E - Learning 4.0 - hệ thống học tập trực tuyến thông minh

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông E-Learning đã trở thành một xu thế học tập mới ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới, môi trường học tập E-Learning tạo ra cơ hội cho học viên khi tham gia các khóa học được tự do lựa chọn thời gian, trình độ và địa điểm thích hợp để học tập. Bài viết này sẽ trình bày cấu trúc của một hệ thống E-Learning thông minh dựa trên phương pháp dạy học thích ứng (Adaptive learning).

E-LEARNING 4.0 - HỆ THỐNG HỌC TẬP TRỰC TUYẾN THÔNG MINH ThS Phan Thanh Toàn Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin truyền thông E-Learning trở thành xu học tập Việt Nam nhiều nước giới, môi trường học tập E-Learning tạo hội cho học viên tham gia khóa học tự lựa chọn thời gian, trình độ địa điểm thích hợp để học tập Hệ thống E-Learning phân phối nội dung học thông qua công cụ điện tử đại máy tính, mạng Internet, Intranet… đó, nội dung học thể nhiều hình thức đa dạng phong phú text, audio, video, mô Ngồi ra, khơng có người dạy người học mà tất học viên tham gia đào tạo qua E-Learning dễ dàng giao tiếp với qua hệ thống mạng máy tính hình thức như: e-mail, thảo luận trực tuyến (chat), diễn đàn (forum), hội thảo video… Thậm chí nghe giọng nói nhìn thấy hình ảnh người giao tiếp hình Cùng với phát triển trí tuệ nhân tạo, hệ thống E-Learning khơng môi trường cung cấp học liệu kênh giao tiếp túy giảng viên học viên mà hệ thống cịn đóng vai trị hướng dẫn học tập tích cực Bài báo trình bày cấu trúc hệ thống E-Learning thông minh dựa phương pháp dạy học thích ứng (Adaptive learning) Từ khóa: E-Learning, adaptive learning, auto answer, learning management system Các giai đoạn phát triển E-Learning E-Learning hệ thống học tập trực tuyến qua môi trường mạng Internet, dựa tảng công nghệ web Từ đời với phát triển công nghệ E-Learning trải qua nhiều giai đoạn: E-Learning 1.0 (1993 - 2000): Giai đoạn hệ thống E-Learning chủ yếu cung cấp cho người học tài nguyên học tập dạng trang web tĩnh, nhiều cơng cụ để hỗ trợ người học trình học tập E-Learning 2.0 (2000 - 2010): Đây giai đoạn mà hệ thống E-Learning đơn cung cấp cho người học hệ thống nội dung học liệu hình thức text, video, kênh thảo luận nhóm dạng text E-Learning 3.0 - 4.0 (2010 - nay): Cùng với phát triển mạng ngữ nghĩa, phân tích hành vi, hệ thống E-Learning bắt đầu cung cấp cho người học nội dung học tập cách mềm dẻo, linh hoạt tùy theo hành vi tương tác người 123 học hệ thống, hệ thống E-Learning cung cấp cho người học nhiều công cụ hỗ trợ chat, video conference, online-S, thực ảo… Hình Mơ hình E-Learning truyền thống Học tập E-Learning có nhiều ưu điểm với người học như: • Khơng bị giới hạn không gian thời gian: Sự phổ cập rộng rãi Internet dần xoá khoảng cách thời gian khơng gian cho E-Learning Một khố học E-Learning chuyển tải qua mạng tới máy tính người học, điều cho phép học viên học lúc nơi đâu • Tính hấp dẫn: Với hỗ trợ công nghệ Multimedia, giảng tích hợp text, hình ảnh minh hoạ, âm tăng thêm tính hấp dẫn học Người học khơng cịn nghe giảng mà cịn xem ví dụ minh hoạ trực quan, chí cịn tiến hành tương tác với học nên khả nắm bắt kiến thức tăng lên • Tính linh hoạt : Một khố học E-Learning phục vụ theo nhu cầu người học, không thiết phải bám theo thời gian biểu cố định Vì người học tự điều chỉnh trình học, lựa chọn cách học phù hợp với hồn cảnh • Dễ tiếp cận truy nhập ngẫu nhiên: Bảng danh mục giảng cho phép học viên lựa chọn đơn vị tri thức, tài liệu cách tuỳ ý theo trình độ kiến thức điều kiện truy nhập mạng Học viên tự tìm kĩ học cho riêng với giúp đỡ tài liệu trực tuyến • Tính cập nhật: Nội dung khố học thường xuyên cập nhật đổi nhằm đáp ứng phù hợp tốt cho học viên 124 • Học có hợp tác, phối hợp (Collaborative learning): Các học viên dễ dàng trao đổi với qua mạng trình học, trao đổi học viên với giảng viên Các trao đổi hỗ trợ tích cực cho q trình học tập học viên Tuy nhiên, thách thức với hệ thống học tập E-Learning vấn đề tương tác giảng viên với học viên, đánh giá, phân tích tâm lý định hướng học viên phù hợp với lực cá nhân, cung cấp hoạt động nhằm rèn luyện hình thành kỹ cho học viên đặc biệt kỹ thao tác vận động Các đặc trưng E-Learning 4.0 E-Learning 4.0 bước phát triển mơ hình E-Learning 3.0 với việc đưa thêm vào hệ thống nhiều tiện ích hỗ trợ thơng minh cho học viên + Hệ thống theo dõi phân tích hành vi: hệ thống theo dõi trình học tập, tiến bộ, hành vi học viên qua đưa biện pháp khắc phục điểm yếu học viên Một thách thức phương thức học tập E-Learning phát điểm mấu chốt mà học viên chưa nắm khóa học qua đưa hành động thích hợp nhằm giúp học viên hiểu kiến thức tồn khóa học + Hỗ trợ thiết bị di động: thiết bị di động ngày sử dụng rộng rãi lực xử lý thiết bị di động ngày mạnh mẽ hơn, vậy, bên cạnh việc cung cấp hệ thống LMS tảng máy tính việc hỗ trợ hệ thống LMS cho thiết bị di động cần thiết hữu ích với học viên + Cá nhân hóa: hệ thống E-Learning 4.0, nội dung học tập cần hướng tới học viên cụ thể phân phối theo hình thức phân tán đến học viên cách đồng Một thách thức hệ thống E-Learning 4.0 tạo cân vai trị hệ thống tự động hóa, vai trò cá nhân (giảng viên, trợ giảng) phương pháp luận hoạt động dạy học + Game hóa nội dung học tập: trị chơi điện tử ngành cơng nghiệp mang lại lợi ích kinh tế lớn thu hút số người chơi lớn, E-Learning 4.0 cung cấp nội dung học tập cho học viên nhiều hình thức, game hóa hình thức ưa chuộng thu hút hứng thú lớn từ học viên, học viên không đơn học tập theo phương pháp truyền thống nghe giảng, làm tập thi cử, mà học viên cịn đóng vai vào nhân vật trò chơi phải vượt qua thách thức kiến thức liên quan đến nội dung mơn học 125 Hình Mơ hình E-Learning 4.0 tổng quát Xây dựng hệ thống E-Learning 4.0 Topica Để hỗ trợ học viên học tập tích cực theo dõi trình học tập, lĩnh hội kiến thức khóa học, hệ thống E-Learning Topica 4.0 xây dựng với ba thành phần LMS, AUTO ANSWER, ALS Hệ thống Auto answer Người học Người học Quản trị hệ thống Hệ thống LMS Hệ thống Adaptive Learning Người học Người học Hình Mơ hình hệ thống E-Learning Topica 4.0 3.1 Hệ thống LMS LMS hệ thống quản trị học tập theo mô hình E-Learning truyền thống, hệ thống cung cấp cơng cụ cho người quản trị học tập, học liệu dạng thức khác audio, text, video cho học viên, hệ thống cung cấp môi 126 trường tương tác giảng viên với học viên học viên với hệ thống diễn đàn, chat, hỏi đáp H2472… 3.2 Hệ thống Auto answer Đây hệ thống thiết kế dựa cơng nghệ trí tuệ nhân tạo nhằm tạo khả trả lời tự động câu hỏi, thắc mắc sinh viên liên quan đến chủ đề kế hoạch học tập, nội dung môn học… Với hỗ trợ hệ thống học viên nhận câu trả lời tức thay phải chờ đợi giải đáp từ giảng viên hay quản lý học tập Hệ thống gồm thành phần sau: Câu hỏi Q/A Question Identification Module Expert Module Best Fit Answer Finding Module Keyword Base Learning Resource Base Cập nhật Knowledge Base Computer ROM LMS DataBase FAQs DataBase Adapter Hình Mơ hình LMS tích hợp với hệ thống Auto answer 1) Keyword Base: tập từ khóa liên quan đến lĩnh vực học tập, học viên đặt câu hỏi (với câu hỏi đơn giản), hệ thống tự động tìm kiếm tập từ khóa để đưa giải thích cho học viên 127 2) LMS DataBase: sở tri thức môn học, học viên đặt câu hỏi liên quan đến nội dung môn học định nghĩa, khái niệm… hệ thống tìm kiếm sở tri thức đưa câu trả lời cho học viên 3) FQAs DataBase: sở tri thức câu hỏi câu trả lời chuyên gia ngành, giảng viên chuyên môn, giảng viên hướng dẫn cập nhật, học viên đặt câu hỏi (thường câu hỏi khó, cần có suy luận) hệ thống tự động tìm kiếm sở tri thức FQAs đưa gợi ý trả lời cho học viên 3.3 Hệ thống ALS (Adaptive Learning System) ALS hệ thống hỗ trợ học tập có sử dụng cơng nghệ trí tuệ nhân tạo nhằm định hướng học viên tốt q trình học tập Khơng giống hệ thống E-Learning truyền thống cung cấp cho học viên nội dung học tập cố định giống ALS cung cấp cho học viên nội dung học tập dựa nhu cầu, lực, phương pháp học tập… Hệ thống ALS thực phân tích hành vi, đánh giá q trình lĩnh hội kiến thức học viên lớp học để tự động điều chỉnh kế hoạch, nội dung, phương pháp nhằm giúp học viên lĩnh hội kiến thức cách tốt Mơ hình ALS gồm thành phần là: hệ thống cung cấp nội dung học tập cho học viên, hệ thống chiến lược hướng dẫn học viên, hệ thống kiểm tra đánh giá, tùy theo lực mức động lĩnh hội kiến thức học viên hệ thống ALS có chiến lược hướng dẫn phù hợp với học viên Với việc tích hợp module dựa trí tuệ nhân tạo, hệ thống ALS thay đổi nội dung, cách trình bày học liệu, lịch trình học tập cách phù hợp cho học viên dựa vào tương tác học viên với nội dung học tập hệ thống Hệ thống ALS gồm module là: Module học viên, Module kiến thức, Module thích ứng Module học viên: sử dụng để lưu trữ thông tin học viên thông tin cá nhân, đặc điểm liên quan đến khả nhận thức học viên, mức độ lực, sở thích, module nhằm mục đích giúp cho hệ thống đưa định hướng phương pháp dạy học phù hợp với học viên, sở liệu học viên khởi tạo ban đầu dựa vào khai báo học viên, sau hệ thống tự động cập nhật thay đổi thông tin học viên dựa công cụ đánh giá kiểm tra, kết điều tra, hệ thống theo dõi tương tác học viên hệ thống Module nội dung: module thực việc trình bày, tổ chức nội dung học tập theo chủ đề để cung cấp cho học viên, sơ đồ ánh xạ tài nguyên học tập cho học viên nội dung, nhiệm vụ, tương tác, kiểm tra… tích hợp module Tính quan trọng module phải phân rã nội dung học tập thành thành phần nhỏ tạo mối liên kết thành 128 phần đó, sau tạo sở liệu để lưu trữ nội dung học tập siêu liệu mối liên hệ thành phần, đặc trưng vật lý tài nguyên học tập (kiểu lưu trữ, định dạng ), đặc trưng tri thức (kiểu tri thức, mức độ dễ, khó…), định hướng giảng dạy… Module thích ứng: module đề xuất chiến lược dạy học phù hợp cho học viên thơng qua việc phân tích thơng tin học viên, tài nguyên học tập cung cấp cho học viên cách phù hợp, module sử dụng tập luật chế học máy để đưa phân tích xác đặc trưng, lực nhận thức, sở thích học viên hệ thống Module nội dung Module thích ứng CSDL khóa học CSDL luật Module học viên CSDL học viên Hình Mơ hình Adaptive learning Kết luận Trong xã hội đại kỷ nguyên công nghiệp 4.0, người cần phải học tập liên tục, học tập suốt đời để trang bị cho thân kiến thức liên tục thay đổi nhiều lĩnh vực Mơ hình học tập trực tuyến E-Learning lựa chọn phương thức tối ưu, cung cấp cho học viên mơi trường học tập chủ động, tích cực học tập lúc, nơi Tuy nhiên, mơi trường học tập có hạn chế địi hỏi tính chủ động, tích cực cao từ người học hệ thống khó theo dõi, quản lý, nhận biết trình tiến học viên trình học tập Bài báo trình bày mơ hình học tập trực tuyến với việc tích hợp cơng nghệ trí tuệ nhân tạo để tạo nhiều hệ thống hỗ trợ tích cực cho học viên trình học tập, hệ thống Auto answer với tích hợp sở tri thức từ chuyên gia, hệ thống học hỗ trợ trả lời câu hỏi cho học viên tức nhằm nâng cao dịch vụ hỏi/đáp cho học viên Hệ thống ALS hệ thống học tập thông minh theo mơ hình học tập thích ứng tiến hành xây dựng nội dung học tập, thu thập thông tin học viên, tương tác học viên hệ thống điều hướng học viên tới nội dung học tập thích hợp nhất, qua nâng cao tính hiệu hệ thống 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO N Radwan, An Adaptive Learning Management System Based on Learner’s Learning Style, International Arab Journal of e-Technology, Vol 3, No 4, June 2014 M.C.Murray, J.Pérez, Informing and Performing: A Study Comparing Adaptive Learning to Traditional Learning, Informing Science, the International Journal of an Emerging Transdiscipline Vol 18, 2015 Ms Paden Rinchen, Comparative Study of Techniques used for Automatic Evaluation of Free Text Answer, International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication, ISSN: 2321-8169, Vol Issue 12, 2014 130 .. .học hệ thống, hệ thống E- Learning cung cấp cho người học nhiều công cụ hỗ trợ chat, video conference, online-S, thực ảo… Hình Mơ hình E- Learning truyền thống Học tập E- Learning có... mơn học 125 Hình Mơ hình E- Learning 4.0 tổng quát Xây dựng hệ thống E- Learning 4.0 Topica Để hỗ trợ học viên học tập tích cực theo dõi trình học tập, lĩnh hội kiến thức khóa học, hệ thống E- Learning. .. quản lý học tập Hệ thống gồm thành phần sau: Câu hỏi Q/A Question Identification Module Expert Module Best Fit Answer Finding Module Keyword Base Learning Resource Base Cập nhật Knowledge Base Computer