Xây dựng hệ thống hỗ trợ học tập hỗn hợp (Tóm tắt trích đoạn)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

NGUYỄN KHẮC NHẬT

XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ HỌC TẬP HỖN HỢP

Ngành: Công nghệ Thông tin
Chuyên ngành: Kỹ thuật Phần mềm
Mã số: 60480103

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ HUYỀN CHÂU

Hà Nội – 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ công nghệ thông tin “Xây dựng
hệ thống hỗ trợ học tập hỗn hợp” là sản phẩm nghiên cứu và phát triển của
riêng cá nhân tôi dưới sự giúp đỡ rất lớn của Giảng viên hướng dẫn là TS.
Nguyễn Thị Huyền Châu, không sao chép của người khác. Những điều được
trình bày trong toàn bộ nội dung của luận văn này hoặc là của chính cá nhân
tôi, hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham
khảo đều có nguồn gốc rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo
quy định cho lời cam đoan của mình.
Hà Nội, tháng 11 năm 2016
Học viên

Nguyễn Khắc Nhật


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
1.1 Đánh giá các phương pháp và hệ thống hỗ trợ học tập hiện tại và
lựa chọn mô hình học tập hỗn hợp 3
1.1.1 Phương pháp dạy học truyền thống 3
1.1.2 Phương pháp học tập trực tuyến 3
1.1.3 Phương pháp học tập hỗn hợp (Blended Learning) 4
1.1.4 Một số đặc điểm của mô hình học tập hỗn hợp 4
1.2 Tìm hiểu một số nền tảng hỗ trợ học tập trực tuyến và hỗn hợp
hiện có 5
1.2.1 Google Classroom 6
1.2.2 Edmodo 6
1.2.3 Coursera 6
1.2.4 Lynda 7
1.2.5 Udemy 7
1.2.6 Edumall 7
1.2.7 Kyna 7
1.3 Một số lý thuyết quan trọng về học tập và đào tạo 8
1.3.1 Học tập trải nghiệm và vòng học tập Kolb 8
1.3.2 Thuyết kiến tạo trong học tập 9
1.3.3 Mô hình thiết kế động viên ARCS của Keller 9

Chương 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ 10
2.1
2.2

2.3
2.4
2.5
2.6
2.7

Tổng quan về phương pháp và hệ thống hỗ trợ học tập mới 10
Cấu trúc tổ chức của lớp học 10
Tổ chức nội dung học tập 11
Cá nhân hóa hoạt động học tập 11
Giao tiếp và tương tác 11
Theo dõi tiến độ học tập 12
Các công cụ hỗ trợ 12


2.7.1
2.7.2
2.7.3

Ghi chép 12
Bản đồ tư duy (mind map) 13
Các ứng dụng đọc tài liệu trực tuyến 13

Chương 3. CÀI ĐẶT HỆ THỐNG 14
3.1

3.2

3.3
3.4

Kiến trúc hệ thống 14
3.1.1 Áp dụng mô hình client-server 14
3.1.2 Sử dụng RESTful Webservice 15
3.1.3 Bảo mật và phân quyền 15
Công nghệ sử dụng 16
3.2.1 Sử dụng ngôn ngữ lập trình Javascript 16
3.2.2 Sử dụng Node.js ở phía server 16
3.2.3 Sử dụng express.js framework 16
3.2.4 Sử dụng AngularJS ở phía client 16
3.2.5 Sử dụng MongoDB để lưu trữ dữ liệu 16
3.2.6 Sử dụng các module mã nguồn mở 17
Sử dụng PivotalTracker để quản lý dự án 17
Cài đặt chi tiết các module của hệ thống 17
3.4.1 Quản lý người dùng 17
3.4.2 Tổ chức lớp học 17
3.4.3 Quản lý nội dung học tập 17
3.4.4 Theo dõi 18
3.4.5 Giao tiếp 18
3.4.6 Các công cụ hỗ trợ 18

Chương 4. Kết quả đạt được và Phương hướng phát triển 19
4.1
4.2

Kết quả đạt được 19
Phương hướng phát triển tiếp theo 19


1

LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển của Công nghệ thông tin đã tạo ra những thay đổi lớn trong
nhiều lĩnh vực của xã hội như kinh tế, văn hóa, y tế, giải trí… Đối với lĩnh vực
giáo dục, Công nghệ thông tin ngày càng chứng tỏ được vai trò không thể
thiếu của mình trong cả công tác quản lý cũng như đào tạo. Những người làm
giáo dục trên thế giới đã và đang tìm kiếm, thử nghiệm và triển khai nhiều mô
hình học tập khác nhau với mục đích là hướng đến kết quả học tập cao nhất.
Ngoài mô hình dạy học truyền thống ở trên lớp thì ngày nay đã có thêm nhiều
mô hình khác dần trở nên phổ biến, chẳng hạn như: Lớp học trực tuyến
(Online course), Khóa học Mở Trực tuyến Đại chúng (MOOC - Massive Open
Online Course), Học tập hỗn hợp (Blended Learning), Học tập Đảo ngược
(Flipped Teaching)…
Phương pháp đào tạo truyền thống và phương pháp học trực tuyến đều
có những ưu điểm và nhược điểm của riêng mình, học tập hỗn hợp cố gắng tận
dụng và kết hợp các ưu điểm của hai phương pháp đó vào trong một phương
pháp duy nhất. Học tập hỗn hợp là hình thức học tập mà ở đó việc học được
xảy ra trong không gian kết hợp giữa phương pháp đào tạo truyền thống với
các công nghệ máy tính và Internet. Đã có nhiều nơi triển khai phương pháp
học tập hỗn hợp ở từng cấp học khác nhau, kết quả đạt được là rất khả quan,
nhờ đó học tập hỗn hợp đang ngày càng trở nên phổ biến hơn. Tuy nhiên, việc
triển khai học tập hỗn hợp sẽ rất khó khăn nếu chúng ta không có được một hệ
thống công nghệ hỗ trợ. Luận văn này có mục đích nghiên cứu và xây dựng
một hệ thống hỗ trợ triển khai phương pháp học tập hỗn hợp. Hệ thống sẽ giúp
cho việc triển khai học tập hỗn hợp ở các trường học trở nên dễ dàng và hiệu
quả hơn.
Để có thể áp dụng học tập hỗn hợp thành công trong một cơ sở đào tạo,
ngoài việc cần phải nắm vững ý nghĩa của phương pháp sư phạm đằng nền
tảng thì chúng ta cần phải có một hệ thống để hỗ trợ triển khai. Như vậy, luận
văn này có mục đích xây dựng một nền tảng đầy đủ để triển khai học tập hỗn

hợp trong các cơ sở đào tạo. Nền tảng này sẽ mang lại lợi ích cho cả giáo viên


2
lẫn học sinh. Đối với giáo viên, nó sẽ giúp nâng cao chất lượng giảng dạy,
năng suất lao động mà không mất nhiều công sức. Đối với sinh viên, nó sẽ
giúp nâng cao chất lượng học tập, phù hợp với khả năng và không gây buồn
chán.
Mục tiêu và phƣơng pháp:
1. Nghiên cứu các lý thuyết giáo dục chủ đạo và các phương pháp học
tập đang được sử dụng phổ biến hiện nay.
2. Rà soát và đánh giá các ưu điểm và nhược điểm của các phương
pháp học tập cũng như hệ thống hỗ trợ hiện tại.
3. Thiết kế, đánh giá và chọn lọc các đặc điểm và tính năng của phương
pháp cũng như hệ thống mới.
4. Xây dựng một hệ thống toàn diện và đầy đủ các công cụ để hỗ trợ
giáo viên và học sinh trong tất cả các hoạt động học tập, kể cả trong
và ngoài lớp học.
5. Đánh giá kết quả đạt được và lập kế hoạch triển khai hệ thống.
Nội dung của đề tài bao gồm những mục chính sau:
Chƣơng 1 - Cơ sở lý thuyết: Chương này có mục đích nghiên cứu các
lý tuyết giáo dục chủ đạo và các phương pháp học tập đang được sử dụng phổ
biến hiện nay.
Chƣơng 2 - Phân tích thiết kế: Chương này đề xuất một thiết kế của hệ
thống mới trong đó đảm bảo tuân thủ và triển khai các nguyên tắc nền móng
đã được đề cập trong chương trước.
Chƣơng 3 - Cài đặt: Chương này trình bày kiến trúc tổng quan của hệ
thống, các công nghệ được sử dụng cũng như các thiết kế chi tiết của tất cả các
tính năng của hệ thống.
Chƣơng 4 – Kết quả đạt đƣợc và phƣơng hƣớng phát triển: Chương

này trình bày và đánh giá những kết quả đạt được trong việc nghiên cứu, thiết
kế và xây dựng hệ thống hỗ trợ học tập hỗn hợp.


3

Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chương này có mục đích nghiên cứu và phân tích các lý thuyết và
phương pháp chủ đạo có ảnh hưởng lớn tới việc thiết kế và chuyển giao các
khóa học hiện nay.
1.1

Đánh giá các phƣơng pháp và hệ thống hỗ trợ học tập hiện tại và
lựa chọn mô hình học tập hỗn hợp

Để có thể đề xuất phát triển một hệ thống hỗ trợ học tập mới phù hợp,
việc tìm hiểu và nghiên cứu các phương pháp đào tạo và mô hình dạy học phổ
biến hiện nay là rất quan trọng. Phần này sẽ trình bày về cách thức hoạt động
cũng như các ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp dạy học là: truyền
thống, trực tuyến và hỗn hợp.
1.1.1

Phƣơng pháp dạy học truyền thống

Ở phương pháp học tập truyền thống, học sinh đến lớp học theo lịch
biểu đã được sắp xếp để thực hiện các hoạt động học tập với giáo viên và các
học sinh khác. Ngoài thời gian ở trên lớp thì học sinh có thể dành thêm thời
gian ở nhà để hoàn thành một số nhiệm vụ được giao hoặc tự học theo định
hướng của mình.
Phương pháp học tập truyền thống cũng bộc lộ nhiều nhược điểm, trong

đó có thể kể đến khía cạnh cá nhân hóa hoạt động học tập và chi phí tổ chức.
1.1.2

Phƣơng pháp học tập trực tuyến

Học tập trực tuyến là phương pháp học tập được triển khai hoàn toàn
dựa trên nền tảng công nghệ thông tin và Internet[7].
Phương pháp học tập trực tuyến cũng có một số nhược điểm ảnh hưởng
đến hiệu quả học tập nếu không được thiết kế tốt. Có thể kể đến một số nhược
điểm của phương pháp này như tỉ lệ bỏ học cao[12] và nhiều khó khăn cho học
sinh khi phải tự điều chỉnh hoạt động học tập. Theo một nghiên cứu được thực


4
hiện bởi Christensen năm 2013 thì tỉ lệ hoàn thành các khóa học trực tuyến chỉ
đạt con số 5%[13].
1.1.3

Phƣơng pháp học tập hỗn hợp (Blended Learning)

Học tập hỗn hợp là phương pháp triển khai hoạt động học tập bằng cách
kết hợp giữa môi trường trực tuyến và môi trường giao tiếp trực tiếp[14]. Với
phương pháp này, hoạt động học tập diễn ra ở ba không gian khác nhau, bao
gồm: (1) trên lớp, (2) ở nhà, và (3) trên hệ thống trực tuyến. Hiệu quả học tập
của học sinh phụ thuộc vào hiệu quả học tập ở từng không gian như đã kể
trên[15]. Việc thiết kế các hoạt động học tập xuyên suốt các không gian học
tập này cũng giúp làm tăng được động lực và hiệu quả học tập[17] của học
sinh.
Như vậy, chúng ta có thể thấy học tập hỗn hợp là một hình thức đào tạo
có rất nhiều ưu điểm và có thể giúp giải quyết những khó khăn mà các trung

tâm đào tạo hiện nay đang gặp phải. Đây là một lựa chọn tốt cho hướng phát
triển tiếp theo nhằm mở rộng dịch vụ đào tạo, nâng cao chất lượng và giảm chi
phí và hướng đến hiệu quả học tập cao hơn.
1.1.4

Một số đặc điểm của mô hình học tập hỗn hợp

Mô hình học tập hỗn hợp có thể được áp dụng ở các mức độ khác nhau,
Graham[16] đã quan sát và liệt kê bốn mức độ bao gồm: (1) Mức hoạt động,
(2) mức khóa học, (3) mức chương trình và (4) mức tổ chức. Trong đó, việc áp
dụng học tập hỗn hợp ở mức khóa học là diễn ra phổ biến nhất.
Về khía cạnh trình tự của các hoạt động thiết kế và chuyển giao nội
dung học tập thì mô hình hỗn hợp bao gồm các giai đoạn sau[18]: phân tích,
thiết kế, phát triển, triển khai, thực thi, đánh giá và rà soát. Hình 3 trình bày
mô hình thiết kế và chuyển giao khóa học theo hướng hỗn hợp được đề xuất.


5

Hình 3: Mô hình giảng dạy theo định hướng hỗn hợp
Đây là một mô hình khá toàn diện và đã được chứng thực tính hiệu quả
trên thực tế, nó sẽ là mô hình nền tảng để xây dựng hệ thống được đề xuất
trong luận văn này.
1.2

Tìm hiểu một số nền tảng hỗ trợ học tập trực tuyến và hỗn hợp
hiện có

Hiện nay trên thị trường đã có khá nhiều nền tảng hỗ trợ việc triển khai
các khóa học trực tuyến và hỗn hợp. Phần này sẽ liệt kê và phân tích cách thức

vận hành, các ưu điểm cũng như nhược điểm của một số nền tảng nổi bật.


6

1.2.1

Google Classroom

Google Classroom là một Hệ thống Quản lý Học tập (Learning
Management System - LMS) được công ty Google giới thiệu vào tháng 5 năm
2014. Tuy ra đời muộn hơn so với phần lớn các nền tảng khác nhưng nó lại
nhận được sự chào đón khá lớn từ người dùng.
Nhìn chung, Google Classroom là nơi tích hợp các công cụ khác nhau
của Google để phục vụ cho việc dạy học. Hiện tại Google Classroom vẫn còn
khá đơn giản và vẫn chưa phải là một hệ thống đủ mạnh và đầy đủ để quản trị
lớp học, đặc biệt là các lớp học triển khai dưới dạng hỗn hợp.
1.2.2

Edmodo

Edmodo là một Hệ thống Quản lý Học tập được phát triển theo hướng
mạng xã hội học tập (Social Learning Platform), với số lượng người dùng hiện
nay đã lên đến hơn 70 triệu người[19], bao gồm cả giáo viên, học sinh và phụ
huynh. Giao diện của Edmodo được đánh giá là khá giống với Facebook và
một số mạng xã hội khác hiện nay.
Tuy nhiên, Edmodo cũng có một số nhược điểm khiến cho việc áp dụng
vào trong phương pháp học tập hỗn hợp gặp khó khăn. Chẳng hạn, Edmodo
không có tính năng để thiết kế và tổ chức nội dung của một khóa học, không
có tính năng cá nhân hóa mục tiêu và hoạt động học tập cho học sinh.

1.2.3

Coursera

Coursera là một công ty công nghệ giáo dục cung cấp các khóa học trực
tuyến đại chúng mở (MOOC). Coursera cộng tác với các trường đại học và
một số tổ chức giáo dục khác để xây dựng các khóa học trực tuyến về nhiều
lĩnh vực khác nhau như công nghệ, y học, khoa học xã hội, toán học, kinh
doanh v.v..
Chỉ có các đối tác của Coursera mới đưa được khóa học lên nền tảng
này, do đó hiện tại chưa thể áp dụng phổ biến trong các tổ chức giáo dục khác.


7

1.2.4

Lynda

Lynda là một nền tảng cung cấp các khóa học trực tuyến ra đời vào năm
1995. Các khóa học của Lynda thường tập trung vào giảng dạy các kỹ năng
của các lĩnh vực như phần mềm, kinh doanh và sáng tạo. Lynda là một dịch vụ
có thu phí.
1.2.5

Udemy

Udemy là một nền tảng học tập trực tuyến được thành lập vào năm
2010[20] và hiện có hơn 12 triệu học viên với hơn 40 nghìn khóa học rất
phong phú về lĩnh vực. Nếu coi Coursera là một nền tảng có nhiều khóa học

chất lượng từ các trường Đại học uy tín thì Udemy là một nơi dành cho các
chuyên gia ở bất cứ lĩnh vực nào.
Mặc dù có nhiều ưu điểm như vậy nhưng các tính năng của Udemy
nhằm phục vụ cho mô hình học tập trực tuyến là chủ yếu, đó thiếu các tính
năng để hỗ trợ cho các hoạt động khác trong học tập hỗn hợp.
1.2.6

Edumall

Edumall là một “siêu thị”[21] các khóa học trực tuyến ngắn hạn được
biết đến rộng rãi tại Việt Nam. Mô hình hoạt động của Edumall cũng tương tự
như Udemy nhưng chỉ giới hạn trong thị trường tiếng Việt.
Xét về mặt tính năng, nền tảng này hỗ trợ cho các khóa học trực tuyến
nhưng không phù hợp cho các lớp học hỗn hợp. Ngoài ra, đây là một nền tảng
đóng và mới được đầu tư, do vậy hướng phát triển trong tương lai vẫn còn là
một ẩn số.
1.2.7

Kyna

Kyna là một nền tảng học tập trực tuyến tiếng Việt đang phát triển khá
nhanh trong thời gian gần đây. Hiện tại Kyna đã có hơn 250 nghìn học
viên[22] với hơn 250 khóa học thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau.


8
Nhưng, cũng giống như Udemy và Edumall, Kyna là một nền tảng học
tập trực tuyến và không phù hợp để triển khai trong các lớp học hỗn hợp.
Ngoài các nền tảng đang được sử dụng phổ biến ở trên thế giới và ở Việt
Nam như đã kể ở trên, hiện nay còn có khá nhiều các nền tảng hỗ trợ học tập

khác như: edX, moodle, claroline v.v.. Việc tìm hiểu cách thức vận hành cũng
như các tính năng của các nền tảng này đều đã được thực hiện nhằm cung cấp
cơ sở lý thuyết và hiện trạng thực tế cho việc thiết kế và xây dựng hệ thống
trong khuôn khổ của luận văn này. Phần tiếp theo của luận văn sẽ đề cập đến
một số lý thuyết có ảnh hưởng quan trọng đến hoạt động dạy, học, và thiết kế
các khóa học.
1.3

Một số lý thuyết quan trọng về học tập và đào tạo

Song song với việc có được hiểu biết về các phương pháp đào tạo cũng
như những tính năng quan trọng của một hệ thống hỗ trợ học tập, việc tìm hiểu
về những lý thuyết nền tảng quan trọng trong thiết kế và chuyển giao lớp học
cũng là một yếu tố giúp xây dựng được một hệ thống mới đáp ứng được mục
tiêu đề ra.
1.3.1

Học tập trải nghiệm và vòng học tập Kolb

Học tập trải nghiệm (experiential learning) là một học thuyết nhấn mạnh
rằng việc xây dựng tri thức của học sinh phải được thông qua trải nghiệm thực
tế, dựa trên những nền tảng kiến thức vốn có. Học thuyết này thể hiện sự khác
biệt trong quan điểm so với trường phái học tập hàn lâm (academic learning)
khi trường phái này cho rằng việc học tập hoàn toàn có thể thực hiện được dựa
trên việc nghiên cứu các lý thuyết, khái niệm mà không cần trải nghiệm thực
tế.
Dựa trên các quan điểm của Kolb, hệ thống hỗ trợ giảng dạy được thiết
kế để cung cấp đầy đủ các công cụ nhằm giúp học sinh có được trải nghiệm
học tập tốt nhất. Chẳng hạn, hệ thống cho phép cá nhân hóa hoạt động học tập
dưới nhiều mức độ khác nhau, phù hợp với nền tảng của từng học sinh; hệ

9
thống cung cấp các tính năng để học sinh thực hiện thao tác phản tỉnh, ví dụ
như ghi chép, viết các bài phản tỉnh, thực hiện các bài đánh giá, v.v..
1.3.2

Thuyết kiến tạo trong học tập

Thuyết kiến tạo (constructivism) trong học tập là một cách tiếp cận
trong giảng dạy và học tập cho rằng con người tự chủ động xây dựng tri thức
cho bản thân dựa trên nền tảng tri thức hiện có của mình[27]. Lý thuyết này
chỉ ra rằng việc học tốt nhất cần diễn ra một cách tự thân chứ không phải dựa
trên sự chuyển giao tri thức từ người này sang người khác. Lý thuyết này đã
nhận được sự quan tâm và cổ súy của nhiều nhà tâm lý học và giáo dục học nổi
tiếng như Jean Piaget, Vygosky, John Dewey, v.v..
Với nhận thức về tầm quan trọng của học sinh trong việc tự xây dựng
nên kiến thức của mình, hệ thống được phát triển trong luận văn này cố gắng
cung cấp những tính năng phù hợp nhất cho giáo viên và sinh viên để tạo điều
kiện cho việc tự học. Chẳng hạn, mỗi khóa học đều có các mục tiêu học tập rõ
ràng, học sinh luôn biết trước được lộ trình học tập của từng khóa học, học
sinh có thể tự đánh giá được kiến thức của mình trong từng giai đoạn học tập,
v.v..
1.3.3

Mô hình thiết kế động viên ARCS của Keller

ARCS là một mô hình cụ thể để thiết kế các khóa học giàu tính động
viên được đề xuất bởi Keller[27]. Mô hình này chỉ ra rằng, thiết kế của một
khóa học sẽ đạt được tính động viên cao nếu có được bốn yếu tố: thu hút sự

chú ý (Attention) của học sinh, liên quan (Relevance) đến nền tảng của bản
thân học sinh, giúp cho học sinh cảm thấy tự tin (Confidence), và làm học sinh
thấy thỏa mãn (Satisfaction)[27].
Dựa trên sự hiểu biết về mô hình ARCS, hệ thống được xây dựng trong
luận văn này cố gắng cung cấp các tính năng giúp giáo viên thiết kế được các
khóa học giàu tính động viên thông qua việc nâng cao bốn tiêu chí như Keller
đã chỉ ra.


10

Chƣơng 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
Dựa trên những kết quả nghiên cứu ở chương trước, chương này sẽ lựa
chọn và đề xuất một thiết kế của hệ thống hỗ trợ học tập mới theo cách tiếp
cận hỗn hợp. Hệ thống mới sẽ được phát triển theo hướng thúc đẩy thiết kế các
khóa học giàu trải nghiệm, tạo môi trường thuận lợi cho việc tự học của học
sinh và mang lại những trải nghiệm học tập tốt nhất nhằm nâng cao hiệu quả
học tập.
2.1

Tổng quan về phƣơng pháp và hệ thống hỗ trợ học tập mới

Hệ thống hỗ trợ học tập mới sẽ được thiết kế và xây dựng dựa trên mô
hình dạy học hỗn hợp đã được đề cập trong chương trước[19], bao gồm các
giai đoạn: phân tích, thiết kế, phát triển, triển khai, thực thi, đánh giá và rà
soát. Trong mô hình này, các giai đoạn phân tích, thiết kế, phát triển khóa học
phụ thuộc nhiều vào giáo viên và chuyên môn của môn học, do đó, hệ thống sẽ
cung cấp các hướng dẫn, các gợi ý, các quy định tối thiểu cần thiết để hỗ trợ
giáo viên trong các giai đoạn này.
Với cấu trúc và các tính năng hỗ trợ như vậy, hệ thống hướng đến việc

tạo điều kiện thuận lợi nhất cho việc thiết kế nên các khóa học giàu tính động
viên, hỗ trợ liên tục trong quá trình diễn ra hoạt động học tập, thúc đẩy và hỗ
trợ việc tự học, tự xây dựng kiến thức với một chu trình học tập đầy đủ và hiệu
quả. Chi tiết về các tính năng của hệ thống sẽ được đề cập trong các phần tiếp
theo của luận văn.
2.2

Cấu trúc tổ chức của lớp học

Các lớp học là đơn vị cơ bản nhất của hệ thống, ở đó diễn ra các hoạt
động học tập. Mỗi lớp học bao gồm các vai trò, nội dung học tập và các hoạt
động học tập diễn ra liên tục.
Có hai vai trò tham gia vào trong một lớp học, bao gồm giáo viên và học
sinh. Giáo viên có nhiệm vụ khởi tạo lớp học, thiết kế và xây dựng khóa học,
duy trì các hoạt động học tập và cung cấp các hỗ trợ cần thiết. Học sinh tham
giao lớp học có thể truy xuất các tài nguyên, tùy chỉnh nội dung học tập, tham


11
gia vào các trao đổi, tự theo dõi tiến độ học tập và sử dụng các công cụ hỗ trợ
trong suốt quá trình học tập.
2.3

Tổ chức nội dung học tập

Nội dung học tập trong từng lớp học được tổ chức hướng đến sự rõ ràng,
đơn giản, dễ dàng truy xuất và theo dõi. Nội dung học tập trong một lớp được
gọi là một lộ trình học tập (learning path) bao gồm nhiều hạng mục học tập
(learning item). Mỗi hạng mục học tập có các mục tiêu, tài nguyên và các hoạt
động tương ứng. Khi khởi tạo một lớp mới, giáo viên có thể sử dụng những lộ

trình học tập sẵn có hoặc tạo ra một lộ trình học tập mới. Các lộ trình học tập
này có thể được điều chỉnh liên tục dựa vào những quan sát và hiểu biết mới
của giáo viên trong suốt quá trình diễn ra lớp học.
2.4

Cá nhân hóa hoạt động học tập

Cá nhân hóa học tập tức là cung cấp cho học sinh nhiều lựa chọn về mục
tiêu học tập, trải nghiệm, hỗ trợ phù hợp với các mong muốn, sự quan tâm, nền
tảng của từng cá nhân[31]. Cá nhân hóa hoạt động học tập là cách tiếp cận
khác với cách truyền thống là “một chương trình cho tất cả” (one-size-fits-all).
Như đã đề cập trong Chương 1, cá nhân hóa hoạt động học tập là một thành tố
quan trọng để nâng cao hiệu quả học tập. Do đó, hệ thống mới sẽ hỗ trợ việc cá
nhân hóa dưới nhiều cấp độ khác nhau.
2.5

Giao tiếp và tƣơng tác

Để tạo môi trường học tập liên tục, minh bạch hóa thông tin và gia tăng
tính tương tác trong lớp học thì hệ thống cung cấp các kênh tương tác khác
nhau, bao gồm các thông báo và kênh trao đổi riêng.
Ngoài hai kênh giao tiếp chính là thông báo (annoucement) và trao đổi
trực tuyến, học sinh có thể quan sát tiến độ học tập của nhau. Đây là hình thức
minh bạch hóa thông tin và thúc đẩy học tập nhóm, gián tiếp nâng cao tính
động viên trong học tập.


12

2.6

Theo dõi tiến độ học tập

Tiến độ học tập là một thông tin rất hữu ích giúp cho việc điều chỉnh các
hoạt động học tập cũng như hỗ trợ quá trình tự học. Việc chủ động nắm bắt
tiến độ học tập là một cơ chế tự kiểm soát trong học tập, giúp cho quá trình tự
học đạt được hiệu quả cao hơn. Từ phía người dạy, giáo viên có thể biết được
tỉ lệ hoàn thành nội dung học tập của từng học sinh, biết được những nội dung
nào đang được quan tâm nhiều nhất, nội dung nào cần được cải tiến. Từ phía
người học, học sinh có thể tự biết được tiến độ học tập của mình và của những
người khác trong lớp. Khi học sinh hoàn thành một nội dung trong một hạng
mục học tập (chẳng hạn là video hay quiz) thì hệ thống tự ghi nhận trạng thái
này và thể hiện ở trên lộ trình học tập của học sinh đó.
2.7

Các công cụ hỗ trợ

Các công cụ hỗ trợ học tập là một phần quan trọng không thể thiếu của
bất cứ hệ thống hỗ trợ học tập nào. Nhằm tạo ra một môi trường đầy đủ phục
vụ cho việc học tập, hệ thống được thiết kế để dễ dàng tích hợp các công cụ hỗ
trợ học tập. Trong quá trình triển khai hệ thống, nếu có nhu cầu cài đặt thêm
các công cụ hỗ trợ mới thì hệ thống cũng cho phép làm điều này.
2.7.1

Ghi chép

Có rất nhiều kỹ thuật ghi chép khác nhau, có thể kể đến như: ghi chép
tuyến tính (linear note-taking), bản đồ tư duy (mind mapping), bản đồ mô hình
(model mapping), hệ thống ghi chép Cornell (Cornel note-taking system)…
trong đó hệ thống ghi chép Cornell được đánh giá cao về tính hiệu quả và đơn

giản[32].
Cấu trúc của một bản ghi chép theo mô hình Cornell bao gồm ba phần:
(1) phần bên trái thể hiện các từ khóa, các ý chính, các ý tưởng quan trọng, (2)
phần bên phải thể hiện chi tiết của các mục ở bên trái, và (3) phần dưới cùng
ghi lại tóm lược về nội dung đã học[32].


13

2.7.2

Bản đồ tƣ duy (mind map)

Ngoài tính năng ghi chép dựa trên mô hình Cornell thì hệ thống còn hỗ
trợ ghi chép theo bản đồ tư duy. Hình thức ghi chép này tổ chức thông tin dưới
dạng sơ đồ trực quan, khoa học giúp nâng cao hiệu quả ghi nhớ[33] cũng như
rà soát thông tin.
2.7.3

Các ứng dụng đọc tài liệu trực tuyến

Để hỗ trợ cho học sinh dễ dàng truy xuất thông tin từ các tài liệu, hệ
thống sử dụng các ứng dụng đọc tài liệu trực tuyến để học sinh không phải cài
đặt các phần mềm khác. Tính năng này không chỉ mang lại trải nghiệm học tập
tốt mà còn giúp học sinh tránh mất tập trung khi phải sử dụng các phần mềm
khác. Các ứng dụng đọc tài liệu trực tuyến sẽ hỗ trợ hầu hết các loại tập tin
thông dụng như .doc, .docx, .xsl, .xslx, .pdf…


14

Chƣơng 3. CÀI ĐẶT HỆ THỐNG
Chương 2 của luận văn đã thể hiện thiết kế tổng quan cũng như các
thành phần chính của hệ thống. Ở chương 3, luận văn sẽ trình bày về khía cạnh
cài đặt của hệ thống, bao gồm kiến trúc, các công nghệ và việc cài đặt từng
tính năng cụ thể.
3.1

Kiến trúc hệ thống

Hệ thống được xây dựng với định hướng đa nền tảng và sẵn sàng cho
việc mở rộng. Việc lựa chọn một kiến trúc hệ thống phù hợp với định hướng
đó là rất quan trọng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc cài đặt hiện tại cũng
như phát triển sau này.
3.1.1

Áp dụng mô hình client-server

Mô hình client-server cho phép phát triển các hệ thống có tính chất phân
tán, rất phù hợp với yêu cầu của hệ thống hiện tại. Trong mô hình này, server
(máy dịch vụ) có vai trò xử lý các yêu cầu nghiệp vụ, lưu trữ và chia sẻ các tài
nguyên với các client (máy khách). Việc liên lạc giữa client và server được
thực hiện thông qua dịch vụ web. Người dùng không trực tiếp làm việc với
server mà thao tác thông qua client.
Thiết kế kiến trúc tổng quan của hệ thống được thể hiện trong Hình 6.


15

Hình 6. Thiết kế kiến trúc của hệ thống

3.1.2

Sử dụng RESTful Webservice

Quá trình giao tiếp giữa client và server diễn ra dựa vào kết nối Internet.
Trên môi trường này, so với các giao thức khác, việc sử dụng dịch vụ web là
phù hợp hơn cả.
Trong các tiêu chuẩn của dịch vụ web thì RESTful có rất nhiều ưu điểm
so với tiêu chuẩn truyền thống là SOAP (Simple Object Access Control).
3.1.3

Bảo mật và phân quyền

Có nhiều lựa chọn để triển khai bảo mật cho các API, chẳng hạn như:
HTTP Basic Authentication (Xác thực dựa trên HTTP), Digest Access
Authentication (Xác thực dựa trên mã băm), OAuth, Token-based
Authentication (Xác thực dựa trên Token)… trong đó mô hình xác thực dựa
trên Token là một lựa chọn hợp lý.


16

3.2

Công nghệ sử dụng

Dựa trên thiết kế kiến trúc như đã đề cập ở trên, luận văn đã thực hiện
tìm hiểu và đánh giá các công nghệ để đưa ra sự lựa chọn hợp lý.
3.2.1

Sử dụng ngôn ngữ lập trình Javascript

Với tính đa năng của mình, Javascript được lựa chọn làm ngôn ngữ lập
trình duy nhất để xây dựng hệ thống. Lợi ích đầu tiên khi lựa chọn Javascript
đó là không cần trang bị thêm các kỹ năng liên quan đến một ngôn ngữ nào
khác. Lợi ích tiếp theo là hiện nay có nhiều framework được xây dựng dựa trên
Node.js giúp cho việc phát triển ở phía server trở nên khá dễ dàng.
3.2.2

Sử dụng Node.js ở phía server

Như đã trình bày ở phần trên, Node.js là một framework giúp tạo ra các
web server sử dụng ngôn ngữ lập trình Javascript. Việc lựa chọn Node.js dựa
trên các ưu điểm của framework này.
3.2.3

Sử dụng express.js framework

Express.js được sử dụng để xây dựng các ứng dụng web, các ứng dụng
cung cấp API với phương châm tối giản (minimalist). Việc khởi động một ứng
dụng Express.js và định tuyến các API là khá đơn giản và nhanh chóng.
3.2.4

Sử dụng AngularJS ở phía client

Mặc dù trên thị trường hiện nay có rất nhiều các framework Javascript
khác nhau hỗ trợ cho việc lập trình ở phía front-end, chẳng hạn như Backbone,
Ember, jQuery, ReactJS… nhưng AngularJS được sử dụng rất rộng rãi nhờ
những tính năng ưu việt của mình.
Phiên bản được sử dụng cho hệ thống hiện tại là 1.5.6.

3.2.5

Sử dụng MongoDB để lƣu trữ dữ liệu
Phiên bản MongoDB được sử dụng cho hệ thống hiện tại là 3.0.1.


17
Việc lựa chọn các công nghệ cho hệ thống hiện tại được thực hiện chủ
yếu dựa trên các ưu điểm của từng công nghệ.
3.2.6

Sử dụng các module mã nguồn mở

Ngoài việc sử dụng bốn công nghệ chủ yếu là MongoDB, Express.js,
AngularJS và Node.js thì hệ thống còn sử dụng thêm một số các module mã
nguồn mở miễn phí khác.
3.3

Sử dụng PivotalTracker để quản lý dự án

Trong quá trình phát triển hệ thống, việc quản lý các tính năng cũng như
công việc được thực hiện thông qua hệ thống quản lý của PivotalTracker. Đây
là một công cụ quản lý khá đơn giản, tiện lợi nhưng khá đầy đủ, đáp ứng được
hầu hết các nhu cầu về quản trị như theo dõi, ước tính, lập kế hoạch…
3.4

Cài đặt chi tiết các module của hệ thống

Hệ thống được cài đặt theo từng module tách biệt, phần này sẽ trình bày
lần lượt về việc cài đặt các module này.

3.4.1

Quản lý ngƣời dùng

Có hai vai trò người dùng trong hệ thống là giáo viên và học sinh. Các
thông tin người dùng được quản lý được thể hiện trong Hình 10. Khi đăng ký
một tài khoản ở hệ thống, người dùng sẽ chọn vai trò của mình, mỗi người
dùng chỉ có một vai trò duy nhất.
3.4.2

Tổ chức lớp học

Lớp học là đơn vị tổ chức học tập cơ bản của hệ thống. Trong đó, mỗi
lớp học có một danh sách các giáo viên và học sinh trực thuộc, cùng với đó là
một lộ trình học tập dành riêng cho lớp đó.
3.4.3

Quản lý nội dung học tập

Mỗi lớp học có một lộ trình học tập riêng. Giáo viên có thể thiết lập lộ
trình học tập cho một lớp. Tất cả các thành viên của lớp đều có thể sử dụng lộ


18
trình học tập này. Mỗi lộ trình học tập bao gồm nhiều hạng mục (hay còn gọi
là section), mỗi hạng mục bao gồm nhiều nội dung khác nhau như video,
quizz, tài liệu…
3.4.4

Theo dõi

Cơ chế theo dõi tiến độ học tập của học sinh được thể hiện ở hai mức độ
là tổng quan và chi tiết. Ở mức tổng quan, giáo viên có thể biết được tỉ lệ phần
trăm các hạng mục mà mỗi học sinh đã hoàn thành. Ở mức chi tiết, giáo viên
có thể biết cụ thể từng hạng mục mà sinh viên đã hoàn thành, và những hạng
mục chưa hoàn thành.
3.4.5

Giao tiếp

Trong khuôn khổ của một lớp học, ngoài việc giao tiếp thông qua cơ chế
thông báo thì hệ thống còn hỗ trợ tính năng trao đổi trực tuyến (online chat).
Tất cả các thành viên của lớp học đều có thể nhắn tin cho nhau.
3.4.6

Các công cụ hỗ trợ

Công cụ hỗ trợ đầu tiên được xây dựng đó là đọc các tài liệu trực tuyến.
Các loại tài liệu được hỗ trợ bao gồm các loại tập tin văn phòng phổ biến như
.doc, .docx, .xls, .xlsx…
Công cụ hỗ trợ tiếp theo đã được phát triển đó là ghi chép sử dụng cấu trúc
Cornell.
Công cụ hỗ trợ tiếp theo đó là trình xem video được tích hợp vào trong
lộ trình học tập.
Chức năng làm các bài quiz cũng là một công cụ nổi bật của hệ thống.


19

Chƣơng 4. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT

TRIỂN
Trong các chương trước, luận văn đã lần lượt thực hiện các nghiên cứu
và đưa ra các phân tích thiết kế và cài đặt cho một hệ thống hỗ trợ học tập mới.
Trong chương này, luận văn sẽ đánh giá các kết quả đạt được, đánh giá tiềm
năng áp dụng trong thực tế cũng như phương hướng phát triển tiếp theo.
4.1

Kết quả đạt đƣợc

Xét tổng quan, luận văn đã đạt được hai kết quả quan trọng bao gồm: (1)
nghiên cứu và tổng hợp được những lý thuyết giáo dục và phương pháp đào
tạo có ảnh hưởng hiện nay, giúp ích cho quá trình thiết kế cũng như giảng dạy
trong các cơ sở đào tạo, và (2) xây dựng được một hệ thống có khả năng sử
dụng ngay trong các cơ sở đào tạo để hỗ trợ cho phương pháp dạy học hỗn
hợp.
Xét về khía cạnh kỹ thuật, hệ thống mới được trang bị một số tính năng
nổi bật như: hỗ trợ cá nhân hóa lộ trình học tập, hỗ trợ theo dõi tiến độ học tập,
hỗ trợ đọc tài liệu trực tuyến, hỗ trợ trao đổi trực tiếp…
Xét về khía cạnh học tập và nghiên cứu, quá trình xây dựng hệ thống đã
giúp cho tác giả có cơ hội thử nghiệm và áp dụng nhiều kỹ thuật và công nghệ
tiên tiến trong phát triển phần mềm, chẳng hạn như: TDD, Docker, Vagrant,
MEAN Stack, Agile/Scrum…
4.2

Phƣơng hƣớng phát triển tiếp theo

Trong phương hướng phát triển tiếp theo của luận văn, có hai mảng
công việc cần thực hiện, đó là: tiếp tục tìm hiểu và áp dụng các lý thuyết học
tập và đào tạo tiên tiến vào trong thực tiễn, đồng thời làm mịn và tích hợp
thêm nhiều tính năng hỗ trợ hơn nữa cho hệ thống.

Một số lý thuyết, mô hình và phương pháp học tập và đào tạo có thể đưa
vào nghiên cứu và áp dụng bao gồm: thang các cấp độ tư duy Bloom, thang
các cấp độ kỹ năng Dreyfus, học qua dự án (project-based learning), học qua


20
vấn đề (problem-based learning), học qua trò chơi (gamification in
learning),…
Một số tính năng có thể tích hợp thêm vào hệ thống bao gồm: hỗ trợ ghi
chép trên video và tài liệu, chức năng giải đáp các khái niệm, gợi ý các nội
dung học tập, cấu trúc lại lớp học, cho phép có các nhóm nhỏ trong từng lớp để
hỗ trợ học tập và làm việc theo nhóm, thêm các module để tạo các bài học
tương tác cho từng lĩnh vực khác nhau, thêm các tính năng liên quan đến
gamification (trò chơi)…