Fatti:
A. U._, nata nel 1962, di professione insegnante, il 28 gennaio 2002 ha presentato una domanda di prestazioni AI lamentando le conseguenze invalidanti di un linfoma non Hodgkin. Con decisione del 27 febbraio 2003, cresciuta incontestata in giudicato, l'Ufficio AI del Cantone Ticino (UAI) - prescindendo dalla messa in atto di un'inchiesta domestica per il motivo che l'assicurata già quale salariata presentava una incapacità tale da fare sussistere il diritto a una piena prestazione -, le ha assegnato una rendita intera (grado d'invalidità: 80%) dal 1° settembre 2001. L'amministrazione ha in seguito confermato l'erogazione della rendita intera anche in occasione delle procedure di revisione del 2005, del 2008 e del 2009.
A seguito di una nuova procedura di revisione avviata nel 2010, dopo che l'interessata aveva ripreso, dal mese di agosto 2010, l'attività lavorativa nella misura del 50%, l'UAI ha soppresso la rendita con provvedimento del 23 gennaio 2012 (preavvisato l'11 novembre 2011). Stabilita una ripartizione, rispettivamente, del 70% e del 30% tra attività salariata e attività casalinga, l'amministrazione ha accertato un tasso di (in)capacità lavorativa del 50% nella professione abituale e una limitazione del 29% nello svolgimento delle mansioni domestiche determinando così, in applicazione del metodo misto di valutazione, un grado d'invalidità complessivo del 27%.
B. U._ si è aggravata al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino al quale ha chiesto di essere considerata esclusivamente salariata e, previa applicazione del metodo ordinario di valutazione, di riconoscerle una mezza rendita d'invalidità. Per pronuncia del 28 novembre 2012 la Corte cantonale ha accolto il ricorso, annullato la decisione impugnata e garantito all'assicurata una mezza rendita d'invalidità dal 1° marzo 2012.
C. L'UAI ha presentato ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale al quale, previa concessione dell'effetto sospensivo, chiede di annullare il giudizio cantonale e di confermare la decisione amministrativa.
U._ propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali ha rinunciato a determinarsi.
Diritto:
1. Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, così come stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. Per contro, il Tribunale federale fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (art. 105 cpv. 1 LTF) e vi si può scostare solo qualora questo accertamento sia avvenuto in modo manifestamente inesatto, ovvero arbitrario (DTF 134 V 53 consid. 4.3 pag. 62), o in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF (art. 105 cpv. 2 LTF). Salvo i casi in cui tale inesattezza sia lampante (cfr. DTF 133 IV 286 consid. 6.2 pag. 288 in fine), la parte ricorrente che intende contestare i fatti accertati dall'autorità inferiore deve spiegare, in maniera circostanziata, per quale motivo ritiene che le condizioni di una delle eccezioni previste dall'art. 105 cpv. 2 LTF sarebbero realizzate; in caso contrario non si può tener conto di uno stato di fatto diverso da quello posto a fondamento della decisione impugnata (cfr. DTF 133 II 249 consid. 1.4.3 pag. 254 con riferimento).
2. 2.1 Il giudizio impugnato espone correttamente le norme e la prassi in materia, rammentando in particolare la nozione d'invalidità, i presupposti e gli effetti della revisione di una rendita in seguito a una modifica del diritto (art. 17 LPGA; art. 88a e 88bis cpv. 2 lett. b OAI) come pure i differenti metodi di valutazione dell'invalidità (metodo ordinario del raffronto dei redditi [cfr. DTF 130 V 343 consid. 3.4 pag. 348 seg.], metodo specifico [cfr. DTF 130 V 97 consid. 3.3.1 pag. 99 seg.] e metodo misto [cfr. DTF 130 V 393 consid. 3.3 pag. 395 seg.]) nonché i presupposti per l'applicazione dell'uno o dell'altro metodo. A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione. Giova nondimeno ricordare che l'esame del metodo di valutazione applicabile va effettuato tanto al momento iniziale del diritto alla rendita quanto a quello della sua revisione. La questione di sapere se e in quale misura, senza danno alla salute, la persona assicurata avrebbe esercitato un'attività lucrativa dipende dall'insieme delle circostanze personali, familiari, sociali, finanziarie e professionali del caso di specie (DTF 130 V 393 consid. 3.3 pag. 395 seg.; 125 V 146 consid. 2c pag. 150 con riferimenti). Ai fini di questa valutazione si deve ugualmente tenere conto della volontà ipotetica della persona interessata, la quale, ove non altrimenti desumibile, dovrà dedursi, in quanto fatto interno, da indizi esterni stabiliti secondo il grado della verosimiglianza preponderante richiesto nel diritto delle assicurazioni sociali (sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 693/06 del 20 dicembre 2006 consid. 4.1). Il tema costituisce una questione di fatto a condizione che le sue conclusioni non siano esclusivamente tratte dall'esperienza generale della vita (sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 708/06 del 23 novembre 2006 consid. 3.1 e 3.2). Le constatazioni dell'autorità giudiziaria cantonale vincolano di conseguenza il Tribunale federale nella misura in cui non si rivelino manifestamente inesatte o contrarie al diritto ai sensi dell'art. 95 LTF, in particolare al divieto dell'arbitrio.
2.2 Gli accertamenti dell'autorità giudiziaria di ricorso in merito al danno alla salute, alla capacità lavorativa dell'assicurato e all'esigibilità di un'attività professionale - nella misura in cui quest'ultimo giudizio non si fonda sull'esperienza generale della vita - costituiscono ugualmente questioni di fatto che possono essere riesaminate dal Tribunale federale soltanto alle severe condizioni sopra esposte (consid. 1; DTF 132 V 393 consid. 3.2 pag. 398).
2.3 Per giurisprudenza invalsa, l'arbitrio non si realizza già qualora la soluzione proposta con il ricorso possa apparire sostenibile o addirittura preferibile a quella contestata; il Tribunale federale annulla la pronunzia criticata solo se il giudice del merito ha emanato un giudizio che appare - e ciò non solo nella motivazione bensì anche nell'esito - manifestamente insostenibile, in aperto contrasto con la situazione reale, gravemente lesivo di una norma o di un principio giuridico chiaro e indiscusso oppure in contraddizione urtante con il sentimento della giustizia e dell'equità (DTF 132 III 209 consid. 2.1 pag. 211 con rinvii). Per quanto concerne più in particolare l'apprezzamento delle prove e l'accertamento dei fatti, il giudice incorre nell'arbitrio se misconosce manifestamente il senso e la portata di un mezzo di prova, se omette senza valida ragione di tener conto di un elemento di prova importante, suscettibile di modificare l'esito della vertenza, oppure se ammette o nega un fatto ponendosi in aperto contrasto con gli atti di causa o interpretandoli in modo insostenibile (DTF 129 I 8 consid. 2.1 pag. 9).
3. Il giudice di prime cure ha accertato che l'assicurata, madre di tre figli, dopo il 1991 ha sempre lavorato a tempo parziale al fine di riuscire a conciliare impegni lavorativi e vita familiare. Ha quindi rilevato che al momento della nascita del diritto alla rendita ella era da considerare salariata nella misura del 70% e casalinga per il restante 30%. In effetti, dal 1° agosto 1999 e fino all'insorgere della malattia (nel settembre 2000) l'assicurata, separatasi dal marito nell'agosto del 1999, ha intrapreso l'attività di insegnante presso una scuola media nella misura del 70%. Per contro la Corte cantonale ha ritenuto verosimile che al momento della revisione del 2010, l'assicurata, senza il danno alla salute, avrebbe aumentato al 100% la sua percentuale di occupazione. Essa ha infatti considerato credibile che in quel momento l'interessata - la quale già nel 2000, dopo il divorzio dal marito, per la necessità di incrementare le proprie entrate al fine di mantenere la famiglia e per il fatto che i figli non avevano più bisogno della sua costante presenza, aveva aumentato al 70% la propria percentuale lavorativa, iscrivendosi per giunta, per il restante 30%, a un corso di formazione post-diploma - avrebbe ulteriormente incrementato l'attività professionale, cercando un'occupazione a tempo pieno una volta portata a termine la formazione post-diploma in lingue. A conferma di tale tesi il giudice cantonale ha pure addotto l'età ormai adulta dei figli al momento della revisione del 2010 oltre alla ripresa, da parte dell'assicurata, del percorso formativo a suo tempo interrotto a causa della malattia. In tali circostanze, egli ha fatto capo al metodo ordinario di valutazione dell'invalidità e, tenuto conto del grado (50%) di capacità lavorativa residua nella professione abituale, ha concluso per un grado d'invalidità del 50% che garantiva il mantenimento quanto meno di una mezza rendita d'invalidità dal 1° marzo 2012.
4.1 L'UAI lamenta in primo luogo una violazione della massima inquisitoria e del diritto federale per avere la Corte cantonale accertato i fatti determinanti in maniera incompleta. In particolare l'Ufficio ricorrente rimprovera al giudice cantonale di non avere verificato, completando la relativa procedura istruttoria, se il percorso di studio attualmente seguito dall'opponente - e portato alla conoscenza dell'UAI solo con lo scritto 3 ottobre 2012 - sia compatibile con il suo stato di salute e con le limitazioni funzionali (stanchezza, tolleranza agli sforzi e tenuta ancora parzialmente ridotta) messe segnatamente in evidenza (il 23 novembre 2010) dal servizio medico regionale (SMR) dell'AI. L'UAI osserva di non essere, a causa della mancata acquisizione di informazioni da parte del Tribunale cantonale sull'impiego del tempo extra lavorativo dell'assicurata, stato messo in condizione di determinarsi sulla validità della certificazione - ritenuta dal SMR in contesto fattuale nel contempo mutato - della capacità lavorativa dell'interessata del 50%. In ogni caso, per l'Ufficio ricorrente è altamente verosimile che l'assicurata presenti nel frattempo una minore affaticabilità rispetto a quella stabilita dal SMR e quindi risorse fisiche sufficienti per lavorare in misura superiore al 50%.
4.2 Il principio inquisitorio non dispensa le parti dal loro obbligo di collaborare all'accertamento dei fatti (DTF 120 V 357 consid. 1a pag. 360). Spetta alle parti indicare segnatamente quelle circostanze da cui intendono inferire dei diritti o comunque dei vantaggi (DTF 106 Ib 77 consid. 2a/aa pag. 80 seg.; cfr. SVR 2010 KV n. 10 pag. 43, 9C_182/2009, consid. 7.2). L'obbligo per le parti di collaborare all'accertamento dei fatti determinanti può essere preteso nella misura in cui ciò risulti loro possibile ed esigibile (cfr. sentenza 9C_137/2007 del 21 aprile 2008 consid. 4.1, in RtiD II-2008 pag. 292 con riferimenti). Preso atto della comunicazione del 3 ottobre 2012 con cui il patrocinatore di controparte aveva segnalato la frequentazione, presso la alta scuola pedagogica, del corso di formazione per l'insegnamento generale nelle scuole professionali, l'Ufficio ricorrente, anziché sollevare le eccezioni e i dubbi qui proposti, si è limitato a rilevare che tale formazione impediva "attualmente all'assicurata di aumentare il suo grado d'impiego oltre il 70%" e confermava il mantenimento della ripartizione tra attività salariata (70%) e casalinga (30%) da esso sostenuto. Benché ne avesse senz'altro la possibilità, l'UAI, dotato di un proprio servizio medico e giuridico, non ha invece ritenuto necessario in sede cantonale raccogliere o quanto meno chiedere ulteriori accertamenti nel senso qui invocato. Ne discende che tali contestazioni sono ora inammissibili poiché sono state formulate per la prima volta in sede federale benché lo potessero già essere in precedenza (cfr. art. 99 cpv. 1 LTF). Non è invece vero, come pretende a torto l'Ufficio ricorrente, che queste circostanze avrebbero assunto rilevanza giuridica per la prima volta alla luce del giudizio impugnato. E poi non va dimenticato che il giudice anche nell'ambito della massima inquisitoria, pur non essendo vincolato alle richieste di prova delle parti, non ha l'obbligo di verificare oltre i fatti che non sono contestati (cfr. sentenza 5C.134/2004 del 1° ottobre 2004 consid. 2). Ciò che è avvenuto in concreto con riferimento all'abilità lavorativa del 50% attestata sia dal curante dell'assicurata sia dal SMR nel suo rapporto del 23 novembre 2010. Anche per queste ragioni, la pretesa violazione del principio inquisitorio da parte dell'istanza precedente risulta, nei limiti della sua ricevibilità, infondata, mentre la valutazione del primo giudice in merito al grado di incapacità lavorativa non è certamente arbitraria.
5. L'UAI chiede inoltre, in via subordinata, di confermare l'applicazione del metodo misto di valutazione dell'invalidità e di ripristinare la decisione del 23 gennaio 2012. Motiva la propria richiesta con la correlazione esistente tra il fatto che l'opponente in passato avrebbe sempre - con eccezione per il periodo 1984-1987 - lavorato a tempo parziale e l'affermazione che ella ha reso nei confronti dell'assistente sociale D._ in occasione dell'inchiesta economica per le persone che si occupano dell'economia domestica. Dal rapporto del 5 luglio 2011 si evince in effetti che l'assicurata ha dichiarato che senza danno alla salute avrebbe continuato ad esercitare un'attività lucrativa come ha sempre fatto. Ora, è vero come osserva l'UAI, che questa dichiarazione - non espressamente tematizzata dalla Corte cantonale - può anche prestarsi a una interpretazione nel senso da esso sostenuta, ossia che anche senza danno alla salute l'interessata avrebbe continuato a lavorare a tempo parziale come in passato. Tale conclusione non è però obbligatoria. Come ha già fatto notare l'assicurata in sede sia cantonale sia federale, il senso della dichiarazione, in assenza di una domanda precisa da parte dell'assistente sociale circa la misura dell'ipotetico impegno professionale, può in effetti anche essere inteso quale semplice manifestazione della volontà di continuare a svolgere, come in passato, un'attività lucrativa. Ma soprattutto detta ambiguità non è ancora sufficiente a rendere manifestamente inesatto, ovvero arbitrario, l'accertamento del primo giudice perché egli ha più che sostenibilmente tratto l'intenzione dell'assicurata di aumentare, senza il danno alla salute (cfr. sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 276/05 del 24 aprile 2006 consid. 2.3), al 100% la sua percentuale di occupazione da almeno due elementi oggettivi, quali la frequentazione, prima dell'insorgenza di tale danno, di un corso di formazione post-diploma al 30% in aggiunta all'attività professionale svolta già al 70% e l'età ormai adulta dei figli al momento della revisione. Quanto basta per blindare il giudizio impugnato dalle censure ricorsuali. Non è infine vero, come eccepisce l'UAI, che la semplice informazione della ripresa degli studi da parte dell'assicurata sarebbe stata considerata dalla Corte cantonale "quale fattore determinante l'applicazione del metodo ordinario di confronto dei redditi". È sufficiente la lettura della pronuncia impugnata per rendersi conto che questa circostanza è in realtà stata semplicemente addotta a "ulteriore sostegno" della tesi espressa dal primo giudice.
6. Ne segue che il ricorso dev'essere respinto e la pronuncia impugnata confermata. Le spese seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 LTF). L'opponente, vincente in causa e patrocinata da un legale, ha diritto a ripetibili (art. 68 cpv. 1 LTF). L'emanazione della presente sentenza rende priva d'oggetto la domanda di effetto sospensivo.
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Nella misura in cui è ammissibile, il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di fr. 800.- sono poste a carico del ricorrente.
3. Il ricorrente verserà all'opponente la somma di fr. 2800.- a titolo di ripetibili per la procedura innanzi al Tribunale federale.
4. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.