Luận án Tiến sĩ Kinh tế: Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:134

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí để cung cấp các kết quả tư vấn đa dạng như cách thức học tập, tài nguyên học tập, lựa chọn môn học, gợi ý nhóm học tập,... theo hướng thích nghi cộng đồng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Kinh tế: Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O TRƯ NG Đ I H C KINH T QU C DÂN --------------------------------- Bùi Xuân Huy Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống ñào tạo trực tuyến dựa trên cộng ñồng người dùng ña tiêu chí LU N ÁN TI N SĨ KINH T HÀ N I – 2024
B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O TRƯ NG Đ I H C KINH T QU C DÂN --------------------------------- Bùi Xuân Huy Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống ñào tạo trực tuyến dựa trên cộng ñồng người dùng ña tiêu chí Chuyên ngành: H th ng thông tin qu n lý Mã s : 9340405 LU N ÁN TI N SĨ KINH T Ngư i hư ng d n khoa h c: 1. TS. Nguy n An T 2. PGS.TS. Tr n Th Song Minh HÀ N I – 2024
i LỜI CAM ĐOAN Tôi đã đọc và hiểu về các hành vi vi phạm sự trung thực trong học thuật. Tôi cam kết bằng danh dự cá nhân rằng luận án tiến sĩ này do tôi tự thực hiện và không vi phạm yêu cầu về sự trung thực trong học thuật. “Nghi ên Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Nghiên cứu sinh Bùi Xuân Huy
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nghiên cứu sinh xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn An Tế và PGS TS Trần Thị Song Minh đã hỗ trợ, hướng dẫn và đồng hành trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu. Xin cảm ơn Ban giám hiệu, Viện Đào tạo Sau đại học - trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh và trường Đại học Kinh tế Quốc dân đã tạo điều kiện để chương trình hợp tác đào tạo tiến sĩ ngành Hệ thống thông tin quản lý được diễn ra thuận lợi. Xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Tin học kinh tế trước kia và Viện Công nghệ thông tin và Kinh tế số - trường Đại học Kinh tế Quốc dân đã trang bị cho nghiên cứu sinh những kiến thức chuyên ngành nâng cao và khả năng nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực Hệ thống thông thông tin quản lý. Xin cảm ơn các đồng nghiệp trong Khoa Công nghệ thông tin kinh doanh - trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh đã gánh vác một phần công việc và đặc biệt là gia đình, bạn bè thân thiết đã luôn quan tâm, động viên nghiên cứu sinh trong những lúc khó khăn nhất. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Nghiên cứu sinh Bùi Xuân Huy
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................vii DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... ix PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Cơ sở hình thành đề tài .......................................................................................... 1 1.1. Bối cảnh chung ................................................................................................... 1 1.2. Bối cảnh của ngành giáo dục .............................................................................. 2 1.3. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng ........................................................................ 4 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................... 5 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 6 4. Câu hỏi nghiên cứu ................................................................................................. 6 5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................... 7 6. Khung nghiên cứu tổng quát ................................................................................. 7 7. Những đóng góp mới của luận án ......................................................................... 8 8. Bố cục của luận án .................................................................................................. 8 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ..................................... 10 1.1. Phương pháp thực hiện ..................................................................................... 10 1.2. Kết quả thực hiện............................................................................................... 11 1.2.1. Tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến được xây dựng theo cách tiếp cận quản lý học tập ........................................................................................... 11 1.2.2. Tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến được xây dựng theo cách tiếp cận học tập được cá nhân hóa ........................................................................... 12 1.2.3. Các nghiên cứu về tư vấn dựa trên nội dung ................................................. 14 1.2.4. Các nghiên cứu về tư vấn dựa trên sự cộng tác ............................................. 16 1.2.5. Các nghiên cứu về tư vấn sử dụng phương pháp lai ..................................... 20 1.2.6. Các nghiên cứu trong nước ........................................................................... 24
iv 1.3. Các khoảng trống tri thức................................................................................. 25 1.4. Tổng kết Chương 1 ............................................................................................ 26 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 27 2.1. Ba chiều quan trọng của hệ thống thông tin ................................................... 27 2.2. Quá trình ra quyết định và hệ hỗ trợ ra quyết định ...................................... 28 2.2.1. Phân loại hệ hỗ ra trợ quyết định................................................................... 29 2.2.2. Kiến trúc hệ hỗ trợ ra quyết định................................................................... 31 2.3. Tổng quan về hệ thống tư vấn thông tin .......................................................... 32 2.3.1. Tư vấn dựa trên nội dung .............................................................................. 32 2.3.2. Tư vấn dựa trên sự cộng tác .......................................................................... 33 2.3.3. Các phương pháp khác và cách tiếp cận lai .................................................. 34 2.3.4. Cộng đồng người dùng đa tiêu chí trong hệ thống tư vấn thông tin ............. 35 2.3.5. Quản trị hồ sơ người dùng trong hệ thống tư vấn thông tin .......................... 37 2.3.6. Cấu trúc hồ sơ người học trong hệ thống tư vấn học tập .............................. 40 2.4. Đánh giá hiệu quả của hệ thống thông tin ....................................................... 40 2.5. Đánh giá hệ thống tư vấn thông tin.................................................................. 42 2.6. Khung phân tích học tập trong giáo dục đại học ............................................ 43 2.7. Tổng kết Chương 2 ............................................................................................ 47 CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH .......................................................................... 48 3.1. Mô hình phổ biến của hệ thống đào tạo trực tuyến ở các cơ sở giáo dục đại học Việt Nam hiện nay ............................................................................................. 48 3.2. Đặc điểm của cộng đồng người học trực tuyến ............................................... 50 3.3. Mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng (cụ thể là người học) đa tiêu chí ................................................ 51 3.3.1. Mô hình hỗ trợ ra quyết định trong hoạt động học tập.................................. 51 3.3.2. Mô hình tích hợp phân hệ tư vấn học tập ...................................................... 54 3.3.3. Mô hình kiến trúc-chức năng ........................................................................ 55 3.4. Tổng kết Chương 3 ............................................................................................ 67 CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH ............................................................... 68 4.1. Mô tả dữ liệu thực nghiệm ................................................................................ 68 4.2. Thiết kế thực nghiệm ......................................................................................... 71
v 4.2.1. Tiền xử lý dữ liệu .......................................................................................... 71 4.2.2. Biểu diễn cấu trúc và xây dựng hồ sơ người học .......................................... 72 4.2.3. Thành lập cộng đồng người học .................................................................... 73 4.2.4. Xây dựng các phân hệ tư vấn học tập............................................................ 77 4.3. Kết quả thực nghiệm ......................................................................................... 86 4.3.1. Kết quả biểu diễn cấu trúc và xây dựng hồ sơ người học ............................. 86 4.3.2. Kết quả thực nghiệm thành lập cộng đồng người học................................... 89 4.3.3. Kết quả thực nghiệm tư vấn cách thức học tập ............................................. 90 4.3.4. Kết quả thực nghiệm tư vấn đăng ký môn học.............................................. 95 4.4. Tổng kết Chương 4 ............................................................................................ 96 CHƯƠNG 5 CÁC KHUYẾN NGHỊ .......................................................................... 97 5.1. Các khuyến nghị triển khai............................................................................... 97 5.1.1. Về mặt tổ chức............................................................................................... 97 5.1.2. Về mặt quản lý .............................................................................................. 98 5.1.3. Về mặt công nghệ .......................................................................................... 98 5.2. Khuyến nghị về giải pháp đánh giá hiệu quả hệ thống .................................. 99 5.3. Tổng kết Chương 5 .......................................................................................... 102 PHẦN KẾT LUẬN .................................................................................................... 103 1. Tổng kết quá trình nghiên cứu .......................................................................... 103 2. Những đóng góp mới của luận án ..................................................................... 103 3. Hạn chế và hướng phát triển ............................................................................. 104 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................ 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 107 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 121 Dữ liệu môn học ...................................................................................................... 121 Dữ liệu điểm cuối kỳ ............................................................................................... 121 Dữ liệu sinh viên...................................................................................................... 121 Dữ liệu lịch sử hoạt động trên khóa học trực tuyến ............................................ 122 Dữ liệu điểm đánh giá quá trình trên khóa học trực tuyến ................................ 122
vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo API Application Programming Interface Các phương thức, giao thức kết nối với các ứng dụng và thư viện BI Business Intelligence Trí tuệ kinh doanh CDSS Collaborative Decision Support System Hệ hỗ trợ ra quyết định cộng tác DAHE Integrated Framework for Data Khung tích hợp phân tích dữ liệu Analytics in Higher Education học tập bậc đại học DFD Data Flow Diagram Sơ đồ luồng dữ liệu DSRM Design Science Research Methodology Phương pháp luận nghiên cứu khoa học thiết kế DSS Decision Support System Hệ hỗ trợ ra quyết định eCMBLC Elearning consult model based on Mô hình tư vấn học tập trên hệ learner community thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người học ETL Extract transform load Công cụ trích xuất chuyển đổi và tải dữ liệu GDSS Group Decision Support System Hệ hỗ trợ ra quyết định theo nhóm LALC Learning Analytics Life Cycle Vòng đời phân tích học tập LMS Learning management system Hệ thống quản lý học tập OLAP On-line Analytical Processing Xử lý phân tích trực tuyến PLS Personalized learning system Hệ thống học tập cá nhân hóa PRISMA Preferred reporting items for sytematic Phương pháp phân loại tổng hợp reviews and meta-analyses tài liệu nghiên cứu SSE The sum of the squared Euclidean Tổng bình phương khoảng cách distances
vii DANH MỤC HÌNH Hình 1: Khung nghiên cứu tổng quát của luận án ........................................................... 7 Hình 1.1: Quá trình tìm kiếm và tổng hợp tài liệu theo phương pháp PRISMA .......... 10 Hình 1.2: Khung phân loại các nghiên cứu ................................................................... 13 Hình 2.1: Ba chiều của hệ thống thông tin .................................................................... 28 Hình 2.2: Phân loại các hệ hỗ trợ ra quyết định ............................................................ 30 Hình 2.3: Kiến trúc của hệ hỗ trợ ra quyết định ............................................................ 32 Hình 2.4: Phương pháp tiếp cận lai ............................................................................... 35 Hình 2.5: Mô hình cộng đồng người dùng đa tiêu chí trong hệ thống tư vấn thông tin ...................................................................................................................... 36 Hình 2.6: Quản trị hồ sơ người dùng trong hệ thống tư vấn ......................................... 37 Hình 2.7: Mô hình đánh giá hiệu quả của hệ thống thông tin ....................................... 41 Hình 2.8: Khung phân tích học tập LALC .................................................................... 44 Hình 2.9: Khung tích hợp phân tích dữ liệu trong giáo dục đại học (DAHE) .............. 45 Hình 3.1: Mô hình phổ biến của hệ thống đào tạo trực tuyến ở các cơ sở giáo dục đại học Việt Nam hiện nay................................................................................. 49 Hình 3.2: Quá trình ra quyết định của người học .......................................................... 52 Hình 3.3: Mô hình hỗ trợ ra quyết định trong hoạt động học tập.................................. 53 Hình 3.4: Mô hình tích hợp phân hệ tư vấn học tập ...................................................... 55 Hình 3.5: Mô hình kiến trúc-chức năng của hệ thống tư vấn học tập ........................... 56 Hình 3.6: Cơ chế hoạt động của chức năng tư vấn đăng ký môn học ........................... 63 Hình 3.7: Cơ chế hoạt động của chức năng tư vấn cách thức học tập .......................... 64 Hình 3.8: Cơ chế hoạt động của chức năng tư vấn đăng ký môn học kết hợp với tư vấn cách thức học tập .......................................................................................... 65 Hình 4.1: Quy trình thực nghiệm nghiên cứu của luận án ............................................ 71 Hình 4.2: Quy trình xây dựng và cập nhật hồ sơ người học ......................................... 72 Hình 4.3: Phương pháp khuỷu tay xác định số cụm (K) tốt nhất .................................. 74 Hình 4.4: Phương pháp Silhouette Analysis xác định số cụm K tốt nhất ..................... 75 Hình 4.5: Quy trình thử nghiệm phân hệ tư vấn cách thức học tập .............................. 78 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn chỉ số AOC và ROC trong thuật toán phân lớp .................. 80 Hình 4.7: Mô hình cơ chế hoạt động của phân hệ tư vấn đăng ký môn học và cách thức học tập .......................................................................................................... 82
viii Hình 4.8: So sánh kết quả thực nghiệm các thuật toán tư vấn ...................................... 96 Hình 5.1: Mô hình đánh giá hiệu quả ..........................................................................100
ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tổng hợp các nghiên cứu về tư vấn dựa trên nội dung................................. 15 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp các nghiên cứu về tư vấn dựa trên sự cộng tác .................... 18 Bảng 1.3: Bảng tổng hợp các nghiên cứu về hệ thống tư vấn sử dụng phương pháp lai .................................................................................................................... 22 Bảng 2.1: Phân loại hệ hỗ trợ ra quyết định .................................................................. 29 Bảng 2.2: Vector biểu diễn hồ sơ đặc trưng của người dùng u đối với các thể loại sách .................................................................................................................... 33 Bảng 2.3: Vector biểu diễn đặc trưng của hai quyển sách A và B ................................ 33 Bảng 2.4: Ma trận đánh giá ........................................................................................... 34 Bảng 2.5: Các định nghĩa được đề xuất cho phân tích dữ liệu trong giáo dục đại học 46 Bảng 2.6: Ví dụ về phân tích ở mỗi cấp độ ứng dụng của DAHE. ............................... 46 Bảng 3.1: Cấu trúc hồ sơ đặc trưng của người học ....................................................... 57 Bảng 3.2: Các phương pháp lựa chọn kết quả tư vấn khi khi nhận được nhiều kết quả tư vấn khác nhau ........................................................................................ 66 Bảng 4.1: Mô tả dữ liệu thực nghiệm ............................................................................ 68 Bảng 4.2: Cấu trúc tập tin danh mục các môn học ........................................................ 69 Bảng 4.3: Cấu trúc tập tin dữ liệu điểm cuối kỳ ............................................................ 69 Bảng 4.4: Cấu trúc tập tin danh sách người học............................................................ 70 Bảng 4.5: Cấu trúc tập tin lịch sử hoạt động của người học ......................................... 70 Bảng 4.6: Cấu trúc tập tin kết quả đánh giá quá trình học tập của người học............... 70 Bảng 4.7: Minh họa về kết quả phân loại cách thức học tập cho môn học Cơ sở dữ liệu .................................................................................................................... 78 Bảng 4.8: Các phương pháp huấn luyện dữ liệu ........................................................... 79 Bảng 4.9: Ma trận nhầm lẫn .......................................................................................... 79 Bảng 4.10: Bảng mức độ ưa thích môn học được ánh xạ từ thang điểm chữ ............... 82 Bảng 4.11: Ma trận đánh giá môn học .......................................................................... 83 Bảng 4.12: Ma trận đánh giá môn học sau khi chuẩn hóa............................................. 83 Bảng 4.13: Cấu trúc hồ sơ người học của hệ thống đào tạo trực tuyến tại trường Đại học Kinh tế Quốc dân ................................................................................ 88
x Bảng 4.14: Minh họa về hồ sơ người học ..................................................................... 89 Bảng 4.15: So sánh điểm silhoutte của thuật toán Kmeans và AHC trên tập dữ liệu của một lớp trong một học kỳ.......................................................................... 89 Bảng 4.16: Kết quả của phương pháp khuỷu tay để xác định số K .............................. 90 Bảng 4.17: Bảng chú thích các kí hiệu trong kết quả thực nghiệm tư vấn cách thức học tập ........................................................................................................ 90 Bảng 4.18: Minh họa tập luật xác định kết quả học tập dựa trên cách thức học tập thu được từ thuật toán luật kết hợp .................................................................. 92 Bảng 4.19: Minh họa tập luật xác định kết quả học tập dựa trên cách thức học tập thu được từ thuật toán cây quyết định .............................................................. 93 Bảng 4.20: Minh họa tập luật xác định kết quả học tập dựa trên cách thức học tập thu được từ thuật toán mạng neural ................................................................. 93 Bảng 4.21: Ma trận nhầm lẫn của thuật toán cây quyết định ........................................ 94 Bảng 4.22: Ma trận nhầm lẫn của thuật toán mạng neural ............................................ 94 Bảng 4.23: So sánh các chỉ số đánh giá hiệu quả hai thuật toán ................................... 95 Bảng 4.24: So sánh kết quả thực nghiệm các thuật toán tư vấn .................................... 95
1 PHẦN MỞ ĐẦU Mục tiêu của phần mở đầu là phân tích những cơ sở hình thành đề tài, mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, những đóng góp mới cũng như bố cục của luận án. 1. Cơ sở hình thành đề tài 1.1. Bối cảnh chung Hiện nay, sự bùng nổ về thông tin và số lượng người dùng Internet đã tạo ra nhiều thách thức về tình trạng quá tải thông tin, gây khó khăn cho người dùng trong việc tìm kiếm chính xác và kịp thời những hàng hóa, dịch vụ, tài nguyên mà họ thực sự quan tâm. Điều này đã làm gia tăng nhu cầu về các hệ thống tư vấn thông tin (Recommended system) hơn bao giờ hết. Hệ thống tư vấn thông tin giải quyết vấn đề quá tải thông tin bằng cách trích lọc những thông tin cần thiết dựa trên những đặc trưng, sở thích, mối quan tâm hoặc hành vi quan sát được của người dùng về một hàng hóa, dịch vụ hoặc tài nguyên nào đó (Konstan & Riedl, 2012; C. Pan & Li, 2010). Hệ thống tư vấn thông tin có thể giúp giảm chi phí tìm kiếm và lựa chọn các mặt hàng và dịch vụ trong môi trường trực tuyến (R. Hu & Pu, 2009). Thực tiễn cũng đã chứng minh các hệ thống tư vấn thông tin đã góp phần cải thiện chất lượng của quá trình ra quyết định (Pathak, Garfinkel, Gopal, Venkatesan, & Yin, 2010). Hệ thống tư vấn thông tin không chỉ được ứng dụng trong lĩnh vực du lịch, giải trí, thương mại mà còn được ứng dụng trong lĩnh vực giáo dục đào tạo, đặc biệt là trên hệ thống đào tạo trực tuyến (E-learning). Một hệ thống đào tạo trực tuyến có thể được xây dựng theo hướng quản lý học tập (LMS-Learning management system) hoặc theo hướng học tập cá nhân hóa (PLS- Personalized learning system). Trong hệ thống quản lý học tập, người học được đối xử như nhau thông qua các khóa học được thiết kế theo dạng one size - fits - all (Brusilovski, Kobsa, & Nejdl, 2007) nghĩa là sẽ cung cấp những nội dung bài giảng, tài liệu, đề thi và các dịch vụ khác một cách đồng nhất, không phân biệt đặc trưng của từng cá nhân như nền tảng kiến thức, mục tiêu, mối quan tâm, thói quen học tập, v.v. Ngược lại, hệ thống học tập cá nhân hóa có khả năng xây dựng các khóa học linh hoạt, phù hợp với từng người học khác nhau thông qua việc tư vấn một cách hiệu quả tài nguyên học tập, nội dung học tập và các dịch vụ học tập khác dựa trên các đặc trưng của người học đó. Bên cạnh đối tượng được phục vụ là người học, hệ thống tư vấn thông tin còn được áp dụng để hỗ trợ giảng viên trong việc thiết kế bài
2 giảng phù hợp với đặc trưng của các nhóm sinh viên khác nhau. (D. L. Le, 2014) (Tewari, Saroj, & Barman, 2015). 1.2. Bối cảnh của ngành giáo dục Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin đã và đang đem lại những chuyển biến to lớn trong ngành giáo dục và đào tạo ở mọi cấp độ. Việc giảng dạy và học tập không còn bị giới hạn trong những hình thức truyền thống mà còn dần dần tích hợp và chuyển sang nền tảng kỹ thuật số dựa trên công nghệ, kết nối Internet và các phương tiện truyền thông. Trong bối cảnh đó, xây dựng một hệ thống đào tạo trực tuyến hiệu quả là ứng dụng công nghệ để đem đến cho người học nhiều cơ hội học tập bất kể tuổi tác, giới tính, không gian và thời gian nhằm nâng cao hiệu quả giáo dục và đào tạo (Rodrigues, Almeida, Figueiredo, & Lopes, 2019). Đây không chỉ là một nhu cầu mà còn là một thách thức đối với các cơ sở đào tạo. Mặt khác, đại dịch Covid-19 bùng phát đã dẫn đến việc tương tác trực tiếp trong hoạt động giảng dạy và học tập càng bị giới hạn do giãn cách hoặc cách ly xã hội. Dịch bệnh đã khiến gần 63 triệu trường học trên khắp thế giới trong đó có Việt Nam phải chuyển đổi từ phương thức đào tạo truyền thống sang phương thức đào tạo trực tuyến (Valverde-Berrocoso, Garrido-Arroyo, Burgos-Videla, & Morales-Cevallos, 2020). Đây là một “cú hích”, giúp cho nhu cầu và thách thức nói trên ngày càng cấp thiết và sẽ không chấm dứt kể cả khi đại dịch kết thúc. Tại Việt Nam, từ năm 2003 đã có nhiều hội thảo, hội nghị về khả năng áp dụng đào tạo trực tuyến trong hoạt động giảng dạy như: hội thảo khoa học quốc gia lần I (ICT/rda 2/2003) và II (ICT/rda 9/2004) do Viện Công nghệ Thông tin (Đại học Quốc gia Hà Nội) và Khoa Công nghệ Thông tin (Đại học Bách khoa Hà Nội) phối hợp tổ chức, hội thảo Khoa học “Phổ biến E-learning trong giáo dục đại học tại Việt Nam” do trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tổ chức trong khuôn khổ Dự án ASEAN Cyber University vào ngày 07/11/2015, hội thảo quốc gia “E-learning – Kinh nghiệm và cơ hội hợp tác” do trường Đại học Kinh tế Quốc dân tổ chức vào ngày 05/11/2019. Về mặt pháp lý, ngày 18/03/2021, Bộ GD&ĐT đã kịp thời ban hành Thông tư 08/2021/TT-BGDĐT về quy chế đào tạo trình độ đại học, trong đó công nhận hình thức giảng dạy và đánh giá bằng hình thức trực tuyến. Văn bản này có thể được xem là cơ sở pháp lý cho các cơ sở giáo dục đại học đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng đào tạo trực tuyến. Có thể thấy đào tạo trực tuyến là một xu hướng đang diễn ra mạnh mẽ trong và ngoài nước.
3 Một đặc điểm của hình thức đào tạo trực tuyến và cũng là một khác biệt rất quan trọng giữa hình thức đào tạo này với đào tạo truyền thống là người học dễ bị lạc lõng, mất phương hướng trong môi trường học tập ảo rộng lớn vì ít hoặc không được tiếp xúc trực tiếp với giảng viên và bạn đồng học cụ thể, không biết nên học tập theo cách thức như thế nào, học nhóm với những ai, gặp khó khăn trong việc tìm kiếm các tài nguyên học tập phù hợp hoặc đánh giá mức độ cần thiết và thứ tự ưu tiên của các tài liệu học tập, v.v. Từ đó dẫn đến tình trạng người học bị cô lập, thụ động và suy giảm động lực học tập. Vì vậy, song hành cùng sự phát triển mạnh mẽ của hình thức đào tạo trực tuyến là nhu cầu phát triển các hệ thống tư vấn học tập để giải quyết vấn đề quá tải thông tin, hỗ trợ người học ra những quyết định trong quá trình học tập. Cụ thể là tư vấn lựa chọn tài nguyên học tập, lựa chọn môn học phù hợp với năng lực của bản thân để xây dựng lộ trình học tập cá nhân, lựa chọn cách thức học tập để đạt kết quả học tập tốt nhất cho từng môn học. Bên cạnh đó, học tập theo nhóm là một hoạt động rất quan trọng. Hoạt động này tạo điều kiện trao đổi kiến thức và kinh nghiệm giữa những người học với nhau, làm gia tăng sự tích cực trong học tập. Vì vậy, tư vấn nhóm học tập cũng là một chức năng của hệ thống tư vấn học tập trong đào tạo trực tuyến. Mỗi nhóm học tập có thể được xem là một cộng đồng bao gồm những người học có đặc trưng tương tự nhau. Các nhóm học tập thường được người học thành lập dựa trên sự tương đồng về thói quen học tập, sở thích, mục tiêu, kết quả học tập, v.v. Ví dụ, trong quá trình học tập, ngoài kinh nghiệm của bản thân, người học luôn tham khảo kinh nghiệm từ những bạn học trong cùng nhóm học tập khi cần ra quyết định. Việc tham khảo kinh nghiệm này không chỉ giới hạn từ những bạn học cùng lớp mà còn có thể mở rộng ra các lớp khác cùng môn học và cũng không bị giới hạn trong một khóa học mà còn có thể đúc kết từ những khóa học trong quá khứ. Như vậy, sự hình thành các cộng đồng người học không chỉ giới hạn trong phạm vi một lớp học mà còn có thể được mở rộng ra trong phạm vi một môn học trong một khóa học hoặc nhiều khóa học khác nhau. Điều cần quan tâm là các đặc trưng tương tự của người học hay còn gọi là các tiêu chí hình thành nhóm học tập (cộng đồng). Các tiêu chí này có thể là tiêu chí đơn lẻ hoặc nhưng cũng có thể là sự kết hợp của nhiều tiêu chí khác nhau (đa tiêu chí). Ví dụ, nhóm học tập gồm những người học đạt điểm cao ở môn cơ sở dữ liệu hoặc nhóm học tập gồm những người học hoàn thành tất cả những bài tập không bắt buộc, thường xuyên tham gia thảo luận trên diễn đàn học tập và đạt điểm cao ở môn toán cao cấp.
4 1.3. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng Các nghiên cứu về hệ thống tư vấn học tập trong đào tạo trực tuyến có thể phân loại theo hai nhóm chính (i) phương pháp tư vấn dựa trên nội dung (Content-based filtering) - các tư vấn được đưa ra dựa trên đặc trưng cá nhân của người học và lịch sử tương tác của họ với hệ thống, (ii) phương pháp tư vấn dựa trên sự cộng tác (Collaborative filtering ) - các tư vấn được đưa ra dựa trên việc xem xét người học trong một cộng đồng bao gồm những người học có những đặc trưng tương tự và những đánh giá từ cộng đồng đó về nội dung tư vấn. Với phương pháp tư vấn dựa trên nội dung, người học được tư vấn các tài nguyên có đặc điểm tương tự với tài nguyên họ đã quan tâm trong quá khứ. Ví dụ, với người học A đã chọn một môn tự chọn là Toán, hệ thống có thể tư vấn môn học tự chọn tiếp theo là Toán nâng cao thay vì môn Cơ sở dữ liệu. Phương pháp tư vấn dựa trên sự cộng tác định nghĩa cộng đồng người học bao gồm những người học có đặc trưng tương tự nhau như sở thích, thói quen học tập, điểm số, v.v. Và kết quả tư vấn được đưa ra cho người học dựa trên các ý kiến phản hồi hay đánh giá từ cộng đồng của người học đó. Ví dụ, một cộng đồng bao gồm những người học A, B, C và D có thói quen học tập tương tự nhau. Hệ thống sẽ tư vấn một tài nguyên học tập cho D nếu tài nguyên học tập đó được A, B và C đánh giá cao. Có thể thấy rằng, hệ thống tư vấn học tập theo hướng thích nghi cá nhân khai thác kinh nghiệm của cá nhân người học và hệ thống tư vấn học tập theo hướng thích nghi cộng đồng khai thác kinh nghiệm của cộng đồng mà người học đó tham gia. Cả hai phương pháp tư vấn học tập dựa trên nội dung và tư vấn học tập dựa trên sự cộng tác đều dựa trên việc quản trị hồ sơ người học bao gồm các bước biểu diễn, khởi tạo, cập nhật và khai thác để đưa ra tư vấn hoặc sắp xếp người học vào cộng đồng phù hợp. Theo kết quả tổng quan tài liệu, các nghiên cứu về hệ thống tư vấn học tập trên thế giới chỉ mới dừng lại ở mức độ đề xuất, cải tiến thuật toán và đánh giá cũng như so sánh hiệu quả thuật toán. Hiện trong phạm vi các tài liệu nghiên cứu, chưa có những kết quả cho thấy có những nghiên cứu tiếp cận từ góc độ hệ thống thông tin, xem xét hệ thống tư vấn học tập như một phân hệ của hệ thống đào tạo và đề xuất giải pháp triển khai cũng như đánh giá hiệu quả của hệ thống. Tại Việt Nam, đã có một số ứng dụng đào tạo trực tuyến như: hệ thống VNPT E-Learning tích hợp BlockChain nhằm quản lý và cấp chứng chỉ, cho phép giảng viên/phụ huynh theo dõi và quản lý được tiến trình học tập của học viên; trợ lý học tập thông minh VioEdu LMS ứng dụng AI của tập đoàn FPT có thể tổng hợp và phân tích quá trình rèn luyện của học sinh từ đó tìm ra điểm mạnh cũng như lỗ hổng kiến thức để đề xuất lộ trình học tập phù hợp với năng lực. Ngoài ra, các cơ sở giáo dục
5 đại học cũng bước đầu nghiên cứu và triển khai đào tạo trực tuyến, và cho các kết quả khả quan như: trường Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội, Viện Công nghệ thông tin - ĐHQG Hà Nội, Đại học Bách Khoa Hà Nội, ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Đà Nẵng, trường Đại học Cần Thơ, trường Đại học Kinh tế thành phố Hồ Chí Minh, trường Đại học Kinh Tế Quốc dân, trường Đại học FPT, v.v. Tuy nhiên, các giải pháp phần mềm VNPT-Elearning, VioEduLMS đều chỉ có tính năng theo dõi và phân tích lịch sử hoạt động của người học để tư vấn lộ trình học tập phù hợp khai thác kinh nghiệm cá nhân của người học chứ không tư vấn theo hướng khai thác kinh nghiệm cộng đồng. Bên cạnh đó, hầu hết các cơ sở giáo dục đại học chỉ mới xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến theo hướng quản lý học tập và đào tạo kết hợp (blended learning). Một số cơ sở giáo dục đại học đã xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến hoàn toàn như trường Đại học Mở Tp.HCM, trường Đại học Kinh Tế Quốc dân, Đại học Đà Nẵng, v.v. Tuy nhiên chưa có đơn vị nào tích hợp hệ thống tư vấn học tập vào hệ thống đào tạo trực tuyến. Ngoài ra, tại Việt Nam có rất nhiều nghiên cứu về đào tạo trực tuyến, nhưng các nghiên cứu về hệ thống tư vấn học tập còn rất ít. Trên cơ sở những phân tích về bối cảnh chung, bối cảnh của ngành giáo dục và tình hình nghiên cứu ứng dụng, nghiên cứu sinh lựa chọn chọn đề tài “Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí” cho luận án. Trong luận án, khái niệm người dùng bao gồm người học và giảng viên là các đối tượng sử dụng hệ thống đào tạo trực tuyến; khái niệm đa tiêu chí là các tiêu chí hình thành cộng đồng, có thể là tiêu chí đơn lẻ hoặc kết hợp của nhiều tiêu chí khác nhau. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát của luận án là nghiên cứu xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí để cung cấp các kết quả tư vấn đa dạng như cách thức học tập, tài nguyên học tập, lựa chọn môn học, gợi ý nhóm học tập, v.v. theo hướng thích nghi cộng đồng. Để đạt được mục tiêu tổng quát, các mục tiêu cụ thể được đề ra như sau: Thứ nhất: Xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí. Thứ hai: thực nghiệm để làm rõ tính khả thi của mô hình được đề xuất. Thứ ba: đưa ra các khuyến nghị để có thể triển khai mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí vào thực tiễn của các cơ sở giáo dục đại học ở Việt Nam.
6 Thứ tư: đề xuất giải pháp đánh giá hiệu quả của mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là mô hình tư vấn học tập trong hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí. Đối tượng nghiên cứu này bao gồm các yếu tố: (i) sự hỗ trợ của hệ thống tư vấn đối với quá trình ra quyết định trong hoạt động học tập, (ii) mô hình biểu diễn sự tích hợp của hệ thống tư vấn học tập như một thành phần của hệ thống đào tạo (iii) mô hình kiến trúc-chức năng của hệ thống tư vấn học tập và (iv) cộng đồng người dùng đa tiêu chí. Phạm vi nghiên cứu của luận án giới hạn cho các cơ sở giáo dục đại học và chỉ tập trung vào đối tượng người học bao gồm vấn đề quản trị hồ sơ người học, thành lập cộng đồng người học, các phân hệ tư vấn nhóm học tập, tư vấn lựa chọn môn học và tư vấn cách thức học tập với dữ liệu thực nghiệm được rút trích từ hệ thống đào tạo trực tuyến của trường Đại học Kinh tế Quốc dân. 4. Câu hỏi nghiên cứu Luận án hướng đến mục tiêu nghiên cứu xây dựng mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng đa tiêu chí, thông qua việc trả lời các câu hỏi nghiên cứu như sau: Thứ nhất: Mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng (cụ thể là người học) đa tiêu chí gồm những thành phần nào? Cách thức hoạt động cũng như sự tương tác của phân hệ tư vấn học tập với các phân hệ khác của hệ thống đào tạo trực tuyến như thế nào? Thứ hai: Hồ sơ đặc trưng người học bao gồm những thành phần nào và được khai thác như thế nào để hình thành các cộng đồng đa tiêu chí trong hệ thống tư vấn học tập được luận án đề xuất? Thứ ba: Làm thế nào để triển khai ứng dụng hiệu quả mô hình tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến được luận án đề xuất vào thực tiễn các cơ sở giáo dục đại học ở Việt Nam? Thứ tư: Có thể sử dụng phương pháp nào để đánh giá hiệu quả của hệ thống tư vấn học tập được luận án đề xuất trong môi trường đào tạo trực tuyến?
7 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu chủ đạo được sử dụng cho nghiên cứu này là phương pháp luận nghiên cứu khoa học thiết kế (Design Science Research Methodology - DSRM) được dùng phổ biến trong nghiên cứu về hệ thống thông tin, (Peffers, Tuunanen, Rothenberger, & Chatterjee, 2007). Ngoài ra, các phương pháp bổ trợ cho phương pháp nghiên cứu chủ đạo trên bao gồm phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu PRISMA (preferred reporting items for systematic reviews and meta- analyses) do Moher và cộng sự đề xuất (Moher, Liberati, Tetzlaff, & Altman, 2009) và phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống thông tin. 6. Khung nghiên cứu tổng quát Luận án đề xuất khung nghiên cứu tổng quát bao gồm ba thành phần: ngữ cảnh, nghiên cứu và cơ sở tri thức dựa trên khung nghiên cứu các hệ thống thông tin của Hevner và cộng sự (Hevner, March, Park, & Ram, 2004). Hình 1: Khung nghiên cứu tổng quát của luận án Thành phần ngữ cảnh bao gồm bối cảnh, tình hình nghiên cứu, ứng dụng và nhu cầu của người học. Từ ngữ cảnh này, các vấn đề cần nghiên cứu được xác định. Thành phần nghiên cứu tuân theo phương pháp luận khoa học thiết kế gồm có các bước: thiết kế và phát triển các phương pháp, thực nghiệm, đánh giá và điều chỉnh. Thành phần cơ sở tri thức bao gồm: các lý thuyết nền tảng về hệ thống tư vấn, hệ hỗ trợ ra quyết định, đánh giá chất lượng của hệ thống tư vấn và khung phân tích học tập trong giáo dục đại học; phương pháp luận khoa học thiết kế, phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu và phương pháp phân tích thiết kế hệ thống thông tin; các công cụ hỗ trợ là ngôn ngữ
8 lập trình và các thư viện liên quan. Các kết quả nghiên cứu của luận án được ứng dụng vào thực tiễn của đào tạo trực tuyến và đóng góp cho cơ sở tri thức. 7. Những đóng góp mới của luận án Các đóng góp của luận án về mặt lý luận: Thứ nhất: Luận án đã tổng hợp các nghiên cứu, lý luận và thực tiễn về sự cần thiết của hệ thống tư vấn học tập trong môi trường đào tạo trực tuyến. Thứ hai: Luận án đã phát triển khung lý thuyết cho hệ thống hỗ trợ ra quyết định để làm cơ sở cho hoạt động tư vấn hỗ trợ ra quyết định cho người học trong môi trường đào tạo trực tuyến dựa trên cộng đồng người dùng (cụ thể là người học) đa tiêu chí. Thứ ba: Luận án đưa ra giải pháp đánh giá hiệu quả của hệ thống tư vấn học tập trong môi trường đào tạo trực tuyến tại các cơ sở giáo dục đại học ở Việt Nam. Các đóng góp của luận án về mặt thực tiễn: Thứ nhất: Luận án đã đề xuất mô hình tư vấn học tập dựa trên cộng đồng người dùng (cụ thể là người học) đa tiêu chí cho các cơ sở giáo dục đại học tại Việt Nam để có thể áp dụng, triển khai trong thực tiễn. Thứ hai: Luận án đề xuất một cách tiếp cận đột phá trong việc sử dụng thuật toán khai thác dữ liệu học tập từ hệ thống đào tạo trực tuyến để tư vấn cho người học. Thứ ba: Luận án đã đưa ra các khuyến nghị để triển khai mô hình tư vấn học tập dựa trên cộng đồng người dùng (cụ thể là người học) đa tiêu chí cho các cơ sở giáo dục đại học ở Việt Nam. 8. Bố cục của luận án Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, bố cục của luận án gồm năm chương. Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu. Chương 1 của luận án lược khảo một cách toàn diện các nghiên cứu về tư vấn học tập trên hệ thống đào tạo trực tuyến trong khoảng thời gian từ 2015 đến 2022. Các nghiên cứu được khảo sát trên ba khía cạnh như sau: (i) tiếp cận từ góc độ hệ thống thông tin hay chỉ dừng lại ở mức độ đề xuất thuật toán, (ii) phương pháp đánh giá và (iii) các đặc trưng được sử dụng để xây dựng hồ sơ người học nhằm xác định các khoảng trống tri thức để làm cơ sở cho việc định hướng nghiên cứu của luận án.