Đồ án tốt nghiệp ứng dụng học ngoại ngữ có tích hợp chatbot ai

Đồ án tốt nghiệp ứng dụng học ngoại ngữ kết hợp chatbot AI, giúp cải thiện khả năng giao tiếp và học tập hiệu quả trong môi trường số.

• Tác giả: Dinh Cong Tuan
• Người hướng dẫn: TS. Le Duc Thuan
• Trường học: Học viện Kỹ thuật Mật mã
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Đồ án tốt nghiệp ứng dụng học ngoại ngữ có tích hợp Chatbot AI
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Đồ án Tốt nghiệp Ứng dụng Học Ngoại ngữ tích hợp Chatbot AI

Đồ án tốt nghiệp ứng dụng học ngoại ngữ tích hợp chatbot AI là một dự án tiên tiến kết hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo với giáo dục ngôn ngữ hiện đại. Được phát triển tại Học viện Kỹ thuật mật mã, đồ án này nhằm cung cấp một nền tảng học tập toàn diện cho sinh viên ngành Công nghệ thông tin. Ứng dụng tích hợp chatbot AI giúp người dùng có thể tương tác tự nhiên, nhận được phản hồi ngay lập tức và cải thiện kỹ năng ngoại ngữ một cách hiệu quả. Dự án này không chỉ áp dụng các công nghệ hiện đại như Google Dialogflow và Google AI Studio mà còn tạo ra một hệ thống quản lý khóa học đầy đủ, bao gồm thanh toán trực tuyến, quản lý giáo viên và theo dõi tiến độ học tập.

1.1. Mục tiêu của Đồ án Tốt nghiệp

Mục tiêu chính của đồ án tốt nghiệp là xây dựng một nền tảng học ngoại ngữ tích hợp công nghệ chatbot AI hiện đại. Ứng dụng này cung cấp các tính năng như tạo khóa học, quản lý học viên, hỗ trợ tìm kiếm qua chatbot, và cho phép người dùng thuê giáo viên trực tuyến. Ngoài ra, dự án còn tập trung vào việc phát triển hệ thống thanh toán an toàn, cơ sở dữ liệu mạnh mẽ và giao diện người dùng thân thiện trên nền tảng di động.

1.2. Ý nghĩa Thực tiễn

Trong bối cảnh giáo dục số hóa, ứng dụng học ngoại ngữ tích hợp chatbot AI mang ý nghĩa thực tiễn vô cùng quan trọng. Nó giải quyết nhu cầu cấp thiết về các công cụ học tập hiện đại, cho phép người học tiếp cận giáo dục chất lượng cao mà không bị giới hạn về thời gian và địa điểm. Chatbot AI cung cấp hỗ trợ 24/7, giúp tăng cường trải nghiệm học tập và kết nối sinh viên với các giáo viên chuyên nghiệp trên toàn quốc.

II. Kiến trúc Hệ thống và Công nghệ Sử dụng

Kiến trúc hệ thống của đồ án được thiết kế theo mô hình ba tầng, bao gồm Front-End, Back-End và các dịch vụ API tích hợp. Phía Front-End sử dụng công nghệ di động hiện đại để tạo giao diện người dùng trực quan. Back-End được xây dựng với các framework mạnh mẽ để xử lý logic nghiệp vụ phức tạp. Đặc biệt, chatbot AI được tích hợp qua Google Dialogflow và Google AI Studio, cho phép ứng dụng hiểu và phản hồi các truy vấn tự nhiên từ người dùng. Ngoài ra, Assembly AI được sử dụng để xử lý nhập giọng nói, giúp cải thiện khả năng tương tác của chatbot. Cơ sở dữ liệu SQL đảm bảo lưu trữ an toàn và truy xuất dữ liệu hiệu quả.

2.1. Front End và Giao diện Người dùng

Giao diện người dùng được phát triển trên nền tảng di động, cung cấp trải nghiệm mượt mà và dễ sử dụng. Giao diện bao gồm các chức năng đăng nhập/đăng ký, nạp tiền, tìm kiếm khóa học, làm bài tập và tương tác với chatbot AI. Thiết kế tập trung vào tính khoa học và tiện dụng, đảm bảo mọi nhóm người dùng đều có thể sử dụng một cách dễ dàng.

2.2. Back End Database và Chatbot AI

Back-End xử lý toàn bộ logic ứng dụng, từ quản lý tài khoản đến xử lý giao dịch thanh toán. Cơ sở dữ liệu SQL lưu trữ thông tin người dùng, khóa học, bài tập và lịch sử học tập. Chatbot AI được tích hợp Google Dialogflow để nhận dạng ý định người dùng và cung cấp thông tin về khóa học một cách thông minh và tự động hóa.

III. Các Chức năng Chính của Ứng dụng

Ứng dụng học ngoại ngữ tích hợp chatbot AI cung cấp nhiều chức năng toàn diện để hỗ trợ quá trình học tập. Chức năng Đăng nhập/Đăng ký cho phép người dùng tạo tài khoản cá nhân một cách an toàn. Hệ thống nạp tiền được tích hợp với các cổng thanh toán uy tín, giúp người dùng dễ dàng mua khóa học. Tìm kiếm khóa học hỗ trợ cả tìm kiếm trực tiếp và thông qua chatbot AI, giúp sinh viên nhanh chóng tìm đúng khóa học mình cần. Chức năng làm bài tập và xem lịch sử làm bài giúp theo dõi tiến độ học tập. Ngoài ra, ứng dụng cung cấp chức năng thuê giáo viên với khả năng video call trực tiếp, tạo cơ hội tương tác giữa học viên và giáo viên. Quản lý khóa học cho phép giáo viên tạo bài giảng, chủ đề và câu hỏi theo cách tổ chức.

3.1. Chức năng Học tập và Tương tác Chatbot

Chức năng học tập cho phép sinh viên truy cập các khóa học, hoàn thành bài tập và nhận phản hồi ngay lập tức. Chatbot AI tích hợp giúp người dùng tìm kiếm thông tin khóa học, trả lời câu hỏi thường gặp và hỗ trợ việc học ngoại ngữ thông qua các cuộc hội thoại tự nhiên. Nhập giọng nói qua Assembly AI cho phép người dùng tương tác bằng giọng nói, cải thiện kỹ năng phát âm.

3.2. Quản lý và Thanh toán

Hệ thống quản lý cho phép giáo viên tạo và quản lý khóa học, chủ đề, câu hỏi. Quản lý thanh toán bao gồm nạp tiền, chuyển tiền giữa người dùng, và rút tiền. Hệ thống cung cấp đầy đủ lịch sử giao dịch và báo cáo chi tiết cho từng người dùng.

IV. Kết quả và Triển khai Ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành thành công các giai đoạn phân tích, thiết kế, và xây dựng ứng dụng. Kết quả thực nghiệm cho thấy các chức năng chính đã hoạt động ổn định và đạt các yêu cầu dự kiến. Ứng dụng di động được triển khai trên nền tảng Android/iOS, hỗ trợ các tính năng đầy đủ từ đăng nhập đến tương tác chatbot AI. Giao diện người dùng nhận được phản hồi tích cực về tính trực quan và dễ sử dụng. Chatbot AI có khả năng nhận dạng và xử lý các truy vấn về khóa học với độ chính xác cao, giúp cải thiện trải nghiệm người dùng. Hệ thống thanh toán hoạt động an toàn và tin cậy. Tuy nhiên, dự án vẫn có những hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tiễn, cần tiếp tục hoàn thiện và nâng cấp trong tương lai.

4.1. Kết quả Triển khai

Ứng dụng đã được triển khai thành công với tất cả chức năng chính hoạt động ổn định. Chatbot AI có khả năng tương tác tự nhiên, hiểu được ý định người dùng và cung cấp thông tin chính xác. Hệ thống thanh toán bảo mật và xử lý giao dịch nhanh chóng. Giao diện di động thân thiện, tối ưu hóa cho cả smartphone và tablet. Người dùng có thể dễ dàng sử dụng tất cả tính năng từ tìm kiếm khóa học, mua khóa học, học tập đến tương tác với chatbot.

4.2. Hướng Phát triển Tương lai

Để nâng cao chất lượng ứng dụng học ngoại ngữ tích hợp chatbot AI, cần tiếp tục cải thiện độ chính xác của chatbot AI, tích hợp thêm các công nghệ nhận dạng tiếng nói cao cấp hơn, và mở rộng thư viện khóa học. Ngoài ra, nên phát triển thêm tính năng gamification để tăng sự tương tác và hứng thú của người dùng, cũng như tích hợp AI cá nhân hóa để đưa ra gợi ý khóa học phù hợp với từng người học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Khảo sát một vài ứng dụng có chức năng tương tự 1. Duolingo Duolingo là một trong những ứng dụng học ngôn ngữ phổ biến nhất trên thế giới, với hơn 500 triệu lượt tải xuống. Ứng dụng này nổi bật nhờ cách tiếp cận học tập trực quan, đơn giản và mang tính tương tác cao, phù hợp với mọi đối tượng người học. Các bài học trong Duolingo được thiết kế ngắn gọn, kết hợp nhiều dạng bài tập, giúp người học dễ dàng tiếp cận và ghi nhớ kiến thức.

Chức năng nổi bật: + Học qua các bài tập trắc nghiệm, điền từ, nghe – nói – đọc – viết. + Theo dõi tiến độ học tập. + Cơ chế game hóa các bài tập giúp tạo động lực học. + Có chatbot đơn giản để luyện hội thoại.

− Ưu điểm: + Giao diện thân thiện, dễ sử dụng. + Học theo lộ trình rõ ràng. + Có thể học mọi lúc, mọi nơi. − Hạn chế: + Nội dung có giới hạn, không sâu cho người học nâng cao.

+ Không có tính năng gọi video với giáo viên. + Chatbot còn khá cơ bản, thiếu tự nhiên trong hội thoại. ELSA Speak ELSA Speak là một ứng dụng học tiếng Anh chuyên về phát âm, nổi bật nhờ việc tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) hiện đại. Tên gọi ELSA là viết tắt của English Language Speech Assistant – trợ lý phát âm tiếng Anh, và ứng dụng này được thiết kế với mục tiêu giúp người học cải thiện khả năng phát âm một cách chính xác và tự nhiên như người bản xứ.

- Chức năng nổi bật: + Phân tích phát âm bằng công nghệ AI. + Lộ trình học phát âm theo chuẩn tiếng Anh – Mỹ. + Đánh giá và hướng dẫn sửa lỗi phát âm cụ thể. - Ưu điểm: + Rất mạnh về phát âm và luyện nói.

+ Có phản hồi chi tiết, hỗ trợ cải thiện giọng nói. - Hạn chế: + Không có bài học ngữ pháp hay từ vựng toàn diện. + Không tích hợp tính năng gọi video với giáo viên. HelloTalk HelloTalk là một mạng xã hội học ngôn ngữ độc đáo, cho phép người học trên toàn thế giới kết nối trực tiếp với người bản ngữ để thực hành và trao đổi ngôn ngữ theo hình thức tương tác hai chiều.

Thay vì học thông qua các bài giảng truyền thống, HelloTalk tạo ra một cộng đồng năng động nơi mỗi người dùng có thể vừa là học viên vừa là “giáo viên”, hỗ trợ lẫn nhau trong quá trình học tập. - Chức năng nổi bật: + Kết bạn và trò chuyện bằng tiếng Anh. + Tích hợp AI chatbot để luyện nói. + Hỗ trợ dịch, chỉnh sửa câu văn.

- Ưu điểm: + Có tính cộng đồng cao. + Chatbot hỗ trợ luyện nói tự nhiên hơn Duolingo. - Hạn chế: + Không có giáo viên chuyên môn hướng dẫn trực tiếp. + Không có video call học 1-1 chính thức.2 Yêu cầu của hệ thống 1.1 Yêu cầu giao diện Giao diện của hệ thống được thiết kế đơn giản, trực quan và dễ sử dụng, với màu sắc hài hòa, phù hợp với mục đích học tập.

Phông chữ rõ ràng, dễ đọc, kết hợp với các nút và biểu tượng dễ nhận biết, giúp người dùng thao tác thuận tiện. Giao diện được tối ưu hóa để hiển thị tốt trên nhiều thiết bị như điện thoại, máy tính bảng, mang lại trải nghiệm nhất quán giữa các màn hình. Ngoài ra, hệ thống hỗ trợ điều hướng linh hoạt giữa các chức năng chính, đảm bảo phản hồi nhanh khi người dùng thao tác. Các thông báo lỗi và xác nhận được hiển thị rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng nhận biết và xử lý.

Màn hình học bài được thiết kế sinh động, trực quan, thể hiện rõ tiến độ học tập và thành tích đạt được, đồng thời hạn chế các đoạn văn bản dài, ưu tiên các yếu tố tương tác trực tiếp để tăng sự hứng thú khi học.2 Yêu cầu chức năng Hệ thống phải có những chức năng sau: - Đăng nhập, đăng ký - Nạp tiền thông qua ví Momo, chuyển tiền, truy xuất lịch sử giao dịch - Đăng ký để trở thành giáo viên (Bước này cần phải xác thực căn cước công dân, sử dụng FPT AI) - Đối với giáo viên có thể gửi yêu cầu rút tiền 4 - Khóa học: + Mua các khóa học + Các khóa học sẽ có các chủ đề, câu hỏi đa dạng về kiến thức, hình thức để người dùng luyện tập được các kỹ năng: Nói, đọc và mở rộng vốn từ vựng + Sử dụng chatbot để hỗ trợ tìm khóa học - Thuê giáo viên để học thông qua hình thức Video Call giúp tăng hiệu quả học tập - Người quản trị có thể quản lý các tài khoản và khóa học có trong hệ thống, xử lý các yêu cầu rút tiền của giáo viên; Thống kê số lượng người đăng ký mới, số lượng khóa học được người dùng mua.3 Yêu cầu phi chức năng - Hệ thống phải hoạt động ổn định. - Giao diện phải phản hồi nhanh, thời gian phản hồi không quá 2 giây cho các thao tác thông thường. - Dữ liệu người dùng được bảo mật. - Hệ thống có khả năng mở rộng để phục vụ ít nhất 10.000 người dùng đồng thời.

- Đảm bảo bảo mật API, tránh các tấn công như SQL Injection, XSS, CSRF. - Phải có cơ chế kiểm soát truy cập theo vai trò (người dùng, giáo viên, quản trị viên). - Hệ thống chatbot AI phải phản hồi trong vòng 3 giây kể từ khi người dùng gửi câu hỏi. - Video call phải duy trì kết nối ổn định với độ trễ thấp (dưới 300ms).

- Hệ thống phải tương thích với các thiết bị có độ phân giải màn hình khác nhau. Giới thiệu về công nghệ phát triển ứng dụng 1. Công nghệ sử dụng 1.1 Kiến thức cơ bản React Native là một framework mã nguồn mở do Meta (Facebook) phát triển, cho phép xây dựng các ứng dụng di động đa nền tảng (Android và iOS) chỉ với một codebase sử dụng JavaScript hoặc TypeScript. Một trong những ưu điểm lớn nhất của React Native là khả năng biên dịch mã thành mã gốc (native code), mang lại hiệu suất gần tương đương với ứng dụng thuần gốc, đồng thời vẫn giữ được sự linh hoạt và năng suất cao của lập trình web.

Framework này hỗ trợ tái sử dụng phần lớn logic và giao diện giữa các nền tảng, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí 5 phát triển. Nhờ khả năng tích hợp linh hoạt, ứng dụng xây dựng bằng React Native có thể dễ dàng sử dụng các API hệ thống như camera, micro, bộ nhớ trong. thông qua cơ chế bridge hoặc các module native được viết bằng Java/Kotlin (Android) hoặc Swift/Objective-C (iOS). React Native còn nổi bật nhờ hệ thống component mô-đun, hiện đại, cho phép xây dựng giao diện người dùng có tính phản hồi cao và dễ bảo trì.

Quy trình phát triển cũng được tối ưu với tính năng hot-reload và fast refresh, cho phép cập nhật giao diện theo thời gian thực trong quá trình lập trình mà không cần khởi động lại ứng dụng, nâng cao hiệu suất làm việc của lập trình viên. Với những ưu điểm trên, React Native là một lựa chọn lý tưởng để phát triển các ứng dụng di động hiện đại, nhanh chóng và hiệu quả trên nhiều nền tảng.2 Các thư viện và Framework - Axios: Thư viện dùng để gửi HTTP request (GET, POST, PUT, DELETE.), được sử dụng để giao tiếp với server backend thông qua API REST. - WebRTC (react-native-webrtc): Hỗ trợ tính năng video call trong thời gian thực, cho phép truyền tải hình ảnh và âm thanh giữa hai thiết bị thông qua kết nối ngang hàng (peer-to-peer) - StompJS: Dùng để giao tiếp theo giao thức WebSocket với server thông qua chuẩn STOMP (Simple Text Oriented Messaging Protocol), hỗ trợ tính năng chat thời gian thực và thông báo. - React Navigation: Quản lý điều hướng giữa các màn hình trong ứng dụng.

- AsyncStorage / MMKV: Lưu trữ cục bộ dữ liệu như token đăng nhập, trạng thái người dùng… - React Hook Form / Formik: Hỗ trợ quản lý và xác thực form nhập liệu. - Expo: Nền tảng giúp khởi tạo, phát triển và debug ứng dụng React Native một cách nhanh chóng, tiện lợi.2 Về Front-End 1. Kiến thức cơ bản Next.js là một framework hiện đại được phát triển dựa trên nền tảng React, cung cấp giải pháp toàn diện để xây dựng các ứng dụng web hiệu suất cao. Điểm nổi bật của Next.js là khả năng hỗ trợ render phía server (Server-Side Rendering - SSR), tạo trang tĩnh (Static Site Generation - SSG) và kết hợp giữa hai hình thức này (Hybrid Rendering).

Những kỹ thuật này giúp cải thiện đáng kể tốc độ tải trang, tối ưu hóa SEO, và mang lại trải nghiệm người dùng mượt mà hơn.js sở hữu cấu trúc dự án rõ ràng, hệ thống routing tự động và hỗ trợ cả API routes, cho phép xây dựng ứng dụng đơn trang (SPA) hoặc các hệ thống web phức tạp một cách linh hoạt. Framework này tích hợp tốt với React Hooks, hỗ trợ 6 đầy đủ TypeScript, dynamic imports, cũng như image optimization, giúp tối ưu hóa hiệu năng và giảm tải cho trình duyệt người dùng. Một điểm mạnh khác của Next.js là khả năng kết nối linh hoạt với backend, hỗ trợ cả RESTful API lẫn GraphQL, từ đó cho phép xây dựng các hệ thống phân tán hoặc microservice dễ dàng hơn. Nhờ những tính năng mạnh mẽ và cộng đồng phát triển lớn, Next.js đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho việc phát triển các ứng dụng web hiện đại, thân thiện với công cụ tìm kiếm và dễ dàng mở rộng trong tương lai.2 Các thư viện và Framework - Tailwind CSS: Framework CSS tiện dụng với thiết kế utility-first, giúp lập trình viên xây dựng giao diện nhanh chóng và thống nhất.

Tối ưu hóa hiệu suất và giảm thời gian viết CSS. - Material UI (MUI): Thư viện UI component hiện đại dựa trên Material Design của Google, cung cấp các thành phần như Button, Dialog, Table, Snackbar… có sẵn và dễ tùy biến. - Axios: Dùng để gửi request đến backend API. - React Hook Form: Thư viện quản lý form hiệu quả, hỗ trợ validate, xử lý lỗi và tối ưu hiệu suất.

- Zustand / Redux / Context API: Quản lý trạng thái toàn cục cho ứng dụng. - SWR hoặc React Query: Hỗ trợ fetching và caching dữ liệu hiệu quả trong môi trường Next.3 Về Back-End 1.1 Kiến thức cơ bản Spring Boot là một nền tảng Java mã nguồn mở được sử dụng rộng rãi để xây dựng các ứng dụng backend mạnh mẽ, linh hoạt và dễ mở rộng. Với ưu điểm nổi bật là đơn giản hóa quá trình cấu hình và triển khai ứng dụng thông qua các thiết lập mặc định hợp lý, Spring Boot giúp lập trình viên tập trung vào phát triển tính năng mà không cần quan tâm quá nhiều đến các cấu hình phức tạp.