Thiết kế prompt sư phạm cho AI dựa trên tư duy giải quyết vấn đề có cấu trúc, nhằm phát triển tư duy sáng tạo trong dạy học - Một nghiên cứu bán thực nghiệm

Abstract

This study proposes and evaluates a pedagogical prompt design framework grounded in structured problem-solving to foster creative thinking and enhance learners' cognitive engagement in learning with generative artificial intelligence (AI). The novelty of this research lies in translating the principles of creative problem-solving theory into pedagogically grounded prompt design principles, guiding learners to interact with AI as a thinking partner rather than merely as an answer generator. The study employed a quasi-experimental pre-test–post-test design combined with design-based research (DBR), conducted with a sample of 40 third-year students (N = 40) enrolled in the course Theory and Methods of Teaching Informatics over five sessions (20 periods). Data were collected from learning artifacts, questionnaires, and semi-structured interviews. Results indicate that the use of structured prompts enhances depth of thinking, strengthens cognitive engagement, and encourages learners to actively analyze, evaluate, and self-regulate during their interactions with AI. The findings affirm the role of pedagogical prompts as a form of cognitive scaffolding and suggest a novel approach to designing AI-integrated teaching and learning activities and to developing AI competency in education.

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm đề xuất và đánh giá một khung thiết kế prompt sư phạm dựa trên tư duy giải quyết vấn đề có cấu trúc nhằm phát triển tư duy sáng tạo và nâng cao mức độ tham gia nhận thức của người học khi học tập với trí tuệ nhân tạo tạo sinh. Điểm mới của nghiên cứu là chuyển hóa các nguyên lý của lý thuyết giải quyết vấn đề sáng tạo thành các nguyên tắc thiết kế prompt có cơ sở sư phạm, định hướng người học tương tác với trí tuệ nhân tạo như một đối tác hỗ trợ tư duy thay vì chỉ tạo ra câu trả lời. Nghiên cứu được thực hiện theo thiết kế bán thực nghiệm đo trước–đo sau, triển khai trên mẫu gồm 40 sinh viên năm ba (N = 40) học phần Lý luận và phương pháp dạy học Tin học qua 5 buổi học (20 tiết), kết hợp với phương pháp nghiên cứu dựa trên thiết kế; dữ liệu được thu thập từ sản phẩm học tập, bảng hỏi và phỏng vấn bán cấu trúc. Kết quả cho thấy việc sử dụng prompt có cấu trúc giúp nâng cao chiều sâu tư duy, tăng cường sự tham gia nhận thức và khuyến khích người học chủ động phân tích, đánh giá và tự điều chỉnh trong quá trình tương tác với trí tuệ nhân tạo. Các phát hiện khẳng định vai trò của prompt sư phạm như một dạng giàn giáo nhận thức, đồng thời gợi mở một hướng tiếp cận mới trong thiết kế hoạt động dạy học tích hợp trí tuệ nhân tạo và đào tạo năng lực sử dụng trí tuệ nhân tạo trong giáo dục.