Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Xây dựng mô hình sách giáo khoa điện tử tương tác và hệ thống học liệu bổ trợ theo chương trình giáo dục phổ thông mới trong bối cảnh giáo dục 4.0 (04/07/2025)

Giáo dục 4.0 là nền giáo dục trong thời kì mới, được tạo ra bởi tác động của FIR, nó phù hợp với những đặc điểm kinh tế, xã hội, với nền sản xuất công nghiệp 4.0, đồng thời nó đóng góp mạnh mẽ trong việc cung cấp cho xã hội những công dân tương lai có đầy đủ năng lực, làm việc hiệu quả, tạo ra những bước tiến tiếp theo cho FIR trong kỉ nguyên mới. Tất cả các thành phần của Giáo dục và mối quan hệ giữa các thành phần đó đều được đổi mới, nâng cấp nhờ các thành tựu của FIR, xuất hiện các yếu tố mới mà trong giáo dục truyền thống trước đó không có, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.

Trong thời đại giáo dục 4.0, các phương pháp và hình thức dạy học có từ trước vẫn được sử dụng. Tuy nhiên, sẽ có hiện tượng sau: một số phương pháp dạy học, hình thức dạy học nào đó được chú trọng hơn trong hệ thống các phương pháp đã có, và trong tình huống cụ thể, sẽ giảm vai trò của một vài phương pháp, hình thức dạy học cũ. Đặc biệt, xuất hiện phương pháp, hình thức dạy học mới gắn tới các thiết bị công nghệ thông tin, các phần mềm chuyên biệt, đặc biệt là các trang web phục vụ dạy học. Nó không chỉ thay đổi phương pháp dạy của giáo viên, mà còn đổi mới cả cách học của học sinh. Các phương pháp học tập theo tiếp cận cá nhân hóa cũng là một thành phần quan trọng giáo dục 4.0. Trí tuệ nhân tạo là yếu tố quan trọng làm thay đổi sâu sắc giáo dục. Hệ thống AI sẽ giúp học sinh có thể theo học ở các mức độ khác nhau, Với sự kết hợp của các công cụ IoT và thiết bị thông minh, chương trình giáo dục đang được sửa đổi, môi trường lớp học được hoàn thiện. Các phương thức học tập từ xa (Distant learning) trở thành phổ biến và ngày càng chiếm ưu thế trong xu thế học cả đời (lifelong learning), phương thức này phục vụ hiệu quả cho việc học suốt đời, học bất cứ nội dung gì, ở bất cứ đâu, vào bất cứ lúc nào. Sử dụng các phương pháp và hình thức dạy học mới như: E-learning, M-learning; Dạy học kết hợp (Blended learning và hybrid learning); Lớp học đảo ngược (Flipped classroom); Sử dụng thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) là những phương thức được áp dụng thường xuyên.

Để đáp ứng môi trường học tập, đảm bảo hỗ trợ hoạt động học tập của học sinh, đảm bảo tương tác với người học theo hướng phát triển năng lực. Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ quốc gia đã triển khai đề tài “Xây dựng mô hình sách giáo khoa điện tử tương tác và hệ thống học liệu bổ trợ theo chương trình giáo dục phổ thông mới trong bối cảnh giáo dục 4.0” do PGS.TS Đào Thái Lai làm chủ nhiệm.

 Ảnh minh họa (nguồn Internet).

Đề tài đã khảo sát tại 27 trường với 100 giáo viên và cán bộ quản lí, 1200 học sinh ở Hà Nội, Đà Nẵng. Các giáo viên và học sinh đã tham gia trả lời phiếu hỏi liên quan đến quan niệm về sự cần thiết của sách điện tử, những trải nghiệm học tập có sử dụng sách điện tử, bao gồm điều kiện, các hoạt động, hiệu quả học tập cũng như những khó khăn mà học sinh gặp phải trong quá trình học với những nội dung sau: Nhận thức của giáo viên, các bộ quản lí về tầm quan trọng của học liệu và sách giáo khoa điện tử trong giai đoạn chuyển đổi số; Các phần mềm sách giáo khoa điện tử GV thường dùng để dạy môn học ở lớp học mình phụ trách. Các đặc điểm của các phần mềm hiện có này; Các biện pháp GV dùng khi kết hợp sử dụng phần mềm dạy học môn học của mình; HS có thể sử dụng các học liệu điện tử này để tự học ở mức độ nào?; Đánh giá về nhu cầu của GV về các chức năng của phần mềm hỗ trợ dạy học môn học của mình.

Đề tài đã Lựa chọn môn học và chủ đề để xây dựng sách giáo khoa điện tử: lựa chọn môn Toán và môn Tự nhiên và Xã hội ở lớp 1 để thiết kế sách giáo khoa điện tử. Việc lựa chọn các chủ đề học tập ở các lớp 1 với lí do sau: Đề tài muốn khẳng định rằng học sinh nhỏ đầu cấp tiểu học cũng có thể sử dụng sách điện tử tương tác để tự học được. Môn Tự nhiên và Xã hội có đặc điểm tạo môi trường hoạt động cho học sinh, gần với thực tế cuộc sống thiên nhiên. Ở môn Tự nhiên và Xã hội lớp 1, đề tài xây dựng phần sách giáo khoa điện tử chủ đề Thực vật và Động vật (gồm Cây xung quanh em và Con vật quanh em). Quá trình xây dựng sách điện tử giúp học sinh tự học cần tới các nghiên cứu tỉ mỉ, chi tiết từ nội dung chương trình giáo dục môn học, tới các yêu cầu cần đạt ở từng chương, từng bài học cụ thể, tới đặc điểm tâm sinh lí của học sinh ở độ tuổi tương ứng.

Đề tài xác định với các sách điện tử luôn có các nhân vật xuyên suốt là: Giáo viên ảo, các bạn học ảo. Các đối tượng và nhân vật ảo còn lại sẽ được linh hoạt thiết kế tuỳ thuộc đặc điểm nội dung từng bài học ở mỗi môn học. Như vậy, nhóm nghiên cứu xây dựng các bước sách giáo khoa điện tử bao gồm: Bước 1. Nghiên cứu nội dung chương trình, yêu cầu cần đạt được quy định ở từng chủ đề, từng bài học. Xác định lô gic phát triển kiến thức mới trong chủ đề này; Bước 2. Xác định các năng lực cần chú trọng phát triển ở học sinh trong chủ đề, bài học đã cho; Bước 3. Rà soát chương trình các môn học khác, dự kiến các tình huống tích hợp có chứa đựng một số kiến thức ở môn học khác; Bước 4. Xác định các nhân vật ảo, các đối tượng ảo và các tương tác giữa các đối tượng này với nhau, các tương tác của nhân vật và đối tượng ảo với học sinh; Bước 5. Xác định chuỗi hành động mà học sinh cần thực hiện để khám phá kiến thức mới. Mô tả được các tình huống học tập và dạng hoạt động tương tác của học sinh; Bước 6. Căn cứ vào những lý thuyết học tập, xác định những tình huống cơ bản mà học sinh cần hoạt động để củng cố kiến thức; Bước 7. Xác định các nhiệm vụ thể hiện mức độ phân hoá cho các trình độ khác nhau. Các phương thức phản hồi của máy trong từng thao tác; Bước 8. Xây dựng kịch bản theo các mô đun đã xác định: Các giai đoạn khởi động - khám phá, luyện tập vận dụng và tự đánh giá; Bước 9. Trao đổi giữa chuyên gia sư phạm và chuyên gia lập trình về kịch bản, thống nhất và hoàn thiện kịch bản; Bước 10. Lựa chọn mức độ đưa các yếu tố mới của công nghệ vào như: Công nghệ 3D, Đa phương tiện, trí tuệ nhân tạo; Bước 11. Test thử chương trình; Bước 12. Thử nghiệm trên đối tượng học sinh theo phương pháp case study để kiểm tra mức độ tác động của sách điện tử tới sự phát triển của học sinh. Đánh giá sơ bộ tác động của sách giáo khoa điện tử. Xác định những hạn chế và tiếp tục hoàn thiện;Bước 13. Chuyển giao cho người sử dụng.

Cùng với sách giáo khoa điện tử cần xây dựng hệ thống học liệu điện tử làm phong phú, đa dạng hơn nội dung số, giúp giáo viên và học sinh có thêm cơ hội tìm hiểu, tham khảo nhiều thông tin liên quan đến nội dung dạy học ở các môn học, các cấp học khác nhau. Hệ thống học liệu này là mở và được phát triển, cập nhật thường xuyên. Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, các sách điện tử và học liệu điện tử cơ bản cần được cung cấp miễn phí cho người học. Vì vậy, nhà nước phải đứng ra tổ chức xây dựng bộ sách điện tử miễn phí này và cung cấp cho toàn xã hội, bộ sách này chỉ tuân thủ chương trình giáo dục, không phụ thuộc vào sách giáo khoa của các nhà xuất bản khác nhau. Tham gia xây dựng hệ thống sách điện tử còn có các tổ chức, công ti, doanh nghiệp khác, đảm bảo đa dạng hoá, cung cấp thêm nhiều học liệu khác nhau cho người học, hệ thống sách này có thể được tính phí khi sử dụng.

Để xây dựng hệ thống sách giáo khoa và hệ thống học liệu điện tử cho Việt Nam, cần tới nguồn nhân lực lớn, bao gồm các chuyên gia giáo dục giỏi ở các môn học, các chuyên gia công nghệ cùng đông đảo giáo viên, công việc không thể thực hiện được ngay mà phải qua một thời gian khá dài. Hệ thống sách và học liệu điện tử cần được thường xuyên cập nhật, phát triển về số lượng và chất lượng. Mục đích của chúng ta là sẽ cung cấp được đầy đủ nội dung số cho người học, dung cho hệ thống giáo dục phổ thông (chính quy và không chính quy). Vì vậy cần có các nhiệm vụ cụ thể, được thực hiện trong từng giai đoạn. Việc chia bước trong lộ trình là tương đối, có thể thực hiện các bước song song. Sau đây là đề xuất lộ trình xây dựng sách giáo khoa và học liệu điện tử.

- Nhà nước (Bộ giáo dục và Đào tạo, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam, Trung tâm nghiên cứu học liệu của các trường đại học sư phạm) tổ chức xây dựng sách điện tử dành cho một vài môn học như Toán, Tự nhiên và Xã hội (ở tiểu học), môn Khoa học (ở trung học), bắt đầu từ lớp 1, lớp 6, lớp 10 và cuốn chiếu lên các lớp tiếp theo ở cấp học. Việc phân công phối hợp cụ thể giữa các đơn vị sẽ thuộc một đơn vị thuộc Bộ. Sách điện tử được xây dựng cần tham khảo các yêu cầu đặt ra trong mô hình sách điện tử đã đề xuất, trong đó có thể sử dụng chức năng trí tuệ nhân tạo nhận dạng tiếng Việt. Các sách điện tử này cần mang tính mở, có thể dễ dàng nâng cấp, cài đặt thêm các chức năng mới, cập nhật các thành tựu mới của FIR. Cung cấp miễn phí, chia sẻ rộng rãi các sách điện tử này để học sinh có cơ hội sử dụng trong hoạt động tự học, giáo viên sử dụng trong dạy học. Đồng thời với sách điện tử do nhà nước xây dựng, khuyến khích các tổ chức, doanh nghiệp khác xây dựng sách điện tử, làm đa dạng, phong phú nội dung số thuộc các cấp học đã cho. Thời gian thực hiện từ 2024 – 2026.

- Nhà nước tổ chức xây dựng sách điện tử của các môn học khác như Tiếng Việt (ở tiểu học), ngữ văn (ở trung học), giáo dục công dân, công nghệ, lịch sử, địa lí, … và cung cấp miễn phí cho người dùng. Khuyến khích các các tổ chức, doanh nghiệp khác xây dựng sách điện tử, làm đa dạng, phong phú nội dung số thuộc các cấp học đã cho. Thời gian thực hiện từ 2027 – 2029.

- Nhà nước tổ chức xây dựng hệ thống học liệu điện tử cơ bản, bao gồm các video, hình ảnh đồ họa, các phần mềm mô phỏng, các thí nghiệm ảo, phim giáo dục, …. Cung cấp miễn phí cho giáo viên và học sinh.

- Phát triển, nâng cấp hệ thống sách giáo khoa điện tử và hệ thống học liệu điện tử, tích hợp các thành tựu của trí tuệ nhân tạo như nhận dạng hành vi, nhận dạng cảm xúc, … vào sách và học liệu điện tử. Việc này phụ thuộc vào các thành tựu sắp tới của FIR về trí tuệ nhân tạo và có sự hợp tác nghiên cứu giữa các nhà giáo dục với các trung tâm nghiên cứu trí tuệ nhân tạo của Việt Nam.

- Thiết kế hệ thống elearning để có thể liên kết với các sách điện tử. Với hệ thống Elearning này, các hoạt động học tập và kết quả học tập của học sinh ở môn học nào đó được tích hợp với hệ Elearning và đồng bộ với hoạt động học các môn học khác.

- Tổ chức để đội ngũ giáo viên tham gia xây dựng hệ thống học liệu điện tử, chia sẻ với cộng đồng. Giáo viên là nguồn nhân lực quan trọng trong phát triển nội dung số. Hiện nay, có rất nhiều công cụ cho phép người giáo viên có thể sáng tạo được các học liệu số có chất lượng mà không cần tới các kĩ thuật lập trình phức tạp. Muốn vậy, nhà nước cần tạo ra các chơi, giúp giáo viên giao tiếp, trao đổi chia sẻ ý tưởng, chia sẻ sản phẩm số với nhau. Các sản phẩm này được xem xét, phân loại và lưu trữ ở các trung tâm dữ liệu số.

- Các nhà xuất bản sách giáo khoa giấy (chẳng hạn Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam) nâng cấp phiênbản sách giáo khoa điện tử của mình, đặc biệt là tăng tính tương tác của các sách giáo khoa điện tử này, hỗ trợ học sinh tự học hiệu quả.

-  Nhà nước (các vụ, cục chức năng của Bộ Giáo dục và Đào tạo) xây dựng chính sách, ban hành các quy định cho phép công nhận các kết quả học tập khác nhau: tự học, học từ xa, … ở các cơ sở đào tạo chính quy và không chính quy. Việc này khuyển khích hoạt động tự học của mỗi người học trong xã hội học tập. Với lộ trình như trên, học sinh Việt Nam cũng sẽ có một bộ sách và học liệu điện tử giống như Hàn Quốc.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu dự án tại Trung tâm Thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.