu hỏi, yêu cầu hỗtrợ về sản phẩm hay trả lời các khiếu nại của khách hàng

Chatbot hỗ trợ khách hàng thường gặp trên các website, ứng dụng di động haycác kênh mạng xã hội của doanh nghiệp

1.4.3.3 Chatbot chăm sóc sức khỏe

Trong lĩnh vực dịch vụ chăm sóc sức khỏe, chatbot được ứng dụng để cungcấp các thông tin về sức khỏe cũng như hỗ trợ người dùng quản lý tình hình sứckhỏe của mình Chatbot không thể trực tiếp chữa bệnh như một bác sĩ thực thụ màbằng cách người dùng cung cấp thông tin về các loại bệnh lý, tư vấn dinh dưỡng,thuốc uống chatbot giúp người dùng xây dựng được một thói quen sống lành mạnh

và tích cực hơn Chatbot giúp bệnh nhân và khách hàng của các tổ chức chăm sóc

sức khỏe cập nhật, tìm hiểu thông tin hay đưa ra những lời khuyên bổ ích, hỗ trợ24/7, mang đến một trải nghiệm chăm sóc sức khỏe chu đáo, tận tình.

Với cách này, nó trở thành công cụ ứng dụng để tiết kiệm thời gian tư vấn chokhách hàng và người bệnh, để đội ngũ Y bác sĩ tập trung tư vấn chuyên sâu haychữa trị cho các bệnh nhân nặng hơn

1.4.3.4 Chatbot tiếp thị

Chatbot cũng được sử dụng nhằm mục đích quảng bá sản phẩm và dịch vụ củadoanh nghiệp bằng cách trao đổi với người dùng thông qua các nền tảng trò chuyệnhoặc kênh truyền thông xã hội của doanh nghiệp

Hình 1.6 Chatbot hỗ trợ người dùng trong việc hỗ trợ mua bán sản phẩm 1.4.3.5 Chatbot cho giáo dục và đào tạo

Chatbot được ứng dụng trong giáo dục và đào tạo bằng cách giúp cho ngườidùng nâng cao khả năng học tập và kiến thức trong cuộc sống Loại chatbot này cóthể cung cấp thông tin, tài liệu, giải đáp các câu hỏi về giáo dục, ngoại ngữ hoặc cácthuật ngữ chuyên ngành để người dùng dễ dàng tiếp cận kiến thức

1.4.3.6 Chatbot giải trí

Đây là loại chatbot được sử dụng để cung cấp các thông tin giải trí cho ngườidùng ví dụ như là phim ảnh, tin tức thể thao, nhạc, câu đố, trò chơi hay các chủ đềgiải trí khác

1.4.4 Tương tác với chatbot

1.4.4.1 Các phương thức người dùng tương tác với Chatbot

Tùy thuộc vào từng mục đích sử dụng thì người dùng có thể tương tác với chatbottheo các hình thức khác nhau như là văn bản, giọng nói, video hay là hình ảnh

Chatbot tương tác bằng tin nhắn: Chatbot tương tác với người dùng bằng tin

nhắn là loại chatbot được sử dụng nhiều nhất hiện nay và thường xuất hiện nhiềutrên các website, fanpage facebook

Chatbot sẽ tiếp nhận những tin nhắn từ người dùng sau đó gửi trả lại kết quảbằng tin nhắn theo nội dung đã được thiết lập từ trước Người sử dụng chatbot sẽcần phải thiết lập các kịch bản chatbot để tùy biến lại các câu trả lời sao cho phùhợp nhất

Hình 1.7 Chatbot tương tác với người dùng thông qua tin nhắn hoặc âm thanh Chatbot tương tác bằng âm thanh: Với những người dùng có thói quen sử

dụng các dòng điện thoại thông minh thế hệ mới hiện nay thì có thể thường xuyêngặp được loại chatbot này Đây là những trợ lý ảo được thiết kế riêng cho các thiết

bị di động, sàn thương mại điện tử với mục đích thực thi theo mong muốn củangười sử dụng Chatbot sẽ tiếp nhận thông tin qua ghi nhận giọng nói sau đó trựctiếp thực thi hành động theo các câu lệnh được thiết lập sẵn có Chatbot tương tácbằng âm thanh được xem như công cụ khá phổ biến và thuận tiện cho người dùnghiện nay, vì đa số người dùng sử dụng smartphone Nó chính là những trợ lý ảo chocác thiết bị di động, sàn thương mại điện tử, hoạt động thông qua ghi nhận giọngnói và trực tiếp chuyển sang các câu lệnh thực thi sẵn có Nó hoàn toàn có thể phântích câu nói, dự đoán và trả lời chính xác những gì bạn cần

Các loại hệ thống chatbot này phản hồi rất linh hoạt, thông minh khiến kháchhàng cảm thấy như đang thật sự trò chuyện cùng người thật Bên cạnh việc hỏi-đáp,chatbot này còn cung cấp nhiều tính năng như giúp bạn mở nhạc, mở phim, đặt báothức, đặt hàng,

1.4.4.2 Các phương thức Chatbot tương tác với người dùng

Chatbot tương tác với người dùng dựa theo hai phương thức cơ bản

Dựa theo quy tắc: Chatbot sẽ sử dụng các quy tắc, cấu trúc câu hoặc từ

khóa được thiết lập từ trước để xử lý yêu cầu từ phía người dùng Ví dụ như ngườidùng hỏi chatbot về một sản phẩm cụ thể nào đó thì chatbot sẽ trả lời thông tin củasản phẩm đó

Dựa theo máy học: Thay vì dựa theo một quy tắc cố định, chatbot có thể sử

dụng các thuật toán học máy để từ đó học tập dữ liệu của người dùng và cải thiệnkhả năng trả lời của mình Các chatbot này sẽ phân tích các mẫu, từ khóa hoặc cấutrúc của câu để tìm ra ý định tìm kiếm của người dùng và đưa ra phản hồi chính xácnhất

1.4.5 AI Chatbot

1.4.5.1 Các thành phần của hệ thống Chatbot

Hình 1.8 Cấu trúc các thành phần cơ bản hệ thống chatbot

Một chatbot có các thành phần cơ bản như sau:

NLU: có nhiệm vụ xác định được ý định câu hỏi của người dùng (intentclassification) và trích chọn thông tin (slots filter)

DM (Dialog Management - Quản lý hội thoại) có nhiệm vụ xác định đượchành động (action) tiếp theo dựa vào trạng thái hành động trước đó hoặc ngữ cảnhcủa cuộc hội thoại Các ngữ cảnh này phải được tham chiếu trong các kịch bản

(history) dựng sẵn được đào tạo cho Chatbot Thành phần này cũng chịu tráchnhiệm việc truy xuất dữ liệu từ hệ thống khác qua các lệnh gọi API trong action.NLG (Natural Language Generation – Sinh ngôn ngữ tự nhiên): là thành phầnsinh ngôn ngữ dựa vào chính sách (policy) và hành động được xác định trong DMthông qua các bộ hội thoại NLG có thể sinh ra câu trả lời dựa vào tập mẫu câu trảlời (pre-defined template) đã đào tạo cho bot

1.4.5.2 Kiến trúc thiết kế cho Rasa NLU

Hình 1.9 Kiến trúc thiết kế của Rasa NLU

Trong kiến trúc trên, Rasa framework có bốn thành phần quan trong là: Trìnhthông dịch (Interpretter), Trình theo dõi (Tracer), Chính sách (Policy), Hành động(Action)

Bất cứ khi nào một người nhập và gửi tin nhắn tới chatbot RASA, tin nhắn đó

sẽ được nhận và chuyển cho Interpretter Chính trình thông dịch này xác định mụcđích của thông điệp và trích xuất các thực thể ra khỏi nó

- Trình theo dõi (Tracer) có thể coi là bộ nhớ của chatbot, sẽ theo dõi trạngthái của cuộc trò chuyện giữa người dùng và bot Bao gồm các thông tin như: cácthông tin sự kiện, hành động, slot, v.v

- Policy trong kiến trúc theo dõi trạng thái hội thoại hiện tại và quyết định đâu

là hành động thích hợp của bot Hành động đã chọn sau đó cũng được theo dõi bởiTracer và sau đó được gửi đến người dùng dưới dạng phản hồi

1.5 CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHATBOT TRONG DẠY HỌC

+ Văn bản phác thảo các tình huống với các “khoảng trống” để cho người học

tự hoàn thành

+ Bản tóm tắt chi tiết về vai trò, vị trí vai trò và thái độ, nhiệm vụ, các mốiquan hệ và trách nhiệm của thầy và trò trong quá trình dạy-học

1.5.2 Chatbot trong dạy học

Chatbot được xây dựng từ các kịch bản dạy học bài học, chủ đề, môn học haykhóa học được gọi là chatbot dạy học

Chatbot dạy học có những tính năng sau:

- Thông tin chính xác

- Giao tiếp kịp thời

- Phục vụ đồng thời nhiều người học

- Tiếp cận cá nhân

1.5.3 Quy trình xây dựng kịch bản chatbot dạy học

Bước 1: Xác định cấu trúc của kịch bản

- Tìm hiểu các yêu cầu của bài học, nội dung cần thực hiện, nội dung và yêu cầu cần đạt của bài học

- Xác định các dữ liệu và nội dung cần thực hiện trong bài học, phân tích mối liên hệ giữa chúng.

- Phân tích các khả năng có thể xảy ra khi thực hiện khai thác thông tin

Bước 2: Xây dựng nội dung kịch bản

- Phần mở đầu

- Phần phát triển

- Phần kết thúc

Bước 3: Đưa kịch bản dạy học lên chatbot

- Nhập dữ liệu lên cho chatbot

Bước 4: Kiểm tra và dạy thử

- Tiến hành chạy thử các thông tin đã được thực hiện Nếu hệ thống đáp ứng

đủ các yêu cầu đặt ra thì đưa vào tiến hành dạy thử nghiệm Nếu hệ thống có lỗi thì cần rà soát lại tất cả các bước đã thực hiện, các dữ liệu đã nhập trước đó để xem lỗi

ở đâu để khắc phục

Bước 5: Đánh giá

- Đánh giá quá trình thực hiện của chatbot

- Đánh giá hiệu quả thực hiện của chatbot

Chương 2 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHATBOT HỖ TRỢ HỌC SINH HỌC TẬP Ở TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG, TỈNH

QUẢNG NGÃI

Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đang thực hiện năm thứ 2 đối với cấpTHPT, nhiều điểm mới và thay đổi so với chương trình cũ, đòi hỏi cả giáo viên vàhọc sinh phải tích cực, chủ động lĩnh hội các nội dung và kiến thức mới Có nhiềuphương pháp dạy học tích cực cho học sinh, được nhiều nhà sư phạm chú ý, songtrong thời đại công nghệ số, nội dung kiến thức lớn, với thời lượng có hạn, lớp họcđông, học sinh có sự phân hoá nhiều đối tượng khác nhau, … giáo viên khó có thểđạt được hết những kỳ vọng mình đặt ra Với Hệ thống chatbot có thể giúp việc dạyhọc của giáo viên và học sinh đạt hiệu quả cao hơn Chương 2 chỉ ra thực trạng củaviệc dạy học nhóm trường THPT, tìm hiểu một số khái niệm cở bản và kỹ thuật dạyhọc hoạt động ứng dụng chatbot của người GV và sử dụng Chatbot của HS

2.1 THỰC TRẠNG DẠY HỌC HIỆN NAY Ở TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG, TỈNH QUẢNG NGÃI

2.1.1 Thực trạng việc dạy

Phương pháp dạy học tích hợp công nghệ nói riêng và phương pháp dạy họctích cực nói chung là những phương pháp dạy học được Bộ Giáo dục và đào tạo đềxuất trong thực hiện giảng dạy, được Đảng và Nhà nước hết sức quan tâm và chỉđạo trong giai đoạn hiện nay Nhất là sau đại dịch Covid 19 Tuy nhiên, việc dạytích hợp công nghệ hiện nay vẫn chưa được phổ biến rộng rãi và áp dụng thườngxuyên Một điều tra về mức độ áp dụng phương pháp dạy học [1] này của giáo viên ởcác trường THPT Phạm Văn Đồng được thể hiện thông qua bảng sau:

1 Phụ lục 1: Thống kê từ phiếu khảo sát 1 – Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụngCNTT trong hoạt động dạy và học của CBQL và Giáo viên (10 tiêu chí; 03 CBQL và 40giáo viên)

Bảng 2.1: Thống kê mức độ áp dụng phương pháp dạy học của giáo viên

Câu trả lời Câu hỏi

Ghi chú

Từ bảng thống kê có thể thấy, đa số CBQL và GV đều thực sự cho rằng việcứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học là rất càn thiết và đa số có áp dụngtrong dạy học, mức độ áp dụng tuy không đồng đều theo môn học và giai đoạn,xong, giáo viên đã và đang nỗ lực học hỏi thêm các phương pháp mới để ứng dụngdạy học tốt nhất

Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10 0%

Biểu đồ 2.1: Điều tra và khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT trong hoạt động dạy

và học của CBQL và Giáo viên

Thông qua biểu đồ và bảng số liệu cũng cho thấy:

- Giáo viên đã áp dụng dạy học tích hợp các công nghệ trong quá trình dạy học

và đều nhận thấy các em học sinh thích thú đối với tiết học, tiết học sôi nổi hơn, vàviệc tiếp thu bài học của học sinh cũng cao hơn, hiệu quả học tập cao hơn

- Đa số các thầy cô giáo đều cho rằng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay

là rất cần thiết Giáo viên cũng đã áp dụng khá thành công nhiều phương pháp dạyhọc tích cực do đề xuất của Bộ Giáo dục và đào tạo, được học và nghiên cứu cácchuyên đề dạy học theo phương pháp đổi mới, có đầu tư thời gian nghiên cứu vàvận dụng

Giáo viên đã bước đầu áp dụng các phương pháp dạy học theo quan điểm đổimới trong các tiết dạy, có sự chuẩn bị về giáo án, tài liệu, phương tiện dạy học và sựđầu tư trong các tiết dạy cụ thể Giáo viên cũng chỉ ra được một số thuận lợi dophương pháp dạy học này mang lại: học sinh tự làm việc với nhau nên dễ dàng cóhứng thú với môn học hơn so với cách truyền đạt một chiều của giáo viên, có sựcạnh tranh thi đua giữa các nhóm, hình thành nên tinh thần đoàn kết và khăng khíttình cảm của học sinh trong tập thể…

Tuy nhiên, việc áp dụng chưa được thường xuyên vì còn phụ thuộc nhiều vàonội dung cần đạt của bài học, mục tiêu bài học, điều kiện giảng dạy ở mỗi lớp (đặcđiểm tâm lí, sức học, hứng thú học tập và đặc điểm tình hình lớp), điều kiện cơ sởvật chất của nhà trường THPT còn nhiều thiếu thốn

Về bản chất, các giờ học đó vẫn dạy theo kiểu thầy truyền đạt, trò tiếp nhận.Cách dạy đó chưa phản ánh được những đặc thù trong dạy học tích cực

Việc áp dụng các công cụ tích hợp chưa được thường xuyên, giáo viên còngặp khá nhiều khó khăn khi tham gia tổ chức các hoạt động nhóm, các hoạt động có

sử dụng CNTT, giáo viên và học sinh đều cảm thấy khó hoà nhập vào việc thựchiện, các hoạt động có nhóm lớn, việc phân chia nhiệm vụ còn sơ sài và bố trí làmviệc cá nhân chưa được tốt, vai trò của thiết bị dạy học hỗ trợ chưa rõ nét, tính tíchcực đưa ra lời phản hồi cho các ý kiến còn chậm, thời gian không đảm bảo, các emcòn có thái độ “ỷ lại” vào các thành viên giỏi hơn trong lớp vẫn còn, các em họcsinh ở các góc cuối lớp vẫn còn thụ động trong hoạt động và còn tình trạng “đốiphó” với giáo viên; việc hoạt động của các em hay gây mất trật tự, nhất là các hoạtđộng nhóm từ 5 em học sinh trở lên; sự phối hợp các thành viên chưa chuẩn xác lắm

vì các em vẫn còn thiếu kỹ năng mềm và chưa nhận thức được tầm quan trọng doứng dụng CNTT trong học tập đem lại; cơ sở vật chất của trường học hiện nay chưađáp ứng được cho việc dạy học, nhất là việc dạy học ứng dụng công nghệ thông tin(bảng nhóm, máy chiếu projecter, máy chiếu Overhead, mạng Internet…); thời gianmột tiết học ở THPT là 45 phút nên việc phân bố cho các hoạt động thường gây mấtthời gian (do các nguyên nhân trên) và công tác tổ chức thành lập nội dung hoạt