Nghiên cứu giải pháp ứng dụng công nghệ e learning tại trường đại học kiến trúc hà nội

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - HOÀNG THỊ THÙY DUNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ E-LEARNING TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐỀ ÁN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - Năm 2023 ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập hồn thành đề án tốt nghiệp, học viên muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến hỗ trợ, động viên từ thầy cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên, học viên muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Vũ Văn Thỏa, người thầy tận tâm cung cấp cho học viên nhận xét, hướng dẫn quan trọng để học viên lựa chọn đề tài hướng dẫn trực tiếp suốt trình nghiên cứu hoàn thành đề án tốt nghiệp Em xin chân thành cám ơn thầy cô giáo học viện tạo điều kiện giúp đỡ học viên hoàn thành khoá học cao học Xin chân thành cám ơn lãnh đạo, đồng nghiệp nơi công tác, gia đình bạn bè tạo điều kiện để học viên hồn thành khố học Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2023 iii MỤC LỤC BẢN CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ E-LEARNING VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN .1 1.1 Giới thiệu chung E-Learning 1.1.1 Khái niệm E-Learning 1.1.2 Mơ hình hoạt động hệ thống E-Learning 1.1.3 Hình thức triển khai đối tượng E-learning 1.1.4 Một số hệ thống công nghệ triển khai E-learning 1.1.5 Một số ưu điểm hạn chế E-learning 1.2 Xu hướng phát triển E-learning giới Việt Nam .11 1.2.1 Xu hướng phát triển E-learning giới 11 1.2.2 Thực trạng phát triển ứng dụng E-learning Việt Nam 12 1.3 Các điều kiện để triển khai hiệu E-learning 13 1.3.1 Xây dựng mục tiêu triển khai E-Learning phù hợp 13 1.3.2 Xây dựng hạ tầng đa tảng cho E-Learing 13 1.3.3 Xây dựng hệ thống học liệu điện tử cho E-Learing 14 1.3.4 Xây dựng công cụ tương tác 14 1.4 Kết chương 15 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG QUẢN LÝ HỌC TẬP VÀ CHUẨN ĐÓNG GÓI BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TRONG E-LEARNING 16 2.1 Hệ thống quản lý học tập E-Learing 16 2.1.1 Giới thiệu chung .16 2.1.2 Mơ hình chức hệ thống LMS .17 2.2 Khảo sát hệ thống Moodle 19 2.2.1 Giới thiệu hệ thống Moodle .19 2.2.2 Mô hình chức Moodle .21 2.3 Khảo sát chuẩn đóng gói giảng điện tử SCORM 23 iv 2.3.1 Giới thiệu SCORM 24 2.3.2 Khảo sát SCORM 2004 25 2.3.3 Ứng dụng chuẩn SCORM xây dựng giảng điện tử E-learning 30 2.4 Kết luận chương 35 CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI HỆ THỐNG E-LEARNING TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI .36 3.1 Thực trạng yêu cầu ứng dụng E-learning trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 36 3.1.1 Giới thiệu chung trường Đại học kiến trúc Hà Nội 36 3.1.2 Thực trạng ứng dụng ứng dụng E-learning trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 41 3.2 Đề xuất giải pháp triển khai hệ thống E-learning cho trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 48 3.2.1 Giải pháp hạ tầng kỹ thuật 48 3.2.2 Giải pháp hệ thống phần mềm .49 3.2.3 Giải pháp xây dựng học liệu điện tử 52 3.3 Thử nghiệm số thành phần hệ thống E-learning triển khai trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 52 3.3.1 Nội dung kết thử nghiệm .52 3.3.2 Nhận xét đánh giá kết thử nghiệm 65 3.4 Kết chương 66 KẾT LUẬN 67 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình hệ thống E-learning Hình 1.2 Mơ hình hoạt động hệ thống E-learning .3 Hình 1.3 Mơ hình hệ thống E-learning dựa dịch vụ Web Hình 1.4: Phần mềm dạy học trực tuyến Google Classroom .6 Hình 1.5: Phần mềm dạy học trực tuyến Zoom Meeting Hình 1.6: Phần mềm dạy học trực tuyến Microsoft Teams .8 Hình 2.1: Mơ hình chức hệ thống LMS .18 Hình 2.2: Mơ hình chức sư phạm Moodle 21 Hình 2.3: Mơ hình thành phần chuẩn SCORM 25 Hình 2.4: Sự khác biệt “SCO” với “Asset” .26 Hình 2.5: Cấu trúc CO .27 Hình 2.6: Resource Manifest 29 Hình 2.7: Các File hệ thống SCORM 31 Hình 2.8: Nội dung file imsmanifest.xml 32 Hình 3.1 Hiện trạng phòng máy chủ Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 43 Hình 3.2 Sơ đồ mạng nội Trường 44 Hình 3.3 Sơ đồ kết nối switch 44 Hình 3.4: Mơ hình kiến trúc 48 Hình 3.5 Sơ đồ quy trình trang tín người học 53 Hình 3.6 Giao diện cổng tín .54 Hình 3.7: Giao diện phân quyền người dùng 55 Hình 3.8: Giao diện Chương trình đào tạo 55 Hình 3.9: Giao diện đăng ký tín sinh viên 56 Hình 3.10: Giao diện hiển thị học phí sinh viên 56 Hình 3.11: Giao diện tốn học phí sinh viên 57 57 Hình 3.12: Giao diện thay đổi mật 57 Hình 3.13: Giao diện điểm học phần 58 Hình 3.14: Thông tin cá nhân sinh viên .58 vi Hình 3.15: Lịch thi sinh viên 59 Hình 3.16: Thơng tin lịch học 59 Hình 3.17: Màn hình thơng báo 60 Hình 3.18: Sơ đồ quy trình xây dựng thời khóa biểu 61 Hình 3.19: Giao diện phần mềm .61 Hình 3.20: Giao diện lập kế hoạch Thời khóa biểu 62 Hình 3.21: Tạo kế hoạch 63 Hình 3.22: Giao diện chọn mơn học cho khóa, lớp 63 Hình 3.23: Giao diện xếp tiết học chi tiết môn học 64 Hình 3.24: Giao diện xếp thời khóa biểu chi tiết cho môn học 64 vii MỞ ĐẦU Trong thời kỳ kinh tế đại, kinh tế toàn cầu chuyển dịch hướng tới kinh tế tri thức Điều đặt yêu cầu cấp bách cần nâng cao hiệu chất lượng giáo dục, đào tạo, đóng vai trị quan trọng tồn phát triển quốc gia, cơng ty, gia đình cá nhân Hơn nữa, việc học tập không giới hạn việc học phổ thơng, học đại học mà cịn kéo dài suốt đời E-learning chứng minh giải pháp đáng tin cậy hiệu để giải vấn đề nêu E-learning, viết tắt thuật ngữ "Electronic Learning," đề cập đến trình học tập giảng dạy xây dựng dựa công nghệ thông tin truyền thơng E-Learning hình thức sử dụng cơng nghệ thông qua tảng Internet để tổ chức trình giảng dạy Việc phân loại E-learning thành nhiều cấp độ mang lại linh hoạt đơn giản hóa q trình học tập Đơn giản việc đăng tải giảng tập lên hệ thống, tạo điều kiện cho người học tiếp cận dễ dàng Hơn nữa, E-learning cho phép giáo viên học viên tương tác trực tuyến mà không cần phụ thuộc vào hình ảnh, thơng qua sử dụng ứng dụng hộp thoại "chat" công cụ hỏi đáp trực tuyến Cuối cùng, có hệ thống hỗ trợ tương tác trực tuyến kết hợp hình ảnh, giống họp truyền hình (video conference), địi hỏi kết nối phức tạp nhiều điểm Vào đầu năm 2020, toàn cầu chứng kiến bùng phát mạnh mẽ đại dịch Covid-19, tạo nên chuyển đổi to lớn sang môi trường trực tuyến (online), Việt Nam ngoại lệ Đối với ngành giáo dục, công nghệ E-Learning đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo chuyển đổi Mặt khác, ngành giáo dục ngày phải đối mặt với thay đổi không riêng bậc giáo dục đại học mà bậc trung học, tiểu học Các chương trình giảng dạy khơng thiên lý thuyết cứng nhắc truyền thống mà việc thực hành cho học sinh, sinh viên trải nghiệm thực thụ, khuyến khích học sinh sinh viên chủ động tìm hiểu giảng tương tác nhiều với giáo viên điều hướng đến Chính mà ngành giáo dục phải đối mặt với nhiều thách thức hơn, không giúp học sinh, sinh viện viii phát triển tồn diện mà cịn cần phải tìm kiếm phương thức dạy học cách sáng tạo hiệu để thu hút học sinh, sinh viên vào giảng, khuyến khích học sinh sinh viên tương tác với giảng viên Đồng thời cần tạo điều kiện tối ưu để các giáo viên chia ý tưởng, thực buổi phát triển cá nhân, trao đổi kinh nghiệm giảng viên trường phát triển liên kết quốc tế xuất sắc Để đáp ứng yêu cầu đó, việc áp dụng giải pháp E-Learning lĩnh vực giáo dục trở thành giải pháp tối ưu, mang lại cải tiến đáng kể nâng cao chất lượng giáo dục trường học Từ đó, học viên lựa chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ E-LEARNING TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI” cho đề án tốt nghiệp cao học * Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu: khảo sát, phân tích khía cạnh công nghệ Elearning đề xuất giải pháp triển khai ứng dụng hệ thống E-learning cho Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội - Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu E-learning công nghệ liên quan - Phạm vi nghiên cứu: cấu trúc, phương thức hoạt động E-learning đề xuất mơ hình thử nghiệm hệ thống E-learning phục vụ công tác đào tạo Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội * Phương pháp nghiên cứu: - Về mặt lý thuyết: tập hợp, khảo sát, phân tích tài liệu thơng tin có liên quan đến công nghệ E-learning - Về mặt thực nghiệm: Khảo sát tình hình thực tế Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đưa đề xuất giải pháp phù hợp để triển khai hệ thống E-learning Cấu trúc đề án gồm chương sau Chương 1: Tổng quan E-Learning vấn đề liên quan Chương 2: Nghiên cứu hệ thống quản lý học tập chuẩn đóng gói giảng điện tử E-Learning 62 c Chức phần mềm - Thiết lập ràng buộc: theo chương trình đào tạo, tham số tự động, tham số đánh giá, tham số di truyền, tham số thích nghi,… - Xếp TKB tự động theo thuật tốn di truyền có cải tiến Phần mềm phát triển tự động dựa vào API chạy trực tiếp máy chủ máy trạm gọi xếp tự động - Phần mềm đưa danh sách học phần chưa xếp tự động lý Hỗ trợ xếp TKB tự động theo số ràng buộc xác định trước - Xếp TKB thủ công thao tác kéo thả đơn giản - Tạo lớp Hệ thống mềm dẻo cung cấp liệu để phục vụ tính giảng với hệ đào tạo - Cảnh báo màu sắc mức độ trùng TKB xếp dự kiến vào thời gian dự định tín - Cho phép khoa tham gia xếp phân bổ giảng viên vào lịch thời khóa biểu Hình 3.20: Giao diện lập kế hoạch Thời khóa biểu Các bước xây dựng thời khóa biểu: Bước 1: Tạo Chọn Năm học->Học kỳ->chọn Tuần (tuần bắt đầu tuần kết thúc)->Tạo kế hoạch 63 Hình 3.21: Tạo kế hoạch Bước 2: Chọn mơn học Chọn khóa học->Lớp tín chỉ->Chọn mơn học dựa vào khung chương trình đào tạo->Lưu Hình 3.22: Giao diện chọn mơn học cho khóa, lớp Bước 3: Xếp tiết học cho môn học theo kế hoạch 64 Hình 3.23: Giao diện xếp tiết học chi tiết môn học ->Gen lớp định Bước 4: Xếp thời khóa biểu Quản lý tín chỉ->Xếp thời khóa biểu->chọn: Học kỳ, Năm học, Đợt học ->Tải liệu->Xếp DS Chọn môn học: Xếp thứ, tiết, tuần học, xếp phịng học tên Giảng viên ->Thốt Hình 3.24: Giao diện xếp thời khóa biểu chi tiết cho mơn học 65 d Trích lọc, báo cáo - Nhìn (trích lọc, in ấn, xuất file excel/word/pdf) thời khóa biểu theo tổng thể, phòng học, giảng viên, theo lớp, mơn, khoa - Xuất thời khố biểu Word, PDF Excel để người dùng chỉnh sửa thành mẫu báo cáo khác; - Nhìn in thời khố biểu theo phịng học để điều chỉnh xếp phịng học cho tối ưu - Nhìn in thời khố biểu theo giảng viên để điều chỉnh xếp giảng viên cho tối ưu - Nhìn in thời khố biểu theo lớp hành để xem xếp giãn cách hợp lý chưa để điều chỉnh; - Có thể thống kê tự động số lượng Sinh viên, học viên đăng ký học môn theo tiến độ chương trình đào tạo, học lại, học vượt trợ giúp cho việc lập kế hoạch xác định số lượng lớp học phần - Có thể thống kê in ấn số phòng học trống tầng/tòa nhà khoảng thời gian toàn kỳ - Có thể thống kế in ấn số buổi trống/số tiết trống phòng học/tầng/tòa nhà khoảng thời gian toàn kỳ 3.3.2 Nhận xét đánh giá kết thử nghiệm Ưu điểm hệ thống đề xuất: - Hệ thống phần mềm đề xuất phù hợp với quy định đào tạo Bộ Giáo dục Đào tạo hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội - Hệ thống phần mềm đề xuất dễ sử dụng, thuận tiện cho việc học tập sinh viên giảng dạy giảng viên - Hệ thống phần mềm đề xuất vận hành ổn định người sử dụng truy cập lúc nơi cần có Internet Nhược điểm hệ thống đề xuất Hệ thống phần mềm đề xuất xây dựng thời gian ngắn nên giao diện chưa đẹp mắt Hệ thống cần phải tiếp tục hoàn thiện 66 3.4 Kết chương Trong chương đề án khảo sát thực trạng yêu cầu ứng dụng E-learning hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Trên sở đó, đề án đề xuất giải pháp triển khai hệ thống E-Learning phù hợp hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đề án thử nghiệm triển khai hệ thống phần mềm phục vụ trình đăng ký tín sinh viên, xây dựng quản lý Thời khoá biểu học tập cho sinh viên Các kết thử nghiệm chứng tỏ hệ thống phần mềm phù hợp với yêu cầu quản lý đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 67 KẾT LUẬN Các kết đạt đề án Với mục tiêu nghiên cứu công nghệ E-Learning đề xuất giải pháp triển khai hệ thống E-learning phù hợp hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đề án đạt số kết sau đây: - Khảo sát tổng quan E-learning, thực tế triển khai E-Learning giới Việt Nam các vấn đề liên quan - Khảo sát điều kiện cần đảm bảo để triển khai hiệu công nghệ ELearning hoạt động đào tạo sở giáo dục đại học - Nghiên cứu hệ thống quản lý học tập E-Learning khảo sát hệ thống Moodle vấn đề liên qua triển khai hệ thống thực tế - Nghiên cứu chuẩn đóng gói giảng điện tử SCORM E-Learning Từ khảo sát giải thuật ứng dụng SCORM đóng gói giảng điện tử sử dụng thực tế - Khảo sát thực trạng đề xuất giải pháp triển khai hệ thống E-Learning phù hợp hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội - Tiến hành thử nghiệm module đăng ký tín học tập quản lý thời khoá biểu cho sinh viên hệ thống quản lý đào tạo dựa công nghệ E-Learning triển khai trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Các kết nghiên cứu đề án sử dụng tài liệu tham khảo trình triển khai vận hành E-Learning trình đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Hướng phát triển Tiếp tục nghiên cứu, đề xuất triển khai hệ thống phần mềm cho hệ thống E-Learning phù hợp hoạt động đào tạo trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 68 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Thế Công (2017) – “Mobile Learning – Công nghệ dạy học kỷ nguyên 4.0”, Kỷ yếu Hội thảo khoa học – “Đào tạo trực tuyến thời kỳ cách mạng công nghiêp 4.0”, 39-50 [2] Hà Viết Hải (2018), “Đóng gói học E-Learning” Tạp chí Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh số 3(81), 191-200 [3] Đậu Thị Lê Hiếu (2017) – “Nguyên tắc xu phát triển công nghệ E-Learning giới học kinh nghiệm cho giáo dục đại học Việt Nam”, Kỷ yếu Hội thảo khoa học – “Đào tạo trực tuyến thời kỳ cách mạng công nghiêp 4.0”, 279-292 [4] Lê Huy Hoàng, Lê Xuân Quang (2011),” E-Learning ứng dụng dạy học”, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội [5] Đinh Hùng (2005), "Mơ hình SCORM vấn đề chuẩn hóa E-Learning", Hội thảo E-Learning 2005 [6] Nguyễn Minh Tân (2015), “Nghiên cứu mơ hình đề xuất giải pháp đào tạo trực tuyến hỗ trợ số môn học, ngành học Đại học Thái Nguyên” – Tạp chí Khoa học cơng nghệ, 133(03)/1, 167 – 172 [7] Nguyễn Lê Hoàng Thụy, Tố Quyên, Chung Tuyết Minh, Nguyễn Văn Đại (2021), “ Nghiên cứu mơ hình lựa chọn E-Learning sinh viên đại học thành phố Hồ Chí Minh” – Tạp chí Kinh tế quản trị kinh doanh, 17(2), 35 – 49 [8] Phan Thanh Toàn (2017), “E-Learning 4.0 – Hệ thống học tập trực tuyến thông minh” - “Đào tạo trực tuyến thời kỳ cách mạng công nghiêp 4.0”, 123 – 130 Tiếng Anh [9] Beatrice Ghirardini (2011), “E-Learning methodologies: A guide for designing and developing E-Learning courses” - Food and Agriculture Organization of the United Nations [10] Edward R Jones (2002), "Implications of SCORM and Emerging E-Learning Standards on Engineering Education", Proceedings of the 2002 ASEE GulfSouthwest Annual Conference 69 [11] Som Naidu (2006), “E-Learning, A Guidebook of Principles, Procedures and Practices” (2nd ed) - Commonwealth Educational Media Center for Asia (CEMCA) [12] Hao Shi (2010), “Developing E-Learning Materials for software development course”, International Journal of Managing Information Technology (IJMIT), (2), 15 [13] Dietinger Thomas (2003), “Aspects of E-learning Environments” - Dissertation for the award of the Academic Trang Web [14] http://en.wikipedia.org/wiki/E-learning [15] http://www.docs.moodle.org [16] https://scorm.com/scorm-explained/ [17] https://hau.edu.vn/