Quy Trình Xây Dựng Hệ Thống M-Learning Hỗ Trợ Học Sinh Lớp 12 Tự Học Toán

Hệ thống phải có đầy đủ các chức năng đảm nhiệm việc phân quyền cho các GV, HS và các đối tượng đăng nhập và sử dụng hệ thống, cho phép quản lý, phân quyền người dùng (theo đơn vị, vai trò, nhóm chức năng của ứng dụng, theo từng trường của bản ghi, theo từng người sử dụng...) và xác thực người sử dụng hệ thống. Ngoài ra, hệ thống cũng cần có khả năng theo dõi (audit) hoạt động của từng người sử dụng đối với các đối tượng của hệ thống.

Hệ thống cần có chức năng quản lý theo tiến trình, theo phân quyền thông qua giao diện trên nền WAP; Cung cấp khả năng kết nối, chia sẻ dữ liệu với các hệ thống đào tạo trực tuyến khác.

Hệ thống phải có các chức năng phân quyền truy nhập, cấp phát tài khoản (account) truy nhập, cấp phát quyền truy nhập tới các số liệu, chỉ tiêu, sử dụng thông tin danh mục dùng chung; Hệ thống có thể thực hiện tra cứu, tìm kiếm, kết xuất thông tin chung của toàn hệ thống. Người sử dụng có thể kiểm tra và quản lý được công việc đang thực thi của chính mình một cách thuận tiện và hiệu quả nhất; Cán bộ lãnh đạo, quản lý có thể truy cập, tra cứu và tìm kiếm thông tin cần thiết một cách thuận tiện, nhanh chóng và chính xác; quản lý và kiểm tra thông tin tổng hợp của các đối tượng tham gia khóa học.

(2) Có cơ chế bảo mật và an toàn dữ liệu

Hệ thống phải có chức năng bảo mật và an toàn dữ liệu để đảm nhiệm công việc về an toàn thông tin, bảo mật trong quá trình vận hành; đảm bảo cơ chế phân quyền đối với người sử dụng linh hoạt, phòng chống sự truy nhập trái phép vào hệ thống; kiểm soát truy nhập, chỉ cho những người có quyền mới được truy cập. Mọi truy cập của người sử dụng đều được kiểm soát bởi hệ thống và có lưu vết lịch sử truy cập và sử dụng.

Hệ thống có cơ chế cho phép nhiều người sử dụng khai thác đồng thời dữ liệu theo các mức phân quyền khác nhau. Các dữ liệu được nhập sau khi hệ thống báo cập nhật thành công (transaction commited) không bị mất trong bất cứ trường hợp nào và có lưu vết dữ liệu.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 221 trang tài liệu này.

Hệ thống cần có các chức năng như: Chức năng sao lưu (backup) dữ liệu ra những thiết bị lưu trữ ngoài để có thể đưa vào kho dữ liệu trong trường hợp có sự cố đường truyền làm gián đoạn việc truyền dữ liệu giữa đơn vị và trung tâm dữ liệu; Chức năng lưu trữ (archiving) ra nơi khác và xóa các dữ liệu cũ để đảm bảo tốc độ xử lý và không gian lưu trữ và các chức năng tra cứu các dữ liệu này khi cần thiết.

(3) Các hệ thống tiện ích phong phú

Các tiện ích của hệ thống phải đảm bảo mức độ phổ cập và thuận tiện cho người dùng; Thuận tiện tối đa cho người cập nhật, xử lý thông tin, đáp ứng tốt yêu cầu về chuẩn hóa bảng mã tiếng Việt.

Hệ thống phải cho phép liên thông dữ liệu và có khả năng mở rộng trong tương lai, đáp ứng được các yêu cầu về lưu trữ và đồng bộ hóa dữ liệu.

Hệ thống cần có cơ chế mềm dẻo trong quá trình tìm kiếm theo nhiều tiêu chí khác nhau khi sử dụng, cho phép HS có thể tìm kiếm trong toàn bộ nội dung bài học, học liệu, diễn đàn, thư điện tử…Người học cũng có thể đặt các ràng buộc để tìm kiếm khi cần thiết. Hệ thống có thể cung cấp chức năng đọc, tìm kiếm các thông tin đã được ghi lại. Cho phép in ấn dữ liệu hệ thống với các loại máy in thông dụng và in ấn được trên các loại giấy sử dụng làm chứng nhận, ấn chỉ.

Hệ thống cần có các chức năng phục vụ thống kê, phân tích; có cơ chế thông báo lỗi thân thiện với người sử dụng (thông báo chỉ ra được nguyên nhân, phương pháp khắc phục, hoặc chỉ ra nơi nào có thể tìm được hướng dẫn khắc phục lỗi, có lưu vết các lỗi này nhằm mục đích bảo trì hệ thống).

(4) Có giao diện thân thiện

Toàn bộ giao diện bao gồm cả giao diện của người sử dụng lẫn giao diện của người quản trị hệ thống đều phải được xây dựng trên nền WAP. Giao diện phải có tính thẩm mỹ cao, thân thiện và đơn giản, tạo ấn tượng đối với

người xem. Giao diện phải được thiết kế theo nguyên tắc thống nhất, dễ sử dụng và hướng tới người dùng (user-oriented design). Các trang WAP phải tuân theo chuẩn. Giao diện phải được thiết kết trên nguyên tắc tối ưu cho các trình duyệt và chế độ phân giải màn hình phổ biến nhất (320 x 480 điểm).

Ngoài ra, còn phải có tính năng tùy biến giao diện, người quản trị có thể thay đổi giao diện của hệ thống mà không cần phải lập trình, chẳng hạn: Thay đổi vị trí hiển thị của các thành phần trên trang WAP, thay đổi màu sắc, cách thức hiển thị của các thông tin trên trang WAP, thay đổi cách thức hiển thị của toàn bộ trang WAP... (xem phụ lục 10).

Ngoài ra, giao diện của chương trình phải thân thiện đối với người sử dụng, khả năng tự động hoá cao. Thống nhất trong cách trình bày giao diện cho cả hệ thống. Trong các nội dung thảo luận, có thể chứa các liên kết (URLs), các tệp gửi kèm và có thể chứa mã HTML cùng công cụ soạn thảo văn bản cho phép có thể tạo được công thức toán học.

2.2.1.2. Một số yêu cầu về góc độ sư phạm

Với mục tiêu hỗ trợ HS tự học nên về góc độ sư phạm, chúng tôi đề xuất một số yêu cầu sư phạm cụ thể mà hệ thống phải đáp ứng bao gồm:

(1) Có các chức năng cơ bản để quản lý việc dạy học

Nhóm chức năng này đảm bảo cho GV có thể tạo nội dung bài học, tạo các khóa học, tạo và quản lý danh sách các khóa học theo các chủ đề... một cách đơn giản mà không yêu cầu phải có kiến thức chuyên sâu về CNTT cũng như kiến thức về lập trình WAP.

Hệ thống có thể (theo phân quyền) định nghĩa thêm các chủ đề, hoặc tạo chủ đề cho khóa học từ những chủ đề có sẵn; cho phép định nghĩa các thông tin chung của khóa học, đặt chế độ và quyền truy cập nội dung của khóa học đối với người dùng, nhóm người dùng; tạo, cập nhật các thành phần của khóa học, định nghĩa, cập nhật các học liệu, bài tập, bài kiểm tra, bài thi.

Hệ thống cần có khả năng tạo lập và quản lý kho đề thi cũng như các bài thi và hoạt động thi, kiểm tra trực tuyến cho HS.

Hệ thống cũng cần có khả năng cho phép tạo và quản lý cấu trúc của khóa học, trình tự xuất hiện của các thành phần học liệu trong khóa học, tạo và quản lý các luồng thảo luận trong khóa học, tạo và cập nhật, thiết kế nội dung của bài học; tạo và quản lý cấu trúc bài học, quản lý trình tự xuất hiện của các thành phần trong bài học (có thể theo kịch bản); nhập, xuất nội dung của bài học (kể cả nhập nội dung bài học từ các nguồn học liệu khác nhau) vào hệ thống hoặc xuất những nội dung học liệu đã tạo để sử dụng trong các hệ thống đào tạo trực tuyến khác cùng chuẩn.

(2) Có các chức năng cơ bản để thiết kế, biên soạn HLĐT

Hệ thống phải cho phép tạo lập bài giảng dưới dạng đa phương tiện, trong đó có dạng richmedia (định dạng mới trên Internet, là sự kết hợp và đồng bộ của video, table of content và nội dung slide)...

Hệ thống cho phép bán tự động hóa một phần công việc trong quá trình tạo bài giảng; Có khả năng tái sử dụng dữ liệu hoặc sử dụng lại cùng một loại học liệu cho các bài giảng khác hay trong chính bản thân bài giảng đó, tạo nội dung môn học, và có thể kết nối dễ dàng với mô đun tạo bài mô phỏng, cập nhật bài tập mô phỏng được tạo ra từ chương trình mô phỏng vào trong khóa học.

Hệ thống cho phép lựa chọn việc đưa ra tài liệu khóa học căn cứ trên ngày bắt đầu và kết thúc của khóa học, có thể xây dựng nội dung khóa học đặc biệt (chuẩn bị kiến thức cần thiết được đưa ra vào một ngày xác định và HS phải hoàn thành nó trước khi họ tiếp tục học khóa chính thức).

Hệ thống cho phép truyền tải bài giảng trực tuyến một cách nhanh chóng và dễ dàng (bao gồm cả các học liệu liên quan, văn bản trình bày, địa chỉ những liên kết thông qua sử dụng một giao diện thân thiện), tạo những bài kiểm tra tự chấm điểm dạng: trắc nghiệm chọn đúng, sai, chọn một, nhiều,

điền vào chỗ trống, tìm cặp, bài luận, tạo và phát hành những câu hỏi để kiểm tra nhận thức của HS.

Hệ thống cho phép sử dụng bộ soạn thảo công thức Toán học theo ngôn ngữ MML (mathermatics markup language) và cho phép nhập và sửa các ký hiệu toán học trong khi làm bài kiểm tra cũng như thảo luận trực tuyến.

(3) Có các chức năng để triển khai dạy học

Hệ thống phải có chức năng cho phép dạy học trực tiếp thông qua hệ thống với webcam và microphone hoặc GV gửi các bài giảng lên hệ thống để sau đó HS có thể tiến hành tự học trực tuyến đồng thời hỗ trợ GV trả lời các câu hỏi của HS một cách trực tiếp hoặc qua tin nhắn.

GV có thể tạo thông báo gửi đến HS, hoặc gửi cho HS tài liệu tham khảo, lịch học, nội dung chương trình học, bảng thuật ngữ, mô tả về khóa học, và các nội dung thông tin khác.

Hệ thống cho phép tạo lập, quản lý diễn đàn theo chủ đề, theo thời gian hoặc theo luồng với việc GV có thể hạn chế thảo luận trong một thời gian nhất định, quản lý đối với người dùng nặc danh tham gia trao đổi, thảo luận và có thể kiểm tra đối với việc lưu vết lại nội dung học liệu của HS. Hệ thống cho phép GV có thể tạo ra môi trường thảo luận riêng đối với từng nhóm HS và cán bộ trợ giảng, thống kê thông tin, tần suất tham gia thảo luận để có thể đánh giá sự tham gia của mỗi HS. Nội dung thảo luận trong diễn đàn có thể lưu lại và in ra để sử dụng ngoài hệ thống dưới các định dạng file khác nhau.

Hệ thống cho phép GV có thể đưa lên lịch của hệ thống những sự kiện và những thông báo. Đáp ứng được các yêu cầu về các loại báo cáo, thống kê theo yêu cầu của công tác đào tạo, bồi dưỡng trực tuyến.

(4) Có các chức năng hỗ trợ HS tự học

Hệ thống phải đảm bảo cho phép HS có thể trao đổi kiến thức, sử dụng thư viện điện tử cũng như chia sẻ học liệu với các HS khác và với GV và vào diễn đàn trao đổi kiến thức.

Hệ thống cho phép HS có thể tải các file lên các thư mục dùng chung. HS sẽ có thư mục riêng để tải và upload các file cùng học liệu của mình, có thể tạo những đánh dấu (bookmarks) trong các thư mục riêng, cũng có thể đánh dấu lại bất kỳ nội dung nào trong khóa học và sử dụng lịch trong hệ thống để lưu trữ những sự kiện riêng tư... (xem phụ lục 10).

2.2.2. Quy trình xây dựng hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán

Căn cứ vào quy trình thiết kế, xây dựng và phát triển một hệ thống ứng dụng trên nền web, chúng tôi lựa chọn quy trình thiết kế hệ thống M-learning hỗ trợ HS lớp 12 tự học Toán bao gồm các bước chính sau:

 Phân tích yêu cầu đối với hệ thống:

Căn cứ vào mục tiêu sư phạm của hệ thống M-learning, chúng tôi xác định những yêu cầu chức năng và yêu cầu phi chức năng mà hệ thống M- learning cần phải có. Để có bản đặc tả, chúng tôi đã nghiên cứu tài liệu, kinh nghiệm triển khai E-Learning đặc biệt là nghiên cứu kỹ về tự học và tự học trong môi trường ảo để tập hợp đầy đủ nhất có thể các yêu cầu mà hệ thống M-learning phải thỏa mãn từ đó chỉ ra những dịch vụ cần phải có trong hệ thống M-learning.

 Xác định các chức năng của hệ thống:

Trên cơ sở phân tích các dịch vụ mong đợi ở hệ thống M-learning, chúng tôi xác định rõ hệ thống sẽ gồm những mô đun nào, chức năng cụ thể nào để đáp ứng được chức năng hỗ trợ HS tự học Toán. Bên cạnh việc xác định các mô đun, chức năng chúng tôi còn quan tâm đến chức năng đó sẽ hoạt động như thế nào để đảm bảo các yêu cầu về mặt sư phạm. Nhà dịch vụ sẽ căn cứ vào bản đặc tả hệ thống này để viết code cài đặt các mô đun, chức năng.

 Thiết kế, biên tập nguồn học liệu điện tử:

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã thiết kế, biên tập một hệ thống HLĐT để thử nghiệm sư phạm (nội dung này được trình bày trong nội dung mục 2.3 của luận án).

 Thực hiện và thử nghiệm từng thành phần:

Trong quá trình phối hợp với đối tác công nghệ, chúng tôi tiến hành kiểm thử từng chức năng đã được hiện thực và kiểm thử việc tích hợp chức năng này vào hệ thống. Để có thông tin phản hồi, chúng tôi đã triển khai mời cả GV Toán và HS lớp 12 tham gia kiểm thử. Các ý kiến phản hồi được phân tích và xử lý.

 Khai thác, sử dụng từng phần và cập nhật hệ thống:

Phương thức của chúng tôi là khai thác từng phần. Sau khi mỗi một ứng dụng của hệ thống M-learning được tích hợp và đưa lên Internet, chúng tôi cho thử nghiệm khai thác song song với việc tiếp tục cập nhật và hoàn thiện hệ thống.

2.2.3. Cấu trúc hệ thống M-learning hỗ trợ học sinh lớp 12 tự học Toán

Về góc độ công nghệ, hệ thống M-learning hỗ trợ HS lớp 12 tự học Toán được công ty ARTIFICIAL INTELLIGENCE CO.LTD (118c Hoàng Quốc Việt, Quận Cầu Giấy, Hà Nội) cộng tác triển khai theo đặc tả của luận án và được đăng tải tại địa chỉ mlearningvn.com. Hệ M-learning hỗ trợ HS tự học Toán là sự kết hợp của công nghệ di động, mạng xã hội và công nghệ E- Learning nhằm cung cấp cho người học môi trường tương tác với những thiết bị di động phục vụ cho mục đích học tập trực tuyến (sơ đồ 2.1).

Hạt nhân của hệ thống gồm các thành phần chính:

(1) Database: Lưu trữ toàn bộ dữ liệu của hệ thống.

(2) Video Streaming: Lưu trữ dữ liệu, streaming bài giảng về cho client.

(3) Files: Lưu trữ toàn bộ các dữ liệu của hệ thống (tài liệu, ảnh…).

(4) API Gateway: Là nơi chứa tất cả các hàm, phương thức, thuật toán… xử lý nghiệp vụ và các thao tác lưu trữ, xử lý dữ liệu của toàn bộ hệ thống. API Gateway cũng làm nhiệm vụ tương tác với các hệ thống SMS của các nhà mạng và các nhà cung cấp dịch vụ thanh toán khác.

(5) Khối ứng dụng: Là nơi chứa các máy chủ, cung cấp các giao diện, tiện ích cho máy trạm thao tác với hệ thống. Sẽ có nhiều máy chủ khác nhau, phục vụ cho các nhu cầu khác nhau. Ví dụ: Hệ thống Web sẽ cung cấp các giao diện CMS để quản trị hệ thống, cung cấp website cho người dùng; Hệ thống WAP sẽ cung cấp WAP site cho người dùng di động truy cập thông qua trình duyệt điện thoại...

Ngoài ra, hệ thống còn cho phép giao tiếp, cung cấp, bán dịch vụ cho những nhà cung cấp dịch vụ khác, khai thác và sử dụng các dịch vụ nội dung của mlearningvn.com để cung cấp cho người dùng đầu cuối (ví dụ cung cấp API giao tiếp với hệ thống IPTV của MyTV; triển khai dịch vụ xem bài giảng trên hệ thống của MyTV. Với dịch vụ này, người dùng có thể xem bài giảng của mlearningvn.com trực tiếp trên tivi).