Kajian ini bertujuan membandingkan keberkesanan penggunaan Kecerdasan Buatan (AI) dalam pengajaran matematik bagi meningkatkan pencapaian pelajar, dengan fokus khusus kepada kemahiran kognitif. Sebanyak 112 pelajar pra-universiti di institusi pengajian di Pulau Pinang dipilih sebagai sampel kajian dan dibahagikan kepada empat kumpulan; tiga kumpulan rawatan yang menggunakan pendekatan pengajaran berintegrasi AI dan satu kumpulan kawalan yang menggunakan kaedah pengajaran konvensional. Intervensi yang dijalankan melibatkan aplikasi AI untuk menyokong pemahaman konsep, penyelesaian masalah, dan pengukuhan kemahiran asas topik kebarangkalian. Penilaian dilakukan melalui ujian pra dan pasca, dengan data dianalisis menggunakan kaedah statistik inferensi. Hasil kajian menunjukkan peningkatan pencapaian yang ketara bagi ketiga-tiga kumpulan rawatan berbanding kumpulan kawalan. Analisis lanjutan mendapati bahawa ketiga-tiga kumpulan rawatan menunjukkan tahap peningkatan yang setara, mencerminkan keberkesanan AI sebagai alat pembelajaran yang konsisten. Penemuan ini mencadangkan bahawa integrasi AI dalam pengajaran matematik dapat membantu memperkukuh kemahiran kognitif pelajar dan meningkatkan keberhasilan pembelajaran secara keseluruhan bagi topik kebarangkalian.