Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu xây dựng mô hình chuyển đổi số cho trường học thông minh (17/11/2025)

Giáo dục thông minh (GDTM), Trường học thông minh (THTM), Sư phạm thông minh  (SPTM) là các khái niệm mới chỉ được nhắc đến trong vòng gần 10 năm trở lại đây bởi các nhà học giả thì trong và sau đại dịch COVID đã trở nên phổ biến và thậm chí đã có nhiều dự án cụ the được triển khai trên quy mô quốc gia & quốc tế, ví dụ như dự án của UNESCO Xây dựng Khung Giáo dục Thông minh quốc gia và đã thử nghiệm ở một số quốc gia như Mỹ, Nga, Trung Quốc và Uruguay). Hiện nay, các khái niệm như GDTM, THTM, Đại học thông minh vẫn còn rất mới mẻ không chỉ ở Việt nam mà cả trên thế giới, nên việc áp dụng nó vào các cơ sở Giáo dục bậc Đại học gặp rất nhiều khó khăn. Để thực hiện thành công việc chuyển đổi một trường Đại học/Học viện thành Đại học thông minh hay học viện thông minh thì rất cần có một mô hình chuẩn để tham khảo kèm theo những chỉ dẫn khá cụ thể dựa trên các nghiên cứu có hệ thống không chỉ giới hạn ở lý thuyết hay khảo sát mà còn phải được thử nghiệm/kiểm chứng trong điều kiện thực tế. Trước thực tế đó, Viện Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa chủ trì thực hiện đề tài Nghiên cứu xây dựng mô hình chuyển đổi số cho trường học thông minh, PGS.TS. Nguyễn Chấn Hùng làm chủ nhiệm. Đề tài nằm trong Chương trình trọng điểm quốc gia “Hỗ trợ nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ của công nghệ 4.0”.

Mô hình giáo dục thông minh của đề tài.

Nghiên cứu đã trình bày những vấn đề cơ bản của Chuyển đổi số và Giáo dục thông minh một cách hệ thống. Mô hình giáo dục thông minh được xác định với 5 trụ cột:

(1) S: Self-Directed (Tự định hướng): khi các lớp học truyền thống vào các giờ nhất định được chuyển thành lớp học Online trên đám mây (Cloud) cho phép người học có thể chủ động thời gian tham gia các lớp học này (loại bỏ các hạn chế của lớp học truyền thống). Kết quả của các hoạt động này là mở rộng thời gian học tập – Học bất cứ lúc nào;

(2) M: Motivated (Có động cơ): Từ phương pháp học truyền thống qua bài giảng của giảng viên chuyển dịch sang các phương pháp “học chủ động” như học qua trải nghiệm (experiential learning), học cộng tác (collaborative learning) và trau dồi các kỹ năng truyền thông (communication skills) là những yếu tố hết sức cần thiết cho học sinh. Điều này đòi hỏi các giảng viên phải nâng cao năng lực, như các năng lực thực hành và đào tạo thực hành, trải nghiệm dùng các công nghệ mới. Kết quả của các hoạt động này là mở rộng các phương pháp giáo dục, ví dụ như “Học cộng tác”;

(3) A: Adaptive (Tính thích nghi): khi mà người học cần các kỹ năng được cá nhân hóa và đa dạng hóa. Giải pháp để đáp ứng nhu cầu này là 1) khuyến khích việc sử dụng các khóa học Online; 2) dùng sách số hóa; 3) sử dụng phương pháp đánh giá học tập Online. Kết quả của các hoạt động này là mở rộng năng lực học tập – Ví dụ “Học cá thể hóa”;

(4) R: Resource Enriched (Nguồn học liệu phong phú): với việc mở rộng các tài nguyên phục vụ học tập bao gồm sách và tài liệu số hóa, và các nội dung số được cung cấp trên mạng, học sinh sẽ được tăng cường khả năng sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề khi có nhiều tài nguyên giáo dục đa dạng. Kết quả của các hoạt động này là mở rộng các nội dung giáo dục “Học sáng tạo” ;

(5) T: Technology embedded (Áp dụng công nghệ): từ các phòng học truyền thống trong không gian vật lý, với sự trợ giúp của công nghệ, chúng có thể được mở rộng ra trên không gian mạng dưới dạng phòng học Online trên điện toán đám mây cho phép người học và người dạy có thể thực hiện việc dạy và học từ bất kỳ đâu. Kết quả của các hoạt động này là mở rộng không gian học tập – “Học bất kỳ đâu”.

Về Mô hình chuyển đổi số cho Đại học thông minh, nghiên cứu chỉ ra các bước chuyển đổi số gồm: Phân tích và đánh giá hiện trạng; Xây dựng Chiến lược chuyển đổi số; Thu thập và đánh giá công nghệ; Thiết kế và triển khai thử nghiệm các giải pháp công nghệ; Lập kế hoạch triển khai; Thực hiện và kiểm tra; Đánh giá và điều chỉnh; Duy trì và phát triển. Mô hình phân lớp Đại học thông minh của đề tài được triển khai gồm các thành phần: Lớp hạ tầng công nghệ thông tin thông minh và lớp ảo hóa; Lớp nền tảng và dịch vụ dữ liệu; Lớp ứng dụng; Khối nhân lực số; Cổng giao tiếp mở; Khối nền tảng Kinh tế số; Khối An ninh - An toàn thông tin; Trung tâm Điều hành thông minh (IOC). Nghiên cứu cũng tiến hành xây dựng hệ sinh thái phần mềm điện tử với hệ thống học liệu phục vụ giảng dạy và học tập của một số môn học thí điểm; hệ thống nền tảng hợp nhất trong trường học thông minh áp dụng chuyển đổi số trên nền điện toán đám mây với hạ tầng đặt trên lãnh thổ Việt Nam; hệ thống phần mềm ứng dụng trên nền tảng hợp nhất (phần mềm quản lý trường học thông minh, phần mềm hỗ trợ cá nhân hóa giảng dạy và học tập; phần mềm quản lý kết quả học tập ứng dụng công nghệ Blockchain); hệ thống lớp học tương tác sử dụng các công nghệ thực tế ảo (AR/VR) và sử dụng các thiết bị IoT để tăng cường hiệu quả dạy và học (02 bộ bài giảng AR/VR tương ứng với 02 môn học: chuyên ngành khoa học kỹ thuật và chuyên ngành khoa học xã hội và nhân văn; phần mềm tự động đánh giá tình hình học tập thông qua công nghệ xử lý ảnh và trí tuệ nhân tạo AI; phần mềm tự động ghi lại bài giảng của giáo viên).

Từ các nghiên cứu lý thuyết trên, đề tài triển khai thực nghiệm với việc triển khai hệ sinh thái phần mềm. Thiết lập hạ tầng công nghệ thông tin để xây dựng nền tảng với mô hình Đám mây hai (Hybrid Cloud) tại Viện Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa (Đại học Bách Khoa Hà Nội) với hệ thống 02 Server chạy Đám mây nội bộ và tại VNPT Data Center Nam Thăng Long để nối với đường trục Internet có băng thông ổn định. Tại Trường Điện - Điện tử (Đại học Bách Khoa Hà Nội), thử nghiệm được tiến hành trên 108 sinh viên ngành Điện, Điện tử với các môn học: truyền động điện, xi xử lý, tiếng Anh kỹ thuật. Tại Học viện Chính trị Khu vực I, thử nghiệm trên 202 học viên chính trị với môn học Lịch sử Đảng Cộng sản Việt Nam. Việc triển khai thí điểm phòng học theo mô hình Lớp học thông minh dùng cho bậc Đại học với các thiết bị thông minh như màn hình tương tác, Camera tích hợp chức năng AI,… ; cho sinh viên và giảng viên sử dụng hệ thống phần mềm tự động ghi bài giảng và hệ thống tự động đánh giá tình hình học tập với công nghệ nhận diện khuôn mặt, nhận diện cảm xúc và nhận diện hành vi; thí điểm kịch bản lớp học đảo ngược - Flipped ClassRoom để đánh giá hiệu quả của Sư phạm thông minh, trong đó giảm thời lượng học lý thuyết và tăng thời gian sinh viên tự học thông qua vận dụng công nghệ (với các phần mềm Cá nhân hóa học tập, LMS). Ứng dụng hệ thống Adaptive Learning (sử dụng phần mềm BK-ALS) cho môn học để sinh viên có thể ôn bài cũ, xem lại Video các buổi trước trên Điện thoại di động, máy tính bảng và nhận khuyến nghị thông minh từ hệ thống Cá nhân hóa học tập. Ứng dụng hệ thống E-learning LMS cho phép Giảng viên kiểm tra nhanh kiến thức của Sinh viên. Thu thập ý kiến phản hồi của GV và SV tham gia thử nghiệm.

Với kết quả nghiên cứu trên, lần đầu tiên một mô hình chuyển đổi số được xây dựng cho bậc Đại học có tích hợp với mô hình kinh tế số, khác với mô hình Đại học thông minh của các tác giả khác chỉ giới hạn trong vấn đề đào tạo và quản lý. Nghiên cứu đã đưa thêm 02 thành phần quan trọng là Nhân lực số và Nền tảng kinh tế số để thúc đẩy sự phát triển bền vững của mô hình chuyển đổi số và trường học thông minh. Trong đó, nhân lực số bao gồm: vườn ươm và các doanh nghiệp khởi nghiệp. Đây là động lực chính thu hút các nguồn nhân lực vào quá trình chuyển đổi số, mà một phần quan trọng chính là nguồn lực sinh viên trong trường Đại học. Nền tảng kinh tế số bao gồm quỹ và cổng thanh toán với vai trò là nguồn lực tài chính thúc đẩy khối nhân lực số phát triển lớn mạnh.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Công nghệ thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.