Đang tải... (xem toàn văn)
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kinh tế Luật và Quản lý, 6(2) 2800 2808 Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu Trường Đại học Kinh tế Luật, Đại học quốc gia TP HCM, Việt Nam Liên hệ L[.]
Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Đề xuất mơ hình phịng học thơng minh nhằm nâng cao trải nghiệm giáo dục thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 Lê Hoành Sử* , Trần Anh Thuận, Trương Đăng Huy, Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Anh Tuấn TÓM TẮT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Cách mạng công nghiệp 4.0 thay đổi nhiều lĩnh vực sống, giáo dục lĩnh vực có nhiều tác động Giáo dục 4.0 ngày phát triển giới khái niệm giáo dục thông minh trở thành xu đặc biệt bối cảnh đại dịch Covid-19 Việc ứng dụng cơng nghệ Trí tuệ nhân tạo (AI) Internet vạn vật (IoT) vào đào tạo quan tâm ngày nhiều giới Việt Nam không ngoại lệ Sự phát triển nhanh chóng giáo dục thơng minh gần nói riêng cơng nghiệp 4.0 nói chung bối cảnh xây dựng thành phố thông minh sức ép từ đại dịch Covid-19 thúc đẩy mạnh mẽ hình thành phát triển mơ hình phịng học thơng minh Việt Nam Đón đầu xu hướng đó, nghiên cứu này, nhóm tác giả tổng quan cơng trình nghiên cứu tiêu biểu phịng học thơng minh giới khái qt hướng nghiên cứu công nghệ cốt lõi tương ứng để xây dựng phịng học thơng minh Từ đó, nhóm đề xuất mơ hình phịng học thơng minh ứng dụng cơng nghệ Trí tuệ nhân tạo Internet vạn vật phù hợp với sở vật chất, văn hóa nhu cầu thị trường mơi trường giáo dục Việt Nam Việc đưa tính phịng học thơng minh với cơng nghệ, đặc điểm đề xuất giáo viên học sinh vừa trải nghiệm công nghệ, vừa minh hoạ ứng dụng khoa học kỹ thuật cách gần gũi, sinh động theo chủ đề STEM bối cảnh phát triển Giáo dục 4.0 Việt Nam Từ khoá: Giáo dục 4.0, Giáo dục thơng minh, Phịng học thơng minh, Trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật GIỚI THIỆU Trường Đại học Kinh tế-Luật, Đại học quốc gia TP HCM, Việt Nam Liên hệ Lê Hoành Sử, Trường Đại học Kinh tế-Luật, Đại học quốc gia TP HCM, Việt Nam Email: sulh@uel.edu.vn Lịch sử • Ngày nhận: 19/03/2021 • Ngày chấp nhận: 25/05/2022 • Ngày đăng: 30/06/2022 DOI : 10.32508/stdjelm.v6i2.783 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM Đây báo cơng bố mở phát hành theo điều khoản the Creative Commons Attribution 4.0 International license Sự phát triển cách mạng công nghiệp 4.0 Việt Nam trọng đầu tư mạnh mẽ năm gần với mũi nhọn công nghệ Trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật Điện toán đám mây Các bước tiến tạo đà cho nhiều ứng dụng khác lĩnh vực xã hội thúc đẩy chuyển đổi số, quản lý tự động hóa tác vụ đơn giản Tại Việt Nam, định số 749/QĐTTg ngày 03/6/2020 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ”Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” đề cập vai trò cấp thiết chuyển đổi số hầu hết ngành nghề xã hội, chuyển đổi số lĩnh vực giáo dục lĩnh vực cần ưu tiên chuyển đổi Bên cạnh đó, sức ép biến động sau bùng phát đại dịch Covid-19 với đề án xây dựng thành phố thông minh Việt Nam đẩy nhanh q trình chuyển đổi cơng nghệ cốt lõi công nghiệp 4.0 sang áp dụng thực tiễn Giáo dục thơng minh lĩnh vực chịu nhiều ảnh hưởng nhằm đổi mới, chuẩn bị xây dựng kiến thức, lực kỹ người học phù hợp với xu xã hội Trong cách mạng sản xuất mới, tri thức tồn tại, xuất mặt sống hoạt động sản xuất Bên cạnh thay đổi khơng ngừng mặt công nghệ, khả áp dụng kiến thức học khả thích ứng giải vấn đề cách linh hoạt, sáng tạo trở nên đặc biệt quan trọng Ý tưởng quan trọng hình thành tác động Cách mạng cơng nghiệp 4.0 mơ hình “Giáo dục thông minh” (Smart Education) Cocoli et al cho “một giáo dục môi trường thông minh, hỗ trợ công nghệ thông minh, sử dụng cơng cụ thiết bị thơng minh coi giáo dục thơng minh.” Phịng học thơng minh (Smart Classroom) đóng vai trị quan trọng mơ hình Giáo dục thơng minh Phịng học thông minh hay lớp học thông minh hướng đến xây dựng trải nghiệm người học lẫn người làm công tác dạy học Bao gồm tạo điều kiện tiếp xúc trực tiếp môi trường giáo dục có đầy đủ ứng dụng, trang thiết bị thời đại – thời đại ngành công nghệ thông tin phát triển, cụ thể vận dụng linh hoạt, hiệu nguồn lực tảng ứng dụng tiến công nghệ kĩ thuật số nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Trích dẫn báo này: Sử L H, Thuận T A, Huy T D, Hưng N Q, Tuấn N A Đề xuất mơ hình phịng học thông minh nhằm nâng cao trải nghiệm giáo dục thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 Sci Tech Dev J - Eco Law Manag.; 6(2):2800-2808 2800 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 Từ xu hướng chung thấy mũi nhọn cơng nghệ Trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật Điện tốn đám mây công nghệ cốt lõi ứng dụng giáo dục thơng minh tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng tương lai Khơng thu hẹp khoảng cách địa lý việc ứng dụng cơng nghệ Trí tuệ nhân tạo, thị giác máy tính, trợ lý ảo Internet vạn vật 5,6 , giáo viên tối ưu hóa nhiệm vụ đơn giản điểm danh 7–11 , chuẩn bị giảng , trợ giảng ảo 12,13 nhằm trả lời câu hỏi đơn giản, phổ biến 6,7,14 , … tập trung nhiều giảng dạy, tạo nội dung hấp dẫn cho học sinh Đối với người học, việc tiếp thu kiến thức trở nên thú vị với mơ hình giáo dục STEM (Khoa học – Công nghệ - Kỹ thuật – Tốn học) nội dung, cơng cụ đa dạng Robot, công nghệ 3D, công nghệ thực tế ảo/ công nghệ thực tế ảo tăng cường (VR/AR) 6,9 việc phản hồi tiến học sinh theo dõi liên tục Thay thơng qua thi chuẩn hóa trước đây, hệ thống cá nhân hóa học tập để đề xuất giảng, tập phù hợp với khả học sinh Ngồi ra, hệ thống phịng học thông minh bảo vệ tài sản tự động cách phát đột nhập thông qua cảm biến, tiết kiệm lượng khơng có người phịng, nâng cao an tồn sử dụng với ổ điện thơng minh cảm biến cháy, khí gas , … Hiểu lợi ích nhu cầu, vai trị cấp thiết phịng học thơng minh thành phố thông minh giáo dục tương lai, nhóm nghiên cứu tổng quan cơng trình tiên tiến, tiêu biểu lĩnh vực đề hướng nghiên cứu tiềm năng, gợi ý đề xuất mơ hình phịng học thơng minh ứng dụng Trí tuệ nhân tạo Internet vạn vật phù hợp với điều kiện sở vật chất, văn hóa thị trường Việt Nam Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào mục đích chính: Đầu tiên, nhóm tác giả tổng quan tranh lớn phòng học thơng minh thơng qua cơng trình tiên tiến giới Thơng qua đó, nghiên cứu nêu phương pháp, công nghệ cốt lõi hướng phát triển lĩnh vực ứng dụng Trí tuệ nhân tạo thị giác máy tính, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, hệ thống khuyến nghị, Internet vạn vật thiết bị, cảm biến, thuật toán điều khiển, thu thập thông tin Tiếp theo, sau tiếp thu hình dung tranh lớn hướng nghiên cứu phịng học thơng minh, nhóm tác giả đề xuất mơ hình riêng áp dụng Việt Nam lĩnh vực Theo đó, cơng nghệ phịng học thơng minh tối ưu hóa, tái điều chỉnh nhằm phù hợp với nhu cầu, văn hóa sở vật chất, phòng học Việt Nam Khơng thế, nghiên cứu cịn đề xuất 2801 giải pháp kèm với tảng công nghệ nhằm tối đa hóa lợi ích ứng dụng mơ hình Nghiên cứu giúp nghiên cứu sinh, sinh viên, học sinh bắt đầu tìm hiểu lĩnh vực phịng học thơng minh nhà phát triển giáo dục có tranh tổng thể định hướng phát triển sản phẩm phù hợp cho thị trường Việt Nam Bài nghiên cứu chia làm phần: Phần Giới thiệu, tổng quan phịng học thơng minh bối cảnh nghiên cứu, phần Cơ sở lý thuyết tóm tắt tranh phịng học thơng minh hướng nghiên cứu cơng bố, sau đến phần Mơ hình đề xuất, nhóm tác giả đề xuất mơ hình phịng học thơng minh nâng cao trải nghiệm giáo dục 4.0 phù hợp với thị trường Việt Nam mục cuối phần Kết luận, tổng quan lại kết đạt hướng phát triển tương lai CƠ SỞ LÝ THUYẾT Nền tảng cơng nghệ phịng học thơng minh Khái niệm Internet of Things (IoTs) hay Internet vạn vật dần trở nên phổ biến, thông dụng, chứng minh vai trị quan trọng cách mạng công nghiệp 4.0 Công nghệ định nghĩa tất thiết bị điện tử có khả kết nối với thơng qua mạng Internet để thực hiện, trao đổi thông tin kết nối thành hệ thống thống mà không cần tương tác trực tiếp người Cùng với phát triển thiết bị điện tử thông minh, Internet vạn vật thực bùng nổ góp mặt nhiều lĩnh vực đời sống xã hội như: nông nghiệp, sức khỏe, công nghiệp 8,9 , … Internet vạn vật nhân tố then chốt đóng góp cho phát triển giáo dục thông minh 4.0, mà cụ thể phịng học thơng minh Những cơng nghệ áp dụng nhằm tối ưu, tự động hóa nhiều nhiệm vụ kèm việc giảng dạy điều khiển thiết bị 7,9 , điểm danh học sinh 7–9 , hay cá nhân hóa, thống kê khả học tập Từ giúp giáo viên nâng cao hiệu giảng dạy kết học tập học sinh Trí tuệ nhân tạo (AI) lĩnh vực phát triển nhanh chóng bao gồm số ứng dụng như: thống kê học tập, chứng minh định thức toán, chơi cờ, lái xe, xe tự hành, chuẩn đốn bệnh, cá nhân hóa 14 , … Trí tuệ nhân tạo bao trùm hầu hết lĩnh vực đời sống tài chính, sản xuất – kinh doanh, y tế, giao thông vận tải, giáo dục Thuật ngữ trí tuệ nhân tạo đặt vào năm 1956 John McCarthy bắt nguồn từ năm 1315 với Ramon Magna, ý tưởng lý luận q trình suy Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 nghĩ thực nhân tạo cỗ máy thông minh phác thảo sẵn 14 Tuy nhiên, ý tưởng đại trí tuệ nhân tạo thức hóa Alan Turing, ơng khơng sử dụng thuật ngữ Ơng trình bày ý tưởng cách máy tính thơng minh thức hóa lý luận tính tốn thơng minh 14 Trí tuệ nhân tạo đóng góp vai trị lớn mơ hình phịng học thơng minh kèm công nghệ cốt lõi cách mạng 4.0 Internet vạn vật, điện toán đám mây Internet vạn vật đóng vai trị thu thập liệu thực thi hành động sau trí tuệ nhân tạo phân tích, nhờ chúng ứng dụng phịng học thơng minh nhằm theo dõi điều kiện môi trường, điều khiển thiết bị đèn, quạt, máy tính bảng học cụ chiếu, bảng tương tác, camera 7,9 Ngồi ra, sử dụng cơng nghệ điện tốn đám mây đẩy nhanh quy trình xử lý trí tuệ nhân tạo, điều góp phần quan trọng ứng dụng cần nhiều tính tốn phân tích Ứng dụng tiêu biểu điểm danh khuôn mặt 10,15,16 , giúp tăng nhanh tốc độ so với phương pháp truyền thống dễ dàng truy xuất thống kê, báo cáo thực chức bảo mật, theo dõi hoạt động truy cập học Khơng thế, trí tuệ nhân tạo cịn góp phần tiết kiệm lượng bảo đảm an toàn cho học sinh sử dụng thiết bị điện thí nghiệm Đối với giảng dạy, trí tuệ nhân tạo đóng vai trị trợ giảng ảo 12,13 hỗ trợ trả lời câu hỏi, ôn tập kiến thức cho học sinh Thơng qua q trình này, trợ giảng ảo có khả thống kê, cá nhân hóa để biết điểm mạnh học sinh 14 lên chương trình học tập phù hợp báo cáo cho giáo viên, phụ huynh Mơ hình phịng học thơng minh Tính hướng nghiên cứu Việc phát triển mơ hình phịng học thơng minh tích hợp trí tuệ nhân tạo Internet vạn vật trở nên phổ biến hết Các công nghệ cốt lõi công nghiệp 4.0 nâng tầm giảng dạy học tập học sinh, giáo viên nói riêng giáo dục nói chung thơng qua ứng dụng tiêu biểu điểm danh tự động 7,10,11,14 , điều khiển theo dõi môi trường 9,14 , họp học trực tuyến 6,9 , nội dung giảng dạy tương tác cao 9,12,13 , thống kê đánh giá cá nhân hóa học sinh 14 Việc điểm danh tự động có nhiều phương pháp, cách thức khác để thực thi ứng dụng này, từ điểm danh thẻ học sinh , vân tay ứng dụng trí tuệ nhân tạo điểm danh khuôn mặt 8–10,15,16 Đây ứng dụng thiết thực công tác giảng dạy tối ưu hóa suất thơng qua việc tự động hóa nhiệm vụ đơn giản, giúp giáo viên tập trung vào chuyên môn Môi trường lớp học bao gồm nhiều yếu tố khác chất lượng ánh sáng, khơng khí, nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2 nồng độ O2 Tất yếu tố đóng vai trị quan trọng thiết lập khơng gian lớp học, từ ảnh hưởng đến mức độ tập trung hiệu học tập học sinh Vì thế, nhiều nghiên cứu tập trung khai thác khía cạnh phịng học thơng minh hệ thống điều khiển theo dõi môi trường tự động hệ thống mạng cảm biến không dây phát triển để thu thập liệu mơi trường phịng học Ngồi ra, phịng học thơng minh phát triển tính học tập trực tuyến, xem ứng dụng thiết thực có tiềm ứng dụng rộng rãi, đặc biệt bối cảnh đại dịch Covid-19 Học sinh khơng có mặt hồn tồn dễ dàng tiếp cận tài liệu giảng, video, nghe giảng tương tác trực tiếp với giáo viên thông qua hệ thống trực tuyến Đối với nhiệm vụ giảng dạy, phịng học thơng minh tạo điều kiện cho giáo viên tạo lập, truyền tải nội dung có tính tương tác cao bảng tương tác, máy tính bảng, trợ giảng ảo cách dễ dàng Từ đó, giáo viên có thêm nhiều ý tưởng giúp cho học trở nên sinh động, dễ hình dung so với phương pháp truyền tải nội dung truyền thống Không thế, việc sử dụng trợ giảng ảo trả lời câu hỏi, ôn tập đơn giản cho học sinh giúp giáo viên giải phóng thời gian, tập trung chun mơn dẫn học sinh nhiều Việc thống kê điểm đánh giá trình học tập học sinh công việc quan trọng giáo viên để so sánh chất lượng giảng kiểm tra kiến thức, khả năng, lực học sinh Tuy vậy, công việc chấm điểm đơn giản thường tốn nhiều thời gian Vì thế, hướng nghiên cứu tiềm lĩnh vực phịng học thơng minh hệ thống tự động chấm điểm qua kiểm tra trực tuyến hay hệ thống đánh giá tự động luận trí tuệ nhân tạo Bằng việc rút ngắn thời gian chấm điểm này, giáo viên có thêm nhiều thời gian quan tâm đến q trình tiến bộ, phát triển học sinh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT Giải pháp Một số nghiên cứu 6,8,9 tập trung vào phát triển phòng học thông minh công cụ nhằm đo lường chất lượng giảng dạy Bên cạnh tính đơn giản 2802 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 bật tắt thiết bị, phịng học thơng minh cịn sử dụng cảm biến phong phú, đa dạng nhằm truy xuất liệu môi trường giám sát không gian, độ ồn âm thanh, nồng độ CO2 , nhiệt độ, độ ẩm, giọng nói, chuyển động giáo viên 8,9 Số liệu thu thập ước lượng, phân tích đánh giá theo nhiều thuật toán phân loại khác Kết cho thấy nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn yếu tố mơi trường ảnh hưởng đến chất lượng độ tập trung giảng dạy học tập Ngoài ra, ánh sáng yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mắt tinh thần học tập học sinh suốt ngày Vì thế, việc điều khiển tự động phân tích hiệu quả, tối ưu hóa ánh sáng nghiên cứu có ảnh hưởng lớn Bên cạnh việc kiểm sốt, theo dõi yếu tố mơi trường, nghiên cứu Internet vạn vật phòng học thơng minh cịn tập trung vào điều khiển tự động học cụ bảng trắng tương tác chiếu theo kịch khác 8,9 Vì thế, giảng phịng học thơng minh tổ chức tốt rút ngắn thời gian chuẩn bị thiết bị trước vào học Không dừng lại đó, việc sử dụng Internet vạn vật phịng học thơng minh cịn mang nhiều tính thiết thực áp dụng rộng rãi, tiêu biểu số ứng dụng điểm danh thông minh thông qua hệ thống thẻ từ, vân tay, khuôn mặt Trong thời đại công nghệ 4.0, hầu hết quan quản lí sở giáo dục bận tâm tối ưu hóa quy trình điểm danh theo dõi thống kê học sinh tốt trường hợp trễ vắng học Đi với bùng nổ Internet vạn vật, công nghệ tiên tiến với giá thành ổn định đời, thẻ từ hệ thống điểm danh vân tay số Hệ thống sử dụng để điểm danh cho học sinh cấp học khác giáo viên trường tính dễ dàng sử dụng nhanh chóng giải pháp Bằng việc áp dụng song song cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách hệ thống thẻ từ, việc điểm danh hồn tồn tự động hóa, thống kê lịch sử vào lớp học sinh, tránh trường hợp trốn học sai số xảy quy trình Ngồi ra, chuyên môn giảng dạy giáo viên nâng tầm công nghệ thiết bị phịng học thơng minh, đồng nghĩa với việc giáo viên phải thích nghi tạo nhiều nội dung sinh động, mang lại kiến thức không lý thuyết mà cịn thực tiễn Để làm điều đó, nhiều nghiên cứu 8,9,14 tập trung vào việc ứng dụng học cụ khác nhằm tạo nhiều giảng sinh động lạ Bằng việc cung cấp nhiều thiết bị thơng minh máy tính bảng bảng tương tác , 2803 học sinh tìm kiếm thơng tin làm việc nhóm cung cấp cơng cụ cho giáo viên sáng tạo học mang tính tương tác cao thiết bị Đi với cơng nghệ thơng minh khơng thể khơng kể đến VR/AR 6,9 , cơng nghệ góp phần tạo nên giảng sinh động nhất, dễ hình dung mang tính sáng tạo cao Các ứng dụng ấn tượng phịng thí nghiệm ảo học thể sinh vật ứng dụng công nghệ Tuy nhiên, VR gặp phải vấn đề đạo đức, cụ thể ảnh hưởng đến sức khỏe, đặc biệt trẻ nhỏ áp dụng vào thực tiễn Ngược lại, AR ứng dụng nhiều phòng học thông minh ngày Tuy vậy, việc chuẩn bị giảng cho công nghệ mang nhiều yếu tố kỹ thuật đòi hỏi thời gian đầu tư cao, chúng chưa áp dụng rộng rãi Cuối cùng, việc kết hợp phát triển nội dung chuyên sâu giảng dạy trí tuệ nhân tạo cho đời trợ giảng ảo 9,14 dùng nhằm trả lời câu hỏi đơn giản học sinh, giải đáp thắc mắc học chí ơn tập kiến thức Bên cạnh đó, Robot giáo dục có bước tiến mạnh mẽ, khơng có tính tương tự trợ giảng ảo, robot cịn biểu thị biểu cảm, sắc thái hành động, điều tăng hứng thú học tập làm lớp học trở nên sinh động Ngồi ra, khái niệm trí tuệ nhân tạo giáo dục (AI in Education – AIED) phát triển từ lâu có bước tiến vượt bậc, cụ thể lĩnh vực AIED từ đầu năm 1970 quan tâm đến việc nghiên cứu kỹ thuật trí tuệ nhân tạo để trở thành địn bẩy để tạo công cụ hướng dẫn phù hợp với nhu cầu người học 14 Một khía cạnh khác trí tuệ nhân tạo giáo dục khả tiết kiệm chi phí cung cấp cho học viên gia sư riêng, thay phải thuê gia sư dạy trực tiếp 14 Mục đích hệ thống mang đến cho người học hiệu ngang với việc học gia sư trực tiếp tính cá nhân hóa thống kê hiệu khả học tập học sinh nhằm đề xuất giảng phù hợp Vì thế, trí tuệ nhân tạo giáo dục đóng vai trị trợ giảng ảo cho giáo viên việc cá nhân hóa tài liệu học tập hướng dẫn học sinh Theo đó, có nhiều nghiên cứu sử dụng trí tuệ nhân tạo để giáo viên khỏi công việc thường ngày giám sát học sinh 14 , điểm danh tự động khuôn mặt việc sử dụng thị giác máy tính 7–11 hay chấm điểm tự động luận thông qua công nghệ xử lý ngôn ngữ tự nhiên 12,13 Không vậy, hệ thống trí tuệ nhân tạo giáo dục cịn phân tích giảng dạy, thống kê khả học tập học sinh, điểm mạnh, điểm yếu gợi ý chương trình học Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 phù hợp Sức mạnh hệ thống nằm việc tổng hợp đa dạng thơng tin từ nhiều nguồn khác để hỗ trợ giáo viên định Khơng dừng lại đó, hệ thống Internet vạn vật, trí tuệ nhân tạo đóng vai trị then chốt nâng cấp hệ thống tùy biến theo ngữ cảnh thực tiễn Một số nghiên cứu tiêu biểu trước 8,9 tập trung vào tối ưu hóa, tiết kiệm lượng khơng có người phịng học, bảo mật giám sát bên cạnh điểm danh đặc biệt bảo đảm an toàn cho học sinh với đồ dùng điện thí nghiệm q trình học tập Hệ thống trí tuệ nhân tạo phân tích yếu tố ngữ cảnh khác nhau, liên tục học cải thiện nhằm tối ưu độ xác tốc độ xử lý Điều khiển thiết bị Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả phát triển phịng học thơng minh tích hợp hệ thống tự động hóa thuận tiện cho việc giảng dạy sinh hoạt học sinh giáo viên trường Nhận thấy yếu tố mơi trường đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, hiệu học tập giảng dạy4 , nhóm nghiên cứu phát triển thêm tính này, tạo lập môi trường làm việc, học tập hiệu quả, thoải mái, lành thông qua mạng lưới thiết bị đa dạng mơ hình trí tuệ nhân tạo phù hợp Hệ thống ánh sáng bố trí hợp lí, bảo vệ mắt, tiết kiệm lượng tùy theo lượng người phịng, thơng số mơi trường nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2 , nồng độ O2, độ nhiễm khơng khí phịng học ln hiển thị theo thời gian thực 24/7 học sinh giáo viên truy cập dễ dàng thông qua hệ thống website ứng dụng điện thoại thông minh Không thế, camera chống trộm, bảo vệ tài sản phịng học ln hiển thị theo thời gian thực không ngừng nghỉ, hỗ trợ nhà trường việc kiểm sốt, bảo mật Ngồi ra, khơng phát triển tính điều khiển đơn giản, nhóm tác giả nghiên cứu hệ thống website nhằm điều khiển thiết bị từ xa giọng nói Tiếng Việt thơng qua q trình xử lý ngơn ngữ tự nhiên Thêm vào đó, việc áp dụng mơ hình trí tuệ nhân tạo hệ thống cơng tắc thông minh tự động ngắt điện từ xa giúp nâng cao an toàn học sinh tiết kiệm lượng phòng học Phát triển nội dung Đối với nội dung giảng dạy thời đại giáo dục 4.0, việc cập nhật thơng tin đầy đủ, xác, nhanh chóng cách truyền tải sinh động, đa dạng điều kiện tiên để nâng cao hiệu học tập phát triển tư học sinh Để đáp ứng nhu cầu đó, nhà phát triển nội dung nghiên cứu phát triển ứng dụng cơng nghệ trí tuệ nhân tạo vào phịng học thơng minh, tiêu biểu trợ giảng ảo phát triển riêng theo chuyên ngành, đóng vai trị trợ giảng đa dạng lĩnh vực ngoại ngữ, lịch sử, văn hoá, tư vấn hướng nghiệp, luật giao thông lĩnh vực cụ thể tài ngân hàng, du lịch giải trí Song song với hỗ trợ Robot, công cụ giảng dạy hiển thị hành động, tương tác nghenói biểu cảm đa dạng hỗ trợ học tập lập trình xem trợ giảng ảo để ơn tập, tìm hiểu kiến thức theo lĩnh vực khác Những trợ giảng ảo giúp cho giáo viên giải phóng thời gian mình, giảm thiểu khối lượng cơng việc, từ nâng cao kiểm sốt chất lượng, theo dõi trình tiến bộ, tiếp thu kiến thức học sinh, tập trung vào chuyên môn phát triển giảng phong phú dẫn đến lớp học động, đại, thoải mái không phần hiệu Mơ hình ứng dụng trí tuệ nhân tạo Trí tuệ nhân tạo tạo dấu mốc, công nghệ cốt lõi thời kỳ cách mạng 4.0 với vô số ứng dụng thực tiễn đặc biệt phịng học thơng minh Nhóm nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo để tự động tối ưu hóa nhiều nhiệm vụ đơn giản, đem lại cho học sinh môi trường học tập tốt Với sứ mệnh mang đến phòng học tiện nghi, đại hiệu cho sinh viên giáo viên, nhóm tác giả phát triển tính điểm danh tự động sử dụng thị giác máy tính mà cụ thể công nghệ nhận diện khuôn mặt nhằm điểm danh học sinh với xác vào ra, từ kiểm sốt số lượng vắng hay danh sách học sinh tham gia đầy đủ tiết học Ngoài ra, lớp, hệ thống cịn đóng vai trị bảo vệ tự động, ghi nhận vào bất thường để báo cáo thống kê, lưu trữ làm chứng xảy thất thoát Hơn nữa, hệ thống trí tuệ nhân tạo cịn đưa vào nhằm tối ưu, tiết kiệm lượng theo số người phịng, từ giảm chi phí đáng kể q trình học tập giảng dạy Khơng điều khiển, mơ hình trí tuệ nhân tạo nhóm tác giả phát triển cịn áp dụng giúp giáo viên đánh giá tập học sinh từ trắc nghiệm đến luận, tự động chấm điểm, lỗi sai, cách giải chi tiết lưu trữ thông tin cho hệ thống thống kê phân tích giảng dạy Thêm vào đó, hệ thống trí tuệ nhân tạo giúp thu thập tất liệu trước mơi trường học tập, 2804 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 điểm số, tập học sinh, liệu chuyên cần tài liệu giảng dạy giáo viên để thống kê liệu lớn, từ cá nhân hóa khả học tập học sinh đưa hướng phát triển, giảng dạy phù hợp nhất, góp phần giúp lớp học ln diễn thuận lợi, có biện pháp kịp thời giải vấn đề phát sinh Vì điểm đó, việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo phịng học thơng minh đã, điểm sáng dự án chuyển đổi số giáo dục hướng đến tối ưu hóa hiệu theo dõi tiến học sinh cách đa dạng, toàn diện KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Thiết kế mơ hình Hệ thống thiết bị nghiên cứu bao gồm đa dạng thành phần từ yếu tố môi trường cảm biến nhiệt độ, độ ẩm đến thiết bị điều khiển đèn quạt, cơng tắc thơng minh Từ đó, cảm biến thu thập liệu liên tục, chuyển qua Server IoT hiển thị theo thời gian thực để quản lý, kiểm sốt dễ dàng, đồng thời lưu liệu hệ thống sở liệu cho phân tích, đánh giá sau (Hình 1) Ngồi ra, học sinh hay giáo viên cán cơng nhân viên hồn tồn điều khiển hệ thống thông qua thao tác phần mềm quản lý thiết bị Đối với thao tác phức tạp sử dụng trợ giảng ảo nhằm đánh giá tập điều khiển thiết bị giọng nói cần sử dụng đến AI Server Những liệu trí tuệ nhân tạo nhập từ phần mềm mà cụ thể trợ giảng ảo, sau thơng qua mơ hình trí tuệ nhân tạo để thành tín hiệu điện tử nhằm điều khiển hệ thống thiết bị thông minh Cuối hệ thống điểm danh chống trộm tự động camera, liệu hình ảnh từ camera nhập vào AI Server, từ sử dụng mơ hình trí tuệ nhân tạo nhằm nhận diện điểm danh học sinh có danh sách người lạ đột nhập, từ hiển thị theo thời gian thực lên hình quản lý, song song với lưu liệu vào sở liệu để phân tích thống kê Khơng thế, nhận diện học sinh, hệ thống gửi tín hiệu qua IoT Server để điều khiển thiết bị phát câu chào mừng báo động nhận dạng xâm nhập minh giáo dục 4.0 thông qua ba phần khác nhau: Điều khiển thiết bị, Phát triển nội dung giảng dạy Mơ hình ứng dụng trí tuệ nhân tạo Ngoài ra, nghiên cứu đề xuất mơ hình phịng học thơng minh phù hợp với điều kiện sở vật chất, phòng học thị trường mơ hình giáo dục Việt Nam đáp ứng đầy đủ tính kèm với công nghệ cốt lõi ứng dụng lĩnh vực Bên cạnh ý nghĩa tổng quan lý thuyết, nghiên cứu cịn hữu ích cho nhà đầu tư tham khảo nhằm tạo sản phẩm phù hợp với thị trường Việt Nam Đồng thời sinh viên, nghiên cứu sinh trang bị tranh lớn góc nhìn tồn cảnh phịng học thông minh bắt đầu nghiên cứu lĩnh vực Tuy nhiên, nghiên cứu hạn chế giới hạn cách tiếp cận phân tích cơng nghệ tính ứng dụng mơ hình phịng học thơng minh nên so sánh tính đặc điểm mà chưa so sánh ưu nhược điểm loại mơ hình phịng học thơng minh cụ thể Việc ứng dụng mơ hình phịng học thơng minh vào thực tiễn gặp nhiều thuận lợi xu hướng chuyển đổi số giáo dục Việt Nam Đặc biệt giáo dục STEM, giáo dục trải nghiệm Việc đưa tính phịng học thơng minh với cơng nghệ, đặc điểm đề xuất giáo viên học sinh vừa trải nghiệm công nghệ, vừa minh hoạ ứng dụng khoa học kỹ thuật cách gần gũi, sinh động theo chủ đề STEM Tuy nhiên, việc đóng gói phịng học thơng minh thành giải pháp với chi phí hợp lý, dễ sử dụng bảo trì, cải tiến thách thức Việt Nam Từ kết cơng trình, hướng phát triển tương lai nghiên cứu chia làm hai phần khác Thứ nhất, nghiên cứu chấp nhận người dùng giáo viên, học sinh tính phịng học thơng minh để từ đề xuất chiến lược tuỳ biến mơ hình tuỳ theo nhóm khách hàng sử dụng chiến lược để thúc đẩy việc khai thác ứng dụng mô hình phịng học thơng minh Hướng nghiên cứu thứ hai sâu vào vấn đề phát triển ứng dụng kỹ thuật, công nghệ cốt lõi trợ giảng ảo, điều khiển thiết bị, điểm danh tự động, phân tích cảm xúc với AI… để xây dựng phịng học thông minh khả thi mặt kỹ thuật, tối ưu chi phí khả chuyển giao cho sử dụng thực tiễn cho trường học Việt Nam KẾT LUẬN LỜI CẢM ƠN Thơng qua nghiên cứu này, nhóm tác giả khái quát công nghệ cốt lõi, ứng dụng hướng phát triển lĩnh vực phịng học thơng Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) khuôn khổ Đề tài mã số C2020-34-01 2805 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 Hình 1: Mơ hình đề xuất cho phịng học thơng minh DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AI: Trí tuệ nhân tạo AIED: Trí tuệ nhân tạo giáo dục IoT: Internet vạn vật STEM: Khoa học – Công nghệ - Kỹ thuật – Tốn học VR/AR: Cơng nghệ thực tế ảo / Công nghệ thực tế ảo tăng cường XUNG ĐỘT LỢI ÍCH Nhóm tác giả xin cam đoan khơng có xung đột lợi ích cơng bố báo ĐĨNG GĨP CỦA CÁC TÁC GIẢ Lê Hồnh Sử, Trần Anh Thuận, Trương Đăng Huy, Nguyễn Quang Hưng Nguyễn Anh Tuấn đóng góp việc khảo sát nghiên cứu mơ hình liên quan, đề xuất phương pháp tiếp cận, xây dựng giải pháp tổng thể cho hệ thống đánh giá khả thi giải pháp Lê Hồnh Sử đóng góp thiết kế kiến trúc giải pháp, Trương Đăng Huy đóng góp quy trình tổ chức liệu, Trần Anh Thuận đóng góp xây dựng mơ hình phịng học thơng minh, Nguyễn Quang Hưng đóng góp kiểm thử mơ hình xây dựng, Nguyễn Anh Tuấn đóng phần đề xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO 2025, định hướng đến năm 2030 Ha Noi; 2020; Fernandes N Economic effects of coronavirus outbreak (COVID-19) on the world economy IESE Business School Working Paper 2020;Available from: https://doi.org/10.2139/ ssrn.3557504 Hwang GJ Definition, framework and research issues of smart learning environments - a context-aware ubiquitous learning perspective Smart Learning Environments 2014 Nov; 1(4);Available from: https://doi.org/10.1186/s40561-014-00045 Zhu ZR, Yu MH, Riezebos P A reasearch framework of smart education Smart Learning Environments 2016 March; 3(4);Available from: https://doi.org/10.1186/s40561-016-00262 Cebrián G, Palau R, Mogas J The Smart Classroom as a means to the development of ESD methodologies Sustainability 2020 January; 12(7): 12(7):3010;Available from: https://doi org/10.3390/su12073010 Southgate E, Blackmore K, Pieschl S, Grimes S, McGuire J, Smithers K Artificial intelligence and emerging technologies (virtual, augmented and mixed reality) in schools: A Canberra: The Australian Government; 2019; ChinjuPaul, Sunitha C, Amail G AN IoT BASED SMART ENVIRONMENT FOR CLASSROOMS International Journal of Pure and Applied Mathematics 2018; 119(16): 119(16):239-245; Huang L, Su J, Pao T A context aware smart classroom architecture for smart campuses Applied Sciences 2019 January; 9(9): 9(9):1837;Available from: https://doi.org/10.3390/ app9091837 Saini M, Goel N How Smart Are Smart Classrooms? A Review of Smart Classroom Technologies ACM Computing Surveys (CSUR) 2019 December; 52(6): 52(6):1-28;Available from: https://doi.org/10.1145/3365757 10 Dalwadi D, Mehta Y, Macwan N Face Recognition-Based Attendance System Using Real-Time Computer Vision Algorithms In International Conference on Advanced Machine Thủ tướng Chính Phủ, Quyết định số 749/QĐ-TTg ngày 03/06/2020 Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2806 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kinh tế - Luật Quản lý, 6(2):2800-2808 Learning Technologies and Applications; 2020; Springer, Singapore p 39-49;Available from: https://doi.org/10.1007/978981-15-3383-9_4 11 Halder R CRSDMP Deep Learning-Based Smart Attendance Monitoring System In Proceedings of the Global AI Congress; 2020; Springer, Singapore p 101-115;Available from: https: //doi.org/10.1007/978-981-15-2188-1_9 12 Sánchez-Díaz X, Ayala-Bastidas G, Fonseca-Ortiz P, Garrido L A knowledge-based methodology for building a conversational chatbot as an intelligent tutor In Mexican International Conference on Artificial Intelligence; 2018; Springer, Cham p 165175;Available from: https://doi.org/10.1007/978-3-030-044978_14 13 Laiq M DO Chatbot-based interview simulator: A feasible approach to train novice requirements engineers In 10th International Workshop on Requirements Engineering Education and Training (REET); 2020; IEEE p 1-8;Available from: https: 2807 //doi.org/10.1109/REET51203.2020.00007 14 Humble N, Mozelius P Teacher-supported AI or AI-supported teachers? In Proceedings of the European Conference on the Impact of Artificial Intelligence and Robotics (ECIAIR 2019), Oxford, UK; 2019; England: Academic Conferences and Publishing International Limited p 157-164; 15 Gupta N, Sharma P, Deep V, Shukla V Automated Attendance System Using OpenCV In 8th International Conference on Reliability, Infocom Technologies and Optimization (Trends and Future Directions) (ICRITO); 2020; IEEE p 1226-1230;Available from: https://doi.org/10.1109/ICRITO48877.2020.9197936 16 Srivastava M, Kumar A, Dixit A, Kumar A Real Time Attendance System Using Face Recognition Technique In International Conference on Power Electronics & IoT Applications in Renewable Energy and its Control (PARC); 2020; IEEE p 370373;Available from: https://doi.org/10.1109/PARC49193.2020 236628 Science & Technology Development Journal – Economics - Law and Management, 6(2):2800-2808 Research Article Open Access Full Text Article Propose a smart classroom model to enhance education experience in industrial revolution 4.0 era Le Hoanh Su* , Tran Anh Thuan, Truong Dang Huy, Nguyen Quang Hung, Nguyen Anh Tuan ABSTRACT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Industry 4.0 has changed many areas of life, among which education is one of the fields with the most impact Education 4.0 is increasingly developing in the world, and the concept of smart education is becoming a current trend, especially in the context of the Covid-19 pandemic The application of new technologies such as Artificial Intelligence (AI) and Internet of Things (IoT) in training is also increasingly of interest globally, and Vietnam is no exception The rapid growth of Industry 4.0, and Smart Education with Smart City development and the Covid-19 pandemic in Vietnam, have accelerated the burgeoning of Smart Classroom These advances have given rise to various applications in several areas of society, ranging from digital transformation to managing and automating simple tasks Foreseeing that trend, in this study, the authors reviewed the most typical research works on smart classrooms in the world and outlined the respective research directions and core technologies to build a smart classroom Consequently, in this study, we reviewed the most advanced works about Smart Classroom in the world and summarized the current research directions as well as the corresponding primary functions Besides, we also proposed the Smart Classroom model applied Artificial Intelligence and the Internet of Things which will be suitable for the facilities, culture, as well as the Vietnamese market and education environment Bringing these features of the smart classroom with proposed technologies and features will help teachers and students experience the technology and illustrate the application of science and technology in a close and vivid way STEM topics in the context of Education 4.0 development in Vietnam Key words: education 4.0, smart education, smart classroom, artificial intelligence, internet of things University of Economics and Law, VNUHCM, Vietnam Correspondence Le Hoanh Su, University of Economics and Law, VNUHCM, Vietnam Email: sulh@uel.edu.vn History • Received: 19/03/2021 • Accepted: 25/05/2022 ã Published: 30/6/2022 DOI : 10.32508/stdjelm.v6i2.783 Copyright â VNUHCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Su L H, Thuan T A, Huy T D, Hung N Q, Tuan N A Propose a smart classroom model to enhance education experience in industrial revolution 4.0 era Sci Tech Dev J - Eco Law Manag.;6(2):2800-2808 2808 ... công nghệ cốt lõi công nghiệp 4. 0 nâng tầm giảng dạy học tập học sinh, giáo viên nói riêng giáo dục nói chung thông qua ứng dụng tiêu biểu điểm danh tự động 7, 10, 11, 14 , điều khiển theo dõi môi... mơ hình phịng học thơng minh vào thực tiễn gặp nhiều thuận lợi xu hướng chuyển đổi số giáo dục Việt Nam Đặc biệt giáo dục STEM, giáo dục trải nghiệm Việc đưa tính phịng học thơng minh với công. .. Environments 20 14 Nov; 1 (4) ;Available from: https://doi.org/ 10. 1186/s 405 61 -0 14- 00 04 5 Zhu ZR, Yu MH, Riezebos P A reasearch framework of smart education Smart Learning Environments 201 6 March; 3 (4) ;Available