Xây dựng ngành Công nghệ dạy học số đáp ứng cách mạng Công nghiệp 4.0

Hình thành không gian học tập mới phù hợp với IOT

Mọi hoạt động trong CMCN 4.0 đều được kết nối với CNTT để hình thành liên ngành mới, ví dụ: CNTT + ngân hàng = tin học ngân hàng; CNTT + viễn thông = tin học viễn thông tử ... Liên ngành mới có thể thủ tiêu ngành cũ như liên ngành tin học Viễn thông thay thế viễn thông truyền thống và hình thành đội ngũ người lao động liên ngành mới tin học viễn thông.

Tương tự liên ngành CNTT giáo dục = CNTT + giáo dục là “nhúng” hoạt động dạy học trong không gian học tập kết nối. Nếu giáo dục truyền thống “đóng khung” trong không gian chính là trường -lớp, thầy-trò, sách-vở, học hành-thi cử… thì CNTT giáo dục có không gian học tập kết nối mạng và vận hành các mạng lưới học tập. Lúc này CNTT vừa là công cụ vừa trở thành tác nhân (actor) và cũng là môi trường sinh thái cho học tập & quản lý giáo dục. Cũng giống như cá sống được là nhờ môi trường nước, giáo dục của CMCN 4.0 là nhờ hệ sinh thái kết nối mạng.

Lớp học trong xã hội kết nối IOT là không gian học tập (KGHT) liên kết với nhau, gồm không gian thực (phòng học, nhà hát, thư viện, nơi làm việc, phòng thí nghiệm, không gian học tập tại nhà, quán cà phê) và các không gian ảo (máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại thông minh, internet … ).

Kỷ nguyên của bảng đen phấn trắng lớp học cố định cuối cùng phải thay đổi nhường chỗ cho KGHT mới phù hợp hơn. KGHT được xây dựng để chỉ rõ các cơ hội học tập bên ngoài lớp học hay trong không gian ảo là tương đương. Vì ngày càng có nhiều sinh viên (SV) có thể học tại bất kỳ thời gian nào với sự hỗ trợ bởi các phương tiện truyền thông điện tử sẵn có.

Như vậy KGHT giúp SV có thể “học ở bất cứ đâu, bất cứ lúc nào", miễn là có các thiết bị: máy tính, điện thoại thông minh, máy tính bảng…

Phát triển năng lực sáng tạo cho sinh viên trong mô hình lớp học đảo ngược

KGHT mới sẽ hình thành mô hình dạy học đảo ngược. Các SV tự học thông qua các video do giảng viên (GV) soạn (hoặc tự tìm hiểu qua các phương tiện nghe nhìn). Thời gian đến lớp thay vì nghe GV giảng bài, GV sẽ hướng dẫn SV thảo luận, giải bài tập khó và GV kiểm tra trình độ tiếp thu của người học để hướng dẫn nội dung học tiếp. Tức là hình thức tổ chức hoạt động dạy học thay đổi: “Học ở lớp, làm bài tập ở nhà” chuyển thành “Tự học ở nhà qua bài giảng trực tuyến cùng trao đổi qua internet, đến lớp làm bài tập, giải đáp thắc mắc và thảo luận”.

Có thể so sánh mô hình “lớp học đảo ngược” qua bài giảng văn hiện nay. Giả sử nội dung bài văn là cuốn tiểu thuyết, GV sẽ yêu cầu SV đọc cuốn tiểu thuyết ở nhà để hiểu cốt truyện, phân tích chủ đề của cuốn tiểu thuyết theo bộ câu hỏi của GV. Thời gian đến lớp được dành cho việc GV hướng dẫn thảo luận theo câu hỏi nhằm khám phá biểu tượng hoặc các ý nghĩa chủ đề cuốn tiểu thuyết. Mô hình “lớp học đảo ngược” cũng tương tự. Về bản chất câu hỏi cho SV nghiên cứu ở nhà “để hiểu cốt truyện” khác câu hỏi SV thảo luận ở lớp “nhằm khám phá biểu tượng hoặc các ý nghĩa chủ đề cuốn tiểu thuyết”.

Nhằm phát triển năng lực sáng tạo cho SV, quá trình tự học ở nhà, SV phải hiểu “cốt truyện”, GV đến lớp không giảng kiến thức mới (KTM) mà từ các KTM trong giáo trình, GV xây dựng thành bài toán để SV tự giải trên lớp. Quá trình giải bài toán cùng kết quả lời giải đó sẽ hình thành KTM cho SV. Hay nói cách khác, SV sau khi tự lực giải bài toán sẽ rút ra kiến thức cần chiếm lĩnh.

Xét về phương diện lý luận, phương pháp này bổ sung vào lý luận phương pháp giáo dục hiện đại ở khía cạnh mới: SV tự tìm kiến thức bằng cách giải bài toán, khác với phương pháp giáo dục truyền thống: GV giảng KTM, sau đó làm bài mẫu còn SV làm theo.

Sử dụng bài toán trong dạy học là một trong những hình thức đổi mới phương pháp giảng dạy, chuyển việc GV truyền thụ kiến thức cho SV sang GV hướng dẫn SV tìm kiếm tri thức, tìm cách khám phá khoa học. Nó cũng được xem là phương tiện cung cấp KTM cho SV một cách chắc chắn, vì kiến thức mà các SV thu được là qua hoạt động giải bài tập “học bằng làm” (lerning by doing)

Đổi mới mục tiêu và chương trình đào tạo ở Viện Sư phạm kỹ thuật đáp ứng CMCN 4.0

Từ khi thành lập đến nay, nhiệm vụ chính của Viện Sư phạm kỹ thuật là đào tạo giáo viên dạy Công nghệ thông tin, điện tử .. cho các trường Đại học, cao đẳng … Để tiếp cận với cuộc CMCN 4.0, Viện đã đầu tư và nâng cấp ngành Sư phạm kỹ thuật Công nghệ thông tin để hình thành chuyên ngành Công nghệ dạy học hiện đại hay Công nghệ dạy học số.

Ngành công nghệ dạy học số (CNDHS) thực chất là ứng dụng Công nghệ thông tin trong giáo dục, là lĩnh vực mới kết nối hiệu quả giáo dục và ICT trong thời đại CMCN 4.0. CNDHS là trường hợp riêng của Công nghệ thông tin giáo dục như đã phân tích ở trên. Nói một cách cụ thể hơn, Ngành CNDHS là ngành dùng chính ICT để đổi mới cách dạy ICT theo ba cách tiếp cận : Dạy Học về ICT, Dạy Học với ICT, Dạy Học qua ICT

* Dạy Học về ICT, trong đó tập trung vào kiến thức ICT là mục đích chính giống như học ICT ở các khoa Công nghệ thông tin đang thực hiện.

* Dạy Học với ICT là tập trung vào việc biến ICT làm phương tiện cho học tập trong suốt chương trình đào tạo, cụ thể dạy và học trong môi trường trực tuyến.

* Dạy Học qua ICT là sự kết hợp giữa việc học về ICT và học với ICT theo công thức

Dạy Học qua ICT = Dạy Học về ICT + Dạy Học với ICT

Từ phân tích và lý giải trên, xét theo quan điểm công nghệ, có thể “cân bằng” phương trình :

CNDHS = Dạy Học qua ICT = Dạy Học về ICT + Dạy Học với ICT

Như vậy CNDHS không chỉ dạy cho người học kiến thức về ICT mà còn dạy khả năng “trung chuyển” tri thức trên nền IOT.

Điểm nổi bật của CNDHS là phương pháp giảng dạy giúp người học nghiên cứu tìm kiếm thông tin trên mạng – một lĩnh vực hấp dẫn. Đây là lĩnh vực có sự chia sẻ nhiều nhất giữa trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet, và ngày càng trở nên hết sức quan trọng. Mọi tri thức của nhân loại đang được số hóa và để lên mạng, khi muốn tìm những tài liệu liên quan đến việc nào đó, nếu dùng Google để tìm với các từ khóa, ta sẽ nhận được rất nhiều tài liệu không phải thứ ta muốn tìm. Trong trường hợp này có ít nhất hai cách để AI tham gia giải bài toán này.

Một là hệ tìm kiếm cho phép đưa vào câu hỏi ở dạng ngôn ngữ tự nhiên, phân tích để hiểu nghĩa câu hỏi và có cơ chế tìm kiếm các văn bản trong thư viện theo nghĩa này.

Hai là hệ tìm kiếm sẽ mô hình các từ ... Mỗi mô hình là một tập hợp nhiều từ khác kèm theo phân bố xác suất của chúng theo những quy luật thống kê. Thay vì tìm kiếm trên mạng hay trong thư viện với cac từ khóa, hệ sẽ tìm kiếm với tập hợp từ. Với các phương pháp ‘thông minh’ này, ta sẽ sống dễ dàng hơn trong không gian Internet mênh mông đầy bí ẩn.

Với những thay đổi về chất như trên, chương trình đào tạo về CNDHHD nhằm hình thành các năng lực nghề nghiệp như:

Thiết kế, phát triển đa phương tiện trong giáo dục và truyền thông-quảng cáo; Thiết kế, phát triển các phần mềm giáo dục có tính tương tác - ảo (game giáo dục, mô phỏng, thực tại ảo, thực tại tăng cường...) Thiết kế, phát triển các nội dung dạy học số (bài giảng e-learning, trắc nghiệm hình ảnh,...) cho các khóa học trực tuyến; Thiết kế, phát triển các cổng đào tạo trực tuyến;

Sau khi tốt nghiệp ngành Công nghệ dạy học số, người học có rất nhiều lựa chọn cho nghề nghiệp của mình: Kĩ thuật viên Thiết kế đồ họa – đa phương tiện, Kĩ thuật viên phát triển nội dung số, Giảng dạy trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện …

Với phương châm, dùng chính ICT để đổi mới chương trình đào tạo và cách dạy ICT, ngành CNDHS ở Viện SPKT đang thực sự “nhúng” và đồng hành cùng các ngành công nghệ mới nhất với những ưu điểm nổi bật: chương trình luôn thay đổi và được cập nhật thường xuyên hoàn toàn tương thích với sự phát triển của CMCN 4.0.

Đây là một mô hình mới cho giáo dục, là chuyển đổi lên số hóa trên nền tảng điện toán đám mây trong kỷ nguyên IOT.

PGS.TS Ngô Tứ Thành

Viện Sư phạm kỹ thuật – Đại học Bách khoa Hà Nội