Ở góc độ phát triển hệ thống IT, luận án đã đề xuất kiến trúc khung Học Tương tác Tích cực (ACeLF) để làm cơ sở phát triển các hệ học trực tuyến áp dụng vào thực tế
ngữ cảnh dạy – học đại học ở Việt Nam. Mô hình ACeLF của luận án dựa trên các nghiên cứu khảo sát và thử nghiệm thực tế của tác giả đối với việc dạy học trực tuyến nhằm đóng góp một ″khung mẫu chung″ cho cộng đồng e-Learning Việt Nam, khi mà chưa có một giải pháp chính thức và mang tầm quốc gia do chính phủ ban hành để
triển khai các hệ học có chất lượng. Hiện tại, kiến trúc khung này vẫn đang tiếp tục
được thử nghiệm thực tế trên các khóa học cụ thể của nhóm nghiên cứu và tiến đến xây dựng hoàn chỉnh với đầy đủ các chức năng của một hệ thống mang tính thích nghi.
135
CHƯƠNG 4
Kết luận & Hướng phát triển
Tóm tắt –
136
CHƯƠNG 4 – Kết luận & Hướng phát triển Kết luận
Như đã trình bày trong các chương chính của luận án, từ việc thiết kế dạy học trong một môi trường truyền thống cho đến việc phát triển một hệ học trực tuyến, và kể cả việc xây dựng các nội dung dạy học đều phải quan tâm đến vấn đề gắn kết tri thức sư phạm trong quá trình thực hiện. Tuy nhiên, vấn đề tin học hóa tri thức sư phạm là một bài toán khó, đặc biệt khi đứng ở góc độ của người phát triển hệ thống tin học (không phải là một chuyên gia sư phạm hay chuyên gia thiết kế dạy học). Từđó, câu hỏi trọng tâm của luận án được đặt ra, đó là việc ″làm thế nào để gắn kết tri thức sư
phạm vào việc biểu diễn nội dung tri thức và thiết kế nội dung dạy học?″. Dựa trên ý tưởng này, nghiên cứu của luận án đã lần lượt giải quyết bài toán chính và các bài toán phụ trợ qua những đóng góp như sau:
(1)Gắn kết các nguyên lý sư phạm cơ bản của việc dạy học, đó là tính chính xác, đầy
đủ, và hợp lí vào việc xây dựng mô hình nội dung tri thức – đề xuất mô hình
Knowledge Graph (KG). Mô hình cho phép biểu diễn một cách tường minh thành
phần cơ sở của nội dung dạy học, đó là ý giảng chính – Prime Idea (PI) và mối quan hệ giữa các PI. Trong đó, tính hợp lí về trình tự của các PI (hay sự nhất quán về thứ tự trình bày của các kiến thức cơ sở) được tin học hóa hoàn toàn. Nhờ vậy, trong quá trình triển khai và tái sử dụng nội dung, các tính chất ở trên sẽ dễ dàng
được đảm bảo hơn, đặc biệt là trong việc xây dựng nội dung dạy học đối với các
giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm (trẻ tuổi, thiếu kĩ năng sư phạm); hoặc trong
các hoạt động tự học/tự nghiên cứu của người học.
Về mặt cài đặt và thử nghiệm, tác giảđã xây dựng bộ dữ liệu thử nghiệm dựa trên môn học Lập trình với ngôn ngữ C, cũng như thử nghiệm trên các bộ dữ liệu của một số công trình đã công bố khác để đánh giá tính đúng đắn của mô hình KG
và giải thuật đề xuất. Ngoài ra, với hệ thống dạy học trực tuyến thử nghiệm tác giả
cũng đã xây dựng một bộ dữ liệu dựa trên môn học Lý luận và Phương pháp dạy học Tin, dùng vào việc phát sinh bài giảng, giáo trình (e-Course) để khai thác trong các hoạt động học tập trực tuyến. Chương trình được cài đặt bằng ngôn ngữ C dựa
137
trên các giải thuật đã trình bày trong luận án như xây dựng KG cho một học phần, và trích xuất KG dựa trên tập mục tiêu.
(2)Khai thác KG trong các ngữ cảnh dạy học khác nhau dựa trên việc rút trích thành các đồ thị con Sub-KG, với một số kịch bản như:
- Khai thác ở các hoạt động tự học/tự kiểm tra kiến thức, hoạt động học cộng tác (thảo luận nhóm, bài tập nhóm) trong các hệ học trực tuyến, lúc này đồ thị
con Sub-KG vẫn đảm bảo các tính chất vốn có từ KG ban đầu.
- Thiết kế và xây dựng các nội dung dạy học (bài học, giáo trình) khác nhau, lúc này tri thức sư phạm của giáo viên được thể hiện qua việc sử dụng một khuôn mẫu và quy trình (được đề xuất trong luận án) để trình bày sao cho nội dung dạy học mang tính hấp dẫn đối với người học mà vẫn đảm bảo các tính chất sư
phạm cơ bản. Bên cạnh đó, ở khía cạnh khai thác và ứng dụng trong dạy học thì bản thân mỗi giáo viên có thể thiết kế nhiều nội dung dạy học khác nhau trên cùng một đồ thị con Sub-KG (có chung một mục tiêu dạy học) cho các đối tượng học khác nhau. Mặt khác, với cùng một đồ thị con Sub-KG như vậy, nhiều giáo viên khác nhau cũng có thể thiết kế các nội dung dạy học khác nhau (tái sử dụng với những mục đích khác nhau). Tóm lại, mô hình cho phép phát triển nhiều nội dung dạy học khác nhau dựa trên cùng một tập nội dung tri thức hàm chứa sẵn các tính chất sư phạm cơ bản nhưđã nêu.
Về mặt cài đặt và thử nghiệm, tác giả đã xây dựng một số bài giảng/giáo trình tương tác cho các môn học như Lập trình với ngôn ngữ C, Lý luận và Phương pháp dạy học Tin dựa trên mô hình KG bằng một số công cụ biên tập và xuất bản nội dung thông dụng. Các giáo trình được xuất bản dưới nhiều định dạng khác nhau như dạng tập tin tự chạy (.exe), dạng e-book, dạng chuẩn SCORM để tích hợp vào các hệ e-Learning.
(3) Khai thác KG trong một hệ học trực tuyến, ở bài toán phụ này tác giả quan tâm đến việc tổ chức các hoạt động học tập trong hệ học trực tuyến, bên cạnh thành phần nội dung tri thức đã có, nhằm hướng đến việc phát triển một hệ học hoàn chỉnh có chất lượng phù hợp với ngữ cảnh dạy học ở Việt Nam và từđó, kiến trúc khung
138
Học Tương Tác Tích Cực – ACeLF đã được đề xuất. Ý tưởng sư phạm của
ACeLF thể hiện qua các yêu cầu cơ bản đặt ra là:
- Tính tích cực của cá nhân người học khi tham gia hệ thống;
- Tính cộng tác trong làm việc nhóm và cộng đồng học tập; và
- Tính tương tác hai chiều giữa người học với giáo viên và với hệ thống. Tên gọi của kiến trúc khung ACeLF (và kể cả hệ thống thử nghiệm - ACeLS)
cũng chỉ được đặt dựa trên ý tưởng chính xuyên suốt trong luận án, và có thể
hiểu một cách đầy đủ, đó là kiến trúc khung của một hệ Học trực tuyến mang
tính Tương Tác Tích Cực, có tên viết tắt là ACeLF.
Về mặt cài đặt và thử nghiệm, tác giả đã phát triển một hệ thống dựa trên nền của CMS nguồn mở Moodle tích hợp thêm một số công cụ hỗ trợ học tích cực như: Group Discussion, Group Chat, e-Course, và phân hệ tư vấn thông tin. Hệ thống (ACeLS - phiên bản 1) được triển khai dạy học trong thực tế kể từ
năm 2011, và bằt đầu áp dụng mô hình ACeLF đề xuất kể từ năm học 2012/2013. Hiện tại, hệ ACeLS (phiên bản 2) với phân hệ tư vấn đã hoàn thiện và đưa vào sử dụng ở HK2 – năm học 2013/2014.
Tóm lại, việc đề xuất các mô hình, quy trình, và kiến trúc khung trong luận án đối với từng bài toán: (1) xây dựng nội dung tri thức (thành phần kiến thức cơ sở); (2)
phát triển nội dung dạy học; và (3) tổ chức các hoạt động học tập trong hệ học trực tuyến đã được gắn kết tính sư phạm sao cho có thể hiện thực hóa ở góc độ tin học, và
được minh họa bằng sơđồ ở Hình 4.1.
Trong đó, thành phần nội dung tri thức – KG (1) – bài toán chính của luận án, bản thân đã hàm chứa tính sư phạm trong quá trình xây dựng dựa trên các định nghĩa của mô hình. Do mang ý nghĩa của thành phần kiến thức ″lõi″ của nội dung dạy học nên có quan hệ ″cứng″ và ″tuyệt đối″, trong đó đơn vị kiến thức cơ sở (nhỏ nhất) là các PI
không thể tách nhỏ thêm, và có một thứ tự nhất quán giữa các PI với nhau.
Ở bài toán con (2), phát triển các nội dung dạy học trong các ngữ cảnh khác nhau,
139
thiết kế các chủđề học (hay bài học), đặc biệt là những nội dung dạy học dùng cho các hệ học trực tuyến, nơi mà có sự hạn chế giao tiếp giữa giáo viên với học viên, và học viên với học viên. Khi đó, các chủ đề học được lắp ghép từ các PI (của Sub-KG/KG
trích xuất), cùng với sự giải thích và trình bày của giáo viên được thiết kế sao cho dễ
hiểu, dễ nhớ đối với người học. Quan hệ giữa các kiến thức của thành phần này mang tính ″mềm″ và ″tương đối″, bởi vì cho phép lựa chọn các PI trong một Sub-KG/KG
cho trước (có thể là tuần tự, chồng lắp, lặp lại kiến thức đã học trước đó) để xây dựng thành nhiều kịch bản dạy học khác nhau.
Hình 4.1. Sơđồ minh họa việc gắn kết tính sư phạm trong mô hình của luận án.
Bài toán con (3), khai thác KG/e-Course trong các hệ học trực tuyến, quan tâm đến vấn đề tự học/tự nghiên cứu của người học trong một môi trường bị ″cô lập″ bởi máy tính cá nhân và Internet thông qua việc tổ chức các hoạt động học tập trên hệ thống, sao cho thu hút người học tham gia từ đầu đến cuối khóa học, và người học thực sự
xem hệ thống là một kênh học tập mới hữu ích bên cạnh môi trường học tập truyền
thống. Lúc này, hệ thống đóng vai trò cung cấp, chia sẻ tài nguyên học tập; hỗ trợ hoạt động tự học, học nhóm, hay học với cộng đồng; giám sát và tư vấn thông tin trong quá trình học tập trực tuyến của người học. Quan hệ giữa các kiến thức trong thành phần
140
này mang tính ″mềm″ và ″linh hoạt″ dựa trên phong cách học tập, đặc điểm cá nhân của mỗi người học. Bởi vì, việc lựa chọn tài nguyên và hoạt động học tập trên hệ
thống hoàn toàn do chính người học quyết định.
Các kết quả này đóng góp cho việc xây dựng đầy đủ mô hình như tên đề tài luận án
đã đặt ra.
Ngoài ra, nghiên cứu của luận án vẫn còn tồn tại một số mặt hạn chế cần khắc phục như sau:
- Mô hình KG chỉ dừng lại ở việc cài đặt và thử nghiệm xây dựng nội dung tri thức cho một học phần (hay khóa học). Đối với việc xây dựng KG cho một chương trình đào tạo mới ở mức đề xuất mô hình lí thuyết, và cần có thêm thời gian hoàn chỉnh mô hình để có thể cài đặt thực tế.
- Khai thác KG trong các ngữ cảnh dạy học khác nhau đã được cài đặt và thử
nghiệm ở các dạng như bài giảng/giáo trình tương tác, nội dung tri thức trong trò chơi giáo dục từ góc độ người thiết kế hệ thống và người dạy. Việc ứng dụng KG trong ngữ cảnh tự học/tự kiểm tra kiến thức từ góc độ của người học chưa được cài đặt, mà đây cũng là một trong những ứng dụng nổi bật và thú vị để khai thác mô hình KG .
- Khai thác KG trong một hệ học trực tuyến đã được triển khai thực tế với khá nhiều học phần cụ thể (như đã trình bày ở phần phân tích thực nghiệm). Tuy nhiên, việc thử nghiệm vẫn chỉ nằm trong phạm vi của 1 bộ môn thuộc 1 khoa cụ thể, và đối tượng người học tham gia cũng thuộc về 1-2 chuyên ngành đào tạo của bộ môn/khoa. Điều này đã phần nào làm giảm đi tính tổng quát khi
141
Hướng phát triển
Về mặt lý thuyết
- Phát triển giải thuật 1.1 (xây dựng KG cho một học phần) để có thể xuất ra tất cả các KG có thể có trong trường hợp xảy ra chu trình với cung có hướng vừa thêm vào.
- Xem xét việc đưa thêm thuộc tính: độ khó của ý giảng chính PI và độ quan trọng của điều kiện cứng, để biểu diễn thành trọng số của PI và trọng số của cung trên đồ thị tri thức. Các giá trị này có thể dùng để tiếp tục phát triển KG trong
trường hợp xét đến việc loại bỏ cung bắc cầu, hay chu trình.
- Xem xét lại điều kiện tiên quyết đối với môn học trong bài toán xảy ra bắc cầu kiến thức trong bài toán xây dựng KG cho một chương trình đào tạo (giải thuật 1.2). Ví dụ, giả sử có ba môn học A, B, C có thứ tự tuần tự với nhau, ở môn học A chỉ cần học khoảng 2/3 kiến thức, thì có thể học được môn học B và 1/3 kiến thức còn lại của môn học A có thể học tiếp khi học sang môn học C. Trường hợp này xảy ra bắc cầu kiến thức ″không hoàn toàn″ khi xét đến điều kiện tiên quyết đối với môn học.
- Tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm chiến lược sư phạm với các mô hình hoạt
động học tập đề xuất ở các khóa học cụ thể của những chuyên ngành đào tạo khác nhau (tự nhiên, xã hội và đặc thù), ở các môi trường học tập và công nghệ khác nhau.
- Tiếp tục nghiên cứu và phát triển hoàn chỉnh mô hình tư vấn thích nghi theo hướng kết hợp (thích nghi dựa trên cá nhân và thích nghi dựa trên cộng đồng), từ đó xây dựng mô hình đặc trưng nhóm người học (group profile) dựa trên mô hình
đã đề xuất.
- Phát triển một mô hình để đánh giá hệ thống triển khai dựa trên ACeLF, với cách tiếp cận theo hướng đánh giá tính hữu ích của hệ thống đối với người học hay
142
Về mặt cài đặt
- Phát triển một công cụ trực quan để xây dựng KG và phát sinh kịch bản dạy – học ở dạng tích hợp lỏng nhằm đưa vào khai thác trong các VLE đang sử dụng. Công cụ sẽ hỗ trợ cho việc xây dựng nội dung tri thức cho các khóa học (bất kì), kể
cả cho toàn bộ một chương trình đào tạo sau này. Đồng thời, công cụ cũng trợ giúp cho việc phát sinh tự động nội dung tri thức và thiết kế bài giảng/giáo trình dựa
trên KG đã có.
- Tiếp tục thử nghiệm và hoàn thiện hệ thống ACeLS có phân hệ tư vấn (phiên bản 2), song song với việc đánh giá hệ thống dựa trên các kịch bản như:
Phân hoạch thành 2 nhóm của một lớp, 1 nhóm triển khai dạy học với mô hình đề xuất và 1 nhóm dạy học với mô hình truyền thống .
Phân hoạch thành 2 nhóm của một lớp, 1 nhóm triển khai dạy học với hệ thống thử nghiệm và 1 nhóm dạy học với hệ thống chuẩn (chẳng hạn như Moodle) .
Triển khai giảng dạy với các học phần – môn học thuộc các nhóm ngành khác nhau.
Đánh giá hệ thống với đầy đủ cả 4 cấp độ theo mô hình của Kirkpatrick [55].
- Nghiên cứu và phát triển ACeLF thành một hệ học thích nghi hoàn toàn mới, nhằm đảm bảo khai thác một cách tốt nhất thành phần nội dung tri thức KG, và các
hoạt động học tập của mô hình đề xuất. .
145
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] AACTE (2008), Handbook of Technological Pedagogical Content Knowledge (TPaCK) for Educators. Edited and published by The American Association of
Colleges for Teacher Education (AACTE) Committee on Innovation and Technology
[2] ADL - Advanced Distributed Learning (2009), Overview. In Sharable Content Object Reference Model 2004, 4th Ed.
[3] Amit, S. (May 16, 2012). "Introducing the Knowledge Graph: Things, Not Strings". Official Blog (of Google). Trích dẫn ngày 20/08/2013, link: http://googleblog.blogspot.co.uk/2012/05/introducing-knowledge-graph-things- not.html
[4] Anderson J. (2005). A Common Framework for E-learning Quality. In quality
criteria for e-learning, Insights Thematic Dossiers (EUN). Source: http://insight.eun.org/ww/en/pub/insight/thematic_dossiers/qualitycriteria.htm [5] Arabasz, P., Pirani, J., A., Fawcett, D. (2003), ‘Supporting E-Learning in Higher
Education’. Research Study from the EDUCAUSE - Center for Applied Research,
Vol.3 – http://educause.edu/ecar
[6] Asgarimehr M. et al. (2012), A Strategic Framework for Designing E-Learning System with Focus on University Entrepreneurship. International Journal of
Computer Science Issues, Vol. 9, Issue 1, No 1, January 2012 ISSN (Online): 1694-0814 www.IJCSI.org. Source: http://www.ijcsi.org/papers/IJCSI-9-1-1-129- 138.pdf
[7] Attwell, G. (2006). Evaluating e-Learning - A Guide to the Evaluation of e- Learning. Evaluate Europe Handbook Series Volume 2, ISSN 1610-0875
[8] Badrul H. Khan (2007). E-Learning Framework, Flexible Learning in an
Information Society, IGI Global, 2007, ISBN 978-1-59904-325-8. Source: