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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN - - 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 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN - - 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 ĐÀ NẴNG – 2024 i 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 tỉnh Quảng Ngãi học tập” Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến giảng viên hướng dẫn PGS.T.S Nguyễn Gia Như đã tận tình hướng dẫn, góp ý và động viên tôi trong suốt 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 học máy tính nói riêng, trường Đại học Duy Tân nói chung đã truyền đạt cho em những bài học quy báu để tôi có thể áp dụng vào đề tài và đã tạo mọi điều kiện tốt nhất và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và học sinh thuộc các trường THPT trên địa bàn huyện Mộ Đức, các thầy cô giáo và học sinh trường THPT Phạm Văn Đồng 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 tôi tham 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 mọi điều 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 và giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này tốt nhất 2024 Đà Nẵng, ngày tháng năm Người thực hiện Hồ Thị Băng Nhân ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp “Nghiên cứu phát triển chatbot hỗ trợ học sinh trương THPT Phạm Văn Đồng tỉnh Quảng Ngãi học tập” là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở lý thuyết, phân tích khảo sát thực nghiệm dưới sự hướng dẫn của PGS.T.S Nguyễn Gia Như thuộc trường Khoa học máy tính, trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng Các số liệu và những kết quả trong khoá luận là trung thực Trong khoá luận của tôi có sử dụng một 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 iii 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 iv 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 v 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) vi AI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DM GV Artificial intelligence – Trí tuệ nhân tạo HS Dialog Management – Quản lý hội thoại NLG Giáo viên NLP Học sinh PP Natural Language Generation – Sinh ngôn ngữ tự nhiên SBT Natural Language Processing – Xử lý ngôn ngữ tự nhiên SGK Phương pháp SGV Sách bài tập THPT Sách giáo khoa TTC Sách giáo viên Trung học phổ thông 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 vii Bảng 3.1 Kết quả đánh giá thông qua điểm số của giáo viên đối với các tiết dạy học bằng phương pháp hoạt động có sử dụng chatbot 64 Bảng 3.2 Thống kê điểm thi giữa học kì 1, năm học 2023-2024 của các lớp thực nghiệm và đối chứng .65