Xây dựng khóa học trực tuyến trên cơ sở tích hợp các công nghệ sử dụng XBlock trên nền Open edX

Chuyển đổi số trong trường đại học hiện nay đang diễn ra hết sức mạnh mẽ trên thế giới và ở Việt Nam. Một trong những vấn đề quan trọng trong đó là hệ thống học liệu và giảng dạy trực tuyến qua mạng Internet. Bài viết trình bày việc tiến hành nghiên cứu về XBlock, qui trình tạo ra XBlock và tích hợp các công nghệ, tính năng khác nhau vào khóa học trực tuyến thông qua XBlock.

SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 XÂY DỰNG KHÓA HỌC TRỰC TUYẾN TRÊN CƠ SỞ TÍCH HỢP CÁC CƠNG NGHỆ SỬ DỤNG XBLOCK TRÊN NỀN OPEN EDX BUILDING ONLINE COURSES BASED ON THE INTEGRATION OF TECHNOLOGIES USING XBLOCK ON EDX PLATFORM Hà Mạnh Đào*, Dư Đình Viên, Nguyễn Văn Thắng, Phạm Văn Hiệp, Hồng Văn Hồnh TĨM TẮT Chuyển đổi số trường đại học diễn mạnh mẽ giới Việt Nam Một vấn đề quan trong hệ thống học liệu giảng dạy trực tuyến qua mạng Internet Nền tảng open edX MOOC mã nguồn mở sử dụng phổ biến trường đại học giới Open edX hỗ trợ công nghệ mới, đại AI, điện tốn đám mây, cơng nghệ VR/AR, phịng thí nghiệm ảo… Trong Open edX có thành phần quan trọng đem lại mềm dẻo, dẽ ràng mở rộng cho phép tạo khóa học trực tuyến hiệu quả, tùy biến theo người sử dụng XBlock Trong báo này, tiến hành nghiên cứu XBlock, qui trình tạo XBlock tích hợp cơng nghệ, tính khác vào khóa học trực tuyến thông qua XBlock Kết nghiên cứu thử nghiệm minh chứng khả xây dựng lên khóa học trực tuyến với tích hợp công nghệ khác sử dụng XBlock khả thi triển khai ứng dụng thực tế ĐẶT VẤN ĐỀ Open edX tảng mã nguồn mở, miễn phí cho phép triển khai khóa đào tạo trực tuyến lớn giới (MOOC) [1, 2, 3] Open edX có kiến trúc cho phép hỗ trợ tích hợp nhiều cơng nghệ khác để tạo khóa học hiệu Tổ chức hệ thống học trực tuyến Open edX thể hình [4] Từ khóa: XBlock, Open edX, MOOC, học trực tuyến, mã nguồn mở, học liệu mở ABSTRACT Digital transformation in University is currently taking place very strongly in the world and Vietnam One of the important issues in that is the system of online learning materials and online teaching via the Internet The Open edX platform is an open source MOOC that is now commonly used in universities around the world Open edX supports new and modern technologies such as AI, cloud computing, VR/AR technology, virtual laboratories… In Open eDX there is an important component that is XBlock XBlock brings flexibility, ease of use to courses, and allows users to create effective, customized online courses of their own In this article, we conduct research on XBlock, the process of creating XBlock and the integrating different technologies and features into an online course through XBlock Experimental research results have proven that it is possible to build online courses with the integration of different technologies using XBlock and it is possible to implement the application in practice Keywords: XBlock, Open edX, MOOC, online teach, open source, courseware Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội * Email: daohm@haui.edu.vn Ngày nhận bài: 02/6/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 15/7/2021 Ngày chấp nhận đăng: 25/8/2021 Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Hình Hệ thống học trực tuyến Open edX Một thành phần cốt lõi Open edX mà cho phép tạo khóa học, mở rộng nhiều tính cho khóa học tích hợp nhiều cơng nghệ vào khóa học XBlock Open edX Hình thể vai trị, vị trí Xblock hệ thống học trực tuyến Open edX XBlock kiến trúc thành phần cho phép khóa học xây dựng thơng qua việc sử dụng thành phần tùy chỉnh Nó cho phép người phát triển tạo thành phần khóa học độc lập riêng họ mà hoạt động ghép nối với thành phần khác XBlock cho phép người phát triển mở rộng khả khóa học trực tuyến Tính linh hoạt XBlock làm cho Open edX trở thành tảng mạnh mẽ giảng dạy trực tuyến Với vai trò quan XBlock tảng Open edX vậy, báo sâu vào việc phát triển tích hợp cơng nghệ khác VR/VA, AI, điện tốn đám mây, Vol 57 - No (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 55 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ giảng chuẩn SCORM… cho khóa học thơng qua XBlock [4, 5] P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 • Phân đoạn (Fragments): phần trang Web trả từ phương thức hiển thị XBlock Nó bao gồm tệp HTML, JS, CSS • XBlock con: XBlock chứa XBlock dạng cấu trúc phân cấp XBlock • Runtimes: XBlock SDK, edX LMS, edX Studio • Xử lý kiện (Event Handler): Các kiện trả máy chủ trình duyệt để thu thập thông tin tương tác với phần mềm học liệu Trong khóa học, kiện chủ yếu XBlock phát sinh kiện trình đánh giá điểm người học sinh Hình Vai trị, vị trí XBlock Phần lại báo tổ chức sau: phần đề cập đến cấu trúc XBlock, cách xây dựng triển khai XBlock Open edX; phần phần báo Trong phần tiến hành xây dựng XBlock tích hợp cơng nghệ thơng qua XBlock để xây dựng khóa học hiệu quả; phần phần thực nghiệm khóa học với XBlock cuối phần kết luận báo XÂY DỰNG XBLOCK TRÊN NỀN OPEN EDX Hình Các thành phần XBlock 2.2 Các bước xây dựng XBlock Để xây dựng XBlock cần phải thực qua bước (hình 4): Cài đặt phần mềm tiên quyết, cài đặt XBlock SDK mơi trường ảo sau tạo XBlock [5, 6] XBlock API open edX phát triển với ngôn ngữ Python Open edX cung cấp thư viện XBlock SDK cho phép người sử dụng phát triển XBlock riêng XBlock giống ứng dụng Web thu nhỏ: chúng trì trạng thái lớp lưu trữ, tự hiển thị thơng qua khung nhìn xử lý hành động người dùng thông qua trình xử lý XBlock khác với ứng dụng Web chỗ chúng hiển thị phần nhỏ trang Web hoàn chỉnh Giống thẻ HTML , XBlock đại diện cho thành phần nhỏ đoạn văn bản, đoạn video, trường nhập có nhiều lựa chọn; lớn phần, chương tồn khóa học XBlock thiết kế xây dựng phải đáp ứng hai tiêu chí cốt lõi: • XBlock phải độc lập với XBlock khác, có nghĩa người sử dụng sử dụng XBlock mà khơng phụ thuộc vào người khác • Chúng hoạt động với XBlock khác, có nghĩa người sử dụng kết hợp XBlocks theo cách linh hoạt cho người dùng [5] 2.1 Cấu trúc Xblock Cấu trúc XBlock gồm thành phần (hình 3): • Trường (Fields): Để lưu trữ trạng thái Block • Phương thức (Methods): Để xác định hành vi XBlock 56 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (8/2021) Hình Các bước xây dựng XBlock Trong bước 1, người sử dụng cần tiến hành cài đặt điều kiện tiên bao gồm ngôn ngữ Python, công cụ Git môi trường ảo Python (env) để phát triển XBlock Bước tiến hành cài đặt SDK XBlock lên môi trường ảo Cụ thể bước thực việc tạo thư mục làm việc, tạo kích hoạt mơi trường ảo, chép cài đặt XBlock SDK Và bước cuối xây dựng XBlock Trong bước người sử dụng phải thực bước sau: Bước 1: Sử dụng XBlock SDK để tạo thành phần cốt lõi XBlock Bước 2: Cài đặt XBlock vào môi trường máy ảo (env) Bước 3: Tạo CSDL SQLite Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Bước 4: Chạy Server XBlock SDK Bước 5: Chạy test thử với trình duyệt kiểm tra XBlock tạo tiến hành thiết kế XBlock Chatbot, XBlock SCORM XBlock VR/AR Hình biểu đồ thiết kế XBlock XÂY DỰNG KHOA HỌC TRÊN CƠ SỞ TÍCH HỢP CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG XBLOCK XBlock open edX cho phép người sử dụng dễ dàng mở rộng tích hợp tính năng, cơng nghệ khác vào khóa học để đáp ứng nhu cầu người học Trong báo này, sử dụng XBlock để tích hợp cơng nghệ VR, AI, chuẩn SCORM đám mây vào khóa học Cụ thể: - Tích hợp giảng dạng VR - Tích hợp Chatbot (AI) - Tích hợp giảng chuẩn SCORM - Tích hợp đám mây OpenStack GCloud Quá trình thực sau: Bước 1: Tạo XBlock thành phần gồm XBlock VR, XBlock Chatbot, XBlock SCORM, XBlock OpenStack sở XBlock Hastexo Bước 2: Tạo khóa học open edX (bản chất XBlock) a) Bước 3: Tích hợp XBlock tạo bước nhờ tính nâng cao hỗ trợ open edX Bước 4: Kiểm tra, chạy thử tinh chỉnh Hình thể khóa học mở rộng tính với số cơng nghệ khác tích hợp thơng qua XBlock Trong mơ hình có hai loại XBlock đặc biệt quan trọng việc tạo môi trường học phức tạp, phân tán phịng thí nghiệm ảo VLAB việc kết nối đám mây với XBlock Hastexo VLAB nhằm mục đích tăng cường việc học môn khoa học kỹ thuật thông qua thí nghiệm biểu diễn Các thử nghiệm thiết kế dạng mơ kích hoạt từ xa Phịng thí nghiệm kích hoạt từ xa cho phép người dùng kết nối với thiết bị thực trình duyệt web Xblock Hastexo cho phép tích hợp với đám mây OpenStack GCloud để tổ chức kháo học phân tán phức tạp b) Hình Khóa học có tích hợp cơng nghệ với XBlock THỰC NGHIỆM 4.1 Thiết kế XBlock Trong phân thực nghiệm tiến hành xây dựng số XBlock tích hợp vào khóa học Cụ thể chúng tối Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn c) Hình Biểu đồ XBlock điểm danh (a); Biểu đồ Xblock VR (b); Biểu đồ Xblock SCORM (c) Vol 57 - No (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 57 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 4.2 Cấu trúc XBlock Hình cấu trúc XBlock Chatbot điểm danh, XBlock VR, XBlock SCORM Trong đó: • Thư mục html chứa giao diện với người sử dụng • Thư mục js: Chứa phương thức xử lý phía người dùng • Thư mục css: Định dạng css cho file myxblock.html a) b) c) Hình XBlock Chatbot (a); XBlock VR (b); XBock SCORM (c) 4.3 Kết Các XBlock sau tích hợp vào khóa học chạy thử, kết cho phép tạo khóa học với tính mở rộng XBlock tích hợp vào Hình kết chạy tính điểm danh khóa học Trong thử nghiệm Chatbot tự động điểm danh người học theo thời gian định trước đặt thời gian ngẫu nhiên Học viên có nhiệm vụ trả lời điểm danh sau khoảng thời gian định trước 58 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ● Tập 57 - Số (8/2021) Hình Kết chạy Chatbot điểm danh KẾT LUẬN XBlock Open edX thực công cụ mạnh phát triển hệ thống giảng dạy trực tuyến, thời đại diễn việc chuyển đổi số trường học nói chung, trường đại học nói riêng Nó cho phép thúc đẩy việc chuyển đổi số trường học diễn nhanh hơn, thuận lợi Trong báo nghiên cứu XBlock, qui trình tạo XBlock ứng dụng vào xây dựng khóa học trực tuyến với tích hợp nhiều cơng nghệ khác thơng qua XBlock Kết thử Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn SCIENCE - TECHNOLOGY P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 nghiệm cho thấy khóa học xây dựng sử dụng XBlock để tích hợp tính khác đem lại cho khóa học hiệu quả, tùy biến theo nhu cầu người sử dụng Thời gian tiếp tới chúng tơi hồn thiện qui trình thiết kế khóa học tùy biến cá nhân người học với XBlock; xây dụng khóa học phức tạp dựa cơng nghệ đám mây di động với OpenStack GCloud LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thông qua đề tài nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ năm 2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vladimir L Uskov, Robert J Howlett, Lakhmi C Jain, 2020 Smart Education and e-Learning 2020 Springer [2] Dmitry Mouromtsev and al., 2016 Metadata Extraction from Open edX Online Courses Using Dynamic Mapping of NoSQL Queries Conference: the 25th International Conference Companion Project: MSII (MOOCs, Semantics, Improvement, Individualization) [3] Héctor J Pijeira Díaz and al., 2014 Towards the Development of a Learning Analytics extension in Open edX https://www.researchgate.net/publication/280099474 [4] https://open.edx.org/the-platform/ [5] https://edx.readthedocs.io/projects/edx-developer- guide/ en/ latest /architecture.html [6] Micheal Amigot, 2014 The Ultimate guide to Open edX New York: IBL Studios Education [7] https://edx.readthedocs.io/projects/xblock-tutorial en/latest/overview/ introduction.html AUTHORS INFORMATION Ha Manh Dao, Du Dinh Vien, Nguyen Van Thang, Pham Van Hiep, Hoang Van Hoanh Hanoi University of Industry Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol 57 - No (Aug 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 59 ... HỢP CÁC CƠNG NGHỆ SỬ DỤNG XBLOCK XBlock open edX cho phép người sử dụng dễ dàng mở rộng tích hợp tính năng, cơng nghệ khác vào khóa học để đáp ứng nhu cầu người học Trong báo này, chúng tơi sử. .. phần phần thực nghiệm khóa học với XBlock cuối phần kết luận báo XÂY DỰNG XBLOCK TRÊN NỀN OPEN EDX Hình Các thành phần XBlock 2.2 Các bước xây dựng XBlock Để xây dựng XBlock cần phải thực qua bước... cách xây dựng triển khai XBlock Open edX; phần phần báo Trong phần chúng tơi tiến hành xây dựng XBlock tích hợp cơng nghệ thơng qua XBlock để xây dựng khóa học hiệu quả; phần phần thực nghiệm khóa