ỨNG DỤNG CHATGPT TRONG DẠY VÀ HỌC SINH HỌC: MỘT CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỰ HỌC MÔN SINH HỌC

Mai Nhật Khôi^1*

¹Trường Trung học phổ thông FPT Cần Thơ

(Email: KhoiMNFCT30648@gmail.com)

Tóm tắt

 Trong những năm gần đây, Trí tuệ nhân tạo (AI) có sức ảnh hưởng to lớn ở nhiều lĩnh vực. Đặc biệt là giáo dục, các công cụ AI mang đến nhiều lợi ích trong việc dạy và học như học máy, học sâu, chatbot,… Nghiên cứu này đề xuất một thiết kế hộp thoại chatbot trên nền tảng ChatGPT truy xuất thông tin từ tài liệu Sinh học Campbell để hỗ trợ việc tìm kiếm thông tin liên quan đến Sinh học trong bối cảnh Giáo dục 4.0. Nghiên cứu cũng đưa ra thảo luận về các kết quả ban đầu và thách thức của việc sử dụng ChatGPT trong hoạt động dạy và học môn Sinh học.

Từ khoá: Trí tuệ nhân tạo (AI), Chatbot ChatGPT, Sinh học, Giáo dục 4.0.

Abstract 

In recent years, Artificial Intelligence (AI) has had a significant impact across many fields. Particularly in education, AI tools bring numerous benefits to teaching and learning, such as Machine Learning, Deep Learning, chatbots, etc. This study proposes a chatbot design based on the ChatGPT platform to support information retrieval from Campbell’s Biology textbook, aiding biology-related searches in the context of Education 4.0. The research also discusses initial results and challenges in using ChatGPT in teaching and learning Biology.

Keywords: Artificial Intelligence (AI), Chatbot ChatGPT, Biology, Education 4.0.

1. GIỚI THIỆU

1.1. Khái quát về AI và AI trong giáo dục

Trí tuệ nhân tạo (AI) là một lĩnh vực nghiên cứu trong ngành khoa học máy tính. Trí tuệ nhân tạo liên quan đến việc phát triển các hệ thống máy tính có khả năng tham gia vào các quá trình tư duy giống con người như học tập, lập luận, và tự sửa lỗi. [1]

Mặc dù được liên tục cải tiến, việc áp dụng trí tuệ nhân tạo trong Giáo dục vẫn gặp nhiều trở ngại không hề nhỏ. Trong nỗ lực giải quyết các thách thức này, nhiều hướng nghiên cứu đã xuất hiện như học máy, học sâu và đặc biệt là chatbot, một hệ thống tương tác tự động giữa con người và AI trên nền tảng mạng internet. [2]

Hiện nay, các nền tảng chatbot tích hợp AI khai thác lượng lớn dữ liệu kỹ thuật số có sẵn và công khai để phân tích và tạo ra văn bản tự nhiên như con người. Chúng có khả năng xử lý đa ngôn ngữ, sáng tạo nội dung ở nhiều lĩnh vực khác nhau và thường tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu từ người dùng (đảm bảo tuân theo các nguyên tắc an toàn) [1]. Những nền tảng chatbot AI phổ biến hiện nay là ChatGPT, Gemini, Copilot,… với nhiều ứng dụng như soạn thảo văn bản, tra cứu thông tin, tạo hình ảnh theo yêu cầu và nhiều ứng dụng khác.

1.2. ChatGPT

Theo Sakib (2023): “ChatGPT là một mô hình ngôn ngữ hội thoại được phát triển bởi OpenAI. Nó thuộc về nhóm mô hình GPT (Generative Pretrained Transformer), dựa trên kiến trúc Transformer và được đào tạo trên một lượng lớn dữ liệu văn bản để tạo ra văn bản giống như con người. ChatGPT được thiết kế để tạo ra văn bản phản hồi lại một yêu cầu đầu vào, khiến nó rất phù hợp cho các ứng dụng hội thoại như chatbot, đại lý dịch vụ khách hàng và trợ lý ảo. Mô hình đã được đào tạo trên một loạt dữ liệu hội thoại đa dạng, bao gồm các trang web, sách và mạng xã hội, cho phép nó tạo ra văn bản có tính liên kết, phù hợp với ngữ cảnh và thường giống với văn bản do con người sản xuất.” [3]

Ngoài ra, mô hình ChatGPT còn hỗ trợ các tính năng giúp người dùng có thể xây dựng “các GPT” cho riêng mình, với các chức năng và cách hoạt động khác nhau, những GPT này có thể phục vụ mục đích sử dụng cá nhân hoặc chia sẻ cho nhiều người khác cùng sử dụng.

1.3. ChatGPT trong việc hỗ trợ tìm kiếm thông tin Sinh học

Hiện nay trong bối cảnh thời đại 4.0, xuất hiện rất nhiều nguồn thông tin khác nhau nói về các khía cạnh trong Sinh học. Việc tìm kiếm thông tin trên internet cần có thêm bước kiểm chứng từ phía người dùng để đảm bảo tính chính xác của thông tin, bước này yêu cầu một lượng kiến thức chuyên môn nhất định để thực hiện. Ngoài tìm kiếm trên internet, chúng ta cũng có thể tìm kiếm thông tin trong các tài liệu tổng hợp như sách Sinh học Campbell, một “bách khoa toàn thư” về sinh học. Nhưng phương pháp này tiêu tốn nhiều thời gian và yêu cầu người thực hiện phải có một số kỹ năng tra cứu nhất định.

ChatGPT có khả năng nhận nguồn tài liệu và hỗ trợ tra cứu tài liệu để trích xuất các thông tin cần thiết. Vì vậy, ChatGPT là một giải pháp để giải quyết vấn đề tra cứu thông tin của người dùng.

2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Vật liệu

Trang web được sử dụng trong nghiên cứu là chatgpt.com. Trang web là nền tảng chính thức của ChatGPT, một chatbot AI do OpenAI phát triển. Tại đây, người dùng có thể tương tác với ChatGPT để nhận câu trả lời, tìm cảm hứng và tăng cường hiệu suất làm việc. Giao diện thân thiện cho phép người dùng dễ dàng nhập câu hỏi và nhận phản hồi nhanh chóng. Ngoài ra, trang web cung cấp thông tin về các tính năng mới, hướng dẫn sử dụng và liên kết đến các ứng dụng di động của ChatGPT.

Cuốn sách “Biology” của Campbell – tài liệu giáo khoa tiêu biểu về sinh học, cung cấp kiến thức toàn diện từ cấp độ phân tử đến hệ sinh thái. Bằng cách kết hợp lý thuyết và ứng dụng thực tiễn, sách giúp người đọc hiểu sâu các nguyên lý và khái niệm sinh học, trở thành tài liệu hỗ trợ của nhiều nghiên cứu khoa học và ấn phẩm khoa học.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành theo các bước:

• Bước 1: “Xây dựng ngân hàng tài liệu”. Nghiên cứu đã tổng hợp bản PDF của sách Campbell Biology, 12th eddition từ trang web chemistrydocs.com. Đây là tái bản mới nhất của sách Sinh học Campbell.
• Bước 2: “Thiết kế chatbot ChatGPT” gồm 3 bước phụ như sau:

Sơ đồ 1. Quy trình thiết kế Chatbot GPT hỗ trợ tra cứu thông tin

Bước 2.1: “Lên ý tưởng”. Nghiên cứu liệt kê các thông tin chung của GPT, các chức năng cần thiết và quy trình hoạt động của GPT. Chatbot được đặt tên là Gennie, lấy cảm hứng từ thuật ngữ “Gene” trong Sinh học. Gennie có chức năng tra cứu các thông tin trong sách Sinh học Campbell và cung cấp các giải thích cho người dùng.

Bước 2.2: “Thiết kế quy trình hoạt động của Gennie”. Gennie sẽ đưa ra lời chào và giới thiệu ngắn bằng tiếng Anh, sau đó sẽ yêu cầu người dùng chọn ra ngôn ngữ chính cho cuộc trò chuyện. Tiếp theo Gennie sẽ nhận câu hỏi hoặc yêu cầu từ người dùng và thực hiện.

Bước 2.3: “Tạo và thiết kế cấu hình của GPT”. Tạo một GPT trên trang chủ, thiết kế cấu hình GPT (bao gồm cách tra cứu thông tin, câu chào, lời giới thiệu, phong cách trò chuyện,…), kết hợp nguồn tài liệu đã chuẩn bị. Thao tác tạo một GPT khá đơn giản, GPT được tạo ra cho phép tất cả người dùng sử dụng miễn phí.

Hình 1. Ảnh chụp màn hình thiết kế cấu hình GPT Gennie

• Bước 3: “Chạy thử”. Nghiên cứu sẽ kiểm tra phong cách trò chuyện và cách Gennie chào hỏi người dùng. Tiếp theo, dựa vào các phản hồi từ Gennie, nghiên cứu sẽ chỉnh sửa lại các hướng dẫn sao cho hợp lý nhất, đồng thời kiểm tra lại các tệp kiến thức đã cung cấp nếu Gennie đưa thiếu thông tin hoặc thông tin chưa được chính xác.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Người dùng có thể truy cập chatbot Gennie thông qua đường link: https://chatgpt.com/g/g-OfbrfqRfT-gennie

Hình 2. Giao diện mở đầu của chatbot Gennie

Sau khi truy cập, người dùng có thể sử dụng Gennie theo các tiến trình sau:

• Chào hỏi:

Khi bắt đầu, Gennie sẽ đưa ra một lời chào và hỏi người dùng muốn sử dụng Tiếng Việt hay Tiếng Anh. Nhiệm vụ của người dùng trong phần này là đưa ra các câu trả lời ngắn đơn giản.

Hình 3. Phần chào hỏi của Gennie

• Hỗ trợ tra cứu thông tin:

Sau khi hoàn thành phần chào hỏi, người dùng lúc này có thể đưa ra các câu hỏi cho Gennie. Gennie được thiết kế để không chỉ trả lời trực tiếp, mà còn đưa ra các giải thích chi tiết về những cơ chế đằng sau hay các thông tin chung khác.

Hình 4. Câu trả lời chi tiết của Gennie

Tuy nhiên, Gennie đôi lúc có thể cung cấp các thông tin chưa đủ chi tiết, vì GPT này vẫn tập trung vào trả lời câu hỏi chính của người dùng. Chúng ta có thể giải quyết việc này bằng cách đặt các câu hỏi mang tính khai thác như: “Chi tiết của quá trình/hiện tượng này là gì?”, “Hãy cho tôi thêm thông tin về điều này.”, qua đó Gennie sẽ đưa ra thêm nhiều thông tin cần thiết hơn.

4. KẾT LUẬN

Nghiên cứu này đã cung cấp một phương pháp tra cứu thông tin từ sách Sinh học Campbell bằng GPT Gennie. Qua đó giải quyết các khó khăn trong quá trình tìm kiếm thông tin trong lĩnh vực Sinh học. Kết quả nghiên cứu này có thể được xem là nguồn tham khảo để các học sinh, sinh viên và giáo viên có thể tìm hiểu và vận dụng trong công tác học tập và giảng dạy. Hơn nữa, những người có nhu cầu có thể tham khảo các bước để tạo một GPT trong nghiên cứu này để tiếp tục tạo ra nhiều GPT với nhiều chức năng hữu dụng khác, không chỉ trong giáo dục mà còn trong nhiều lĩnh vực khác nữa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] S. A. M. Aldosari, ‘The future of higher education in the light of artificial intelligence transformations’,International Journal of Higher Education, vol. 9, no. 3, 2020.

[2] Hưng, T. V., & Hạnh, Đ. T. M. (2021). Artificial intelligence in education: opportunities and challenges to the future of instructing and studying at university. Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, 38-42.

[3] Sakib, M. S. I. (2023). What is ChatGPT. ResearchGate.