Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và triển khai ứng dụng hạ tầng công nghệ thông tin tại Trường THPT Anh Sơn 2 đáp ứng tốt các yêu cầu quản lý và tổ chức dạy học Chương trình Giáo dục phổ thông 2018

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu "Xây dựng và triển khai ứng dụng hạ tầng công nghệ thông tin tại Trường THPT Anh Sơn 2 đáp ứng tốt các yêu cầu quản lý và tổ chức dạy học Chương trình Giáo dục phổ thông 2018" sẽ tập trung vào phần cứng, phần mềm, con người, quá trình xây dựng và triển khai hạ tầng công nghệ thông tin tại Nhà trường, đặc biệt là những ảnh hưởng đối với quản lý và tổ chức dạy học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018. Đồng thời đề xuất và xây dựng hạ tầng công nghệ thông tin đáp ứng các yêu cầu chuyển đổi số, đổi mới giáo dục nói chung và thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông 2018 nói riêng tại Trường THPT Anh Sơn 2.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và triển khai ứng dụng hạ tầng công nghệ thông tin tại Trường THPT Anh Sơn 2 đáp ứng tốt các yêu cầu quản lý và tổ chức dạy học Chương trình Giáo dục phổ thông 2018

Tên đề tài: XÂY DỰNG VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG HẠ TẦNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TẠI TRƯỜNG THPT ANH SƠN 2 ĐÁP ỨNG TỐT CÁC YÊU CẦU QUẢN LÝ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018 Thuộc môn: Tin học
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ANH SƠN 2 ---------------------- Tên đề tài: XÂY DỰNG VÀ TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG HẠ TẦNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TẠI TRƯỜNG THPT ANH SƠN 2 ĐÁP ỨNG TỐT CÁC YÊU CẦU QUẢN LÝ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG 2018 Thuộc môn: Tin học Nhóm tác giả : Nguyễn Quang Bằng Phan Đình An Nguyễn Thị Hạnh Tổ bộ môn: Toán - Tin Năm thực hiện: 2024 Số điện thoại: 0977738889 Anh Sơn, tháng 5 năm 2024
Contents PHẦN 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 3 1. Xác định sự cần thiết của vấn đề cần nghiên cứu .................................................................. 3 2. Xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................... 3 3. Đối tượng, phạm vi cần nghiên cứu ....................................................................................... 4 3.1. Đối tượng cần nghiên cứu ............................................................................................... 4 3.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................ 4 PHẦN 2. NỘI DUNG..................................................................................................................... 5 1. Hạ tầng công nghệ thông tin trong trường THPT .................................................................. 5 1.1. Phòng máy tính và thiết bị học tập.................................................................................. 5 1.2. Mạng nội bộ .................................................................................................................... 5 1.3. Hệ thống quản lý học sinh và giáo viên .......................................................................... 5 1.4. Hệ thống thư viện số ....................................................................................................... 6 1.5. Phòng học đa phương tiện .............................................................................................. 7 1.6. Hệ thống điều khiển truy cập .......................................................................................... 8 1.7. Hệ thống an ninh mạng ................................................................................................... 9 1.8. Hệ thống quản lý sự kiện và lịch trình ............................................................................ 9 1.9. Trang Web và nền tảng E-Learning:............................................................................. 10 1.10. Hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu ......................................................................... 11 2. Phân tích hiện trạng .............................................................................................................. 11 2.1. Phân tích hiện trạng hạ tầng công nghệ thông tin tại Nhà trường ................................ 11 2.2. Phân tích các yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 .............................. 12 3. Xây dựng và triển khai hạ tầng CNTT tại Trường THPT Anh Sơn 2 .................................. 13 3.1. Phòng thực hành máy tính và thiết bị học tập ............................................................... 13 3.2. Mạng nội bộ Trường THPT Anh Sơn 2 ........................................................................ 21 3.3. Hệ thống quản lý học sinh và giáo viên ........................................................................ 29 3.4. Hệ thống thư viện số ..................................................................................................... 30 3.5. Phòng học đa phương tiện ............................................................................................ 30 3.6. Hệ thống an ninh mạng ................................................................................................. 31 3.7. Hệ thống quản lý sự kiện và lịch trình .......................................................................... 31 3.8. Trang Web và nền tảng E-Learning:............................................................................. 31 3.9. Hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu ........................................................................... 32 3.10. Triển khai các giải pháp cải tiến ................................................................................. 32 5. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất ........................................... 33 5.1. Mục đích khảo sát ......................................................................................................... 33 5.2. Phương pháp khảo sát ................................................................................................... 34
2 5.3. Đối tượng khảo sát. ....................................................................................................... 34 5.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất ..................................... 35 5.5. Kết quả khảo sát về tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất ...................................... 35 6. Đóng góp của đề tài............................................................................................................. 35 6.1. Tính mới........................................................................................................................ 35 6.2. Tính khoa học ............................................................................................................... 36 6.3. Tính ứng dụng thực tiễn ................................................................................................ 36 6.4. Tính hiệu quả ................................................................................................................ 36 PHẦN III. KẾT LUẬN ................................................................................................................ 39 1. Tổng hợp kết quả nghiên cứu và triển khai .......................................................................... 39 2. Đề xuất hướng phát triển tiếp theo ....................................................................................... 39 3. Kiến nghị .............................................................................................................................. 39 PHẦN 4. PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 41 PHẦN 5. TẠI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 43
3 Giáo viên: Nguyễn Quang Bằng-Phan Đình An-Nguyễn Thị Hạnh Đơn vị: Trường THPT Anh Sơn 2 Tên đề tài: Xây dựng và triển khai ứng dụng hạ tầng công nghệ thông tin tại Trường THPT Anh Sơn 2 đáp ứng tốt các yêu cầu quản lý và tổ chức dạy học Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1. Xác định sự cần thiết của vấn đề cần nghiên cứu Trong bối cảnh hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin đặt ra nhiều thách thức và cơ hội trong lĩnh vực giáo dục. Trường THPT Anh Sơn 2, cũng như nhiều trường THPT học khác, đang phải đối mặt với sự thay đổi đáng kể trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Việc xây dựng và triển khai hạ tầng công nghệ thông tin là một yếu tố quyết định để đảm bảo quản lý hiệu quả và tổ chức dạy học linh hoạt, nâng cao chất lượng giáo dục theo hướng phù hợp với yêu cầu mới. Thông qua khảo sát nhanh và thăm dò thực tế, hiện nay hạ tầng công nghệ thông tin tại đa số các trường trung học phổ thông chưa đáp ứng tốt các yêu cầu dạy học theo chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Chính vì lẽ đó, việc nghiên cứu và triển khai ứng dụng hạ tầng công nghệ thông tin một cách bài bản thể hiện tính mới của đề tài nhằm mục đích nâng cao hiệu quả việc quản lý và dạy học một cách hiệu quả và cũng là một vấn đề thiết yếu và cấp bách hiện nay. 2. Xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu với mục tiêu xây dựng và triển khai hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) tại Trường THPT Anh Sơn 2 là đáp ứng hiệu quả các yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018. Điều này bao gồm việc cải tiến quản lý trường học và tối ưu hóa quá trình tổ chức, giảng dạy và học tập, nhằm nâng cao chất lượng giáo dục và thích ứng với xu thế giáo dục toàn cầu. Đề tài thực hiện phân tích và đánh giá kỹ lưỡng về tình trạng hiện tại của hệ thống CNTT bao gồm phần cứng, phần mềm, cơ sở hạ tầng mạng, và nguồn nhân lực CNTT tại trường. Mục tiêu là xác định những khoảng trống và cơ hội cải thiện, từ đó đặt nền móng cho các bước tiếp theo. Đồng thời nghiên cứu và phân tích các yêu cầu cụ thể mà Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đặt ra đối với việc ứng dụng CNTT trong giáo dục, bao gồm cá
4 nhân hóa giáo dục, phát triển kỹ năng sống và năng lực thực tiễn, hỗ trợ học tập suốt đời, và tăng cường bảo mật thông tin. Từ đó thiết kế và đề xuất một hệ thống hạ tầng CNTT toàn diện, hiện đại bao gồm cả phần cứng, phần mềm và mạng lưới kết nối đáp ứng được tất cả các yêu cầu của chương trình học mới. Các giải pháp được đề xuất phải bảo đảm tính khả thi, bền vững, và có khả năng mở rộng, đồng thời tích hợp các công nghệ mới nhất như điện toán đám mây, big data và AI để hỗ trợ giảng dạy và quản lý. 3. Đối tượng, phạm vi cần nghiên cứu 3.1. Đối tượng cần nghiên cứu Giáo viên: đánh giá khả năng sử dụng và tương tác với phần cứng (máy tính, thiết bị giảng dạy) và phần mềm (ứng dụng, hệ thống quản lý giáo dục). Học sinh: Đánh giá trải nghiệm học tập và sự hiệu quả của phần cứng và phần mềm trong quá trình học. Nhân viên, quản lý: Đánh giá ảnh hưởng của phần cứng và phần mềm đối với quản lý thông tin, tổ chức sự kiện, và thực hiện các chức năng quản lý khác. Đặc điểm, chức năng các loại phần cứng, phần mềm, môi trường triển khai hạ tầng công nghệ thông tin tại trường học. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu sẽ tập trung vào phần cứng, phần mềm, con người, quá trình xây dựng và triển khai hạ tầng công nghệ thông tin tại Nhà trường, đặc biệt là những ảnh hưởng đối với quản lý và tổ chức dạy học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018. Đồng thời đề xuất và xây dựng hạ tầng công nghệ thông tin đáp ứng các yêu cầu chuyển đổi số, đổi mới giáo dục nói chung và thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông 2018 nói riêng tại Trường THPT Anh Sơn 2. Thời gian nghiên cứu: Được thực hiện từ tháng 6/2023 đến tháng 4/2024.
5 PHẦN 2. NỘI DUNG 1. Hạ tầng công nghệ thông tin trong trường THPT 1.1. Phòng máy tính và thiết bị học tập Cung cấp máy tính cho giáo viên và học sinh để thực hiện các hoạt động giảng dạy, nghiên cứu, và làm bài tập. Các máy tính được cài đặt các phần mềm giáo dục và ứng dụng học tập phù hợp với nhu cầu giảng dạy. Phòng thực hành phải được thiết kế theo chuẩn của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Các máy trong phòng được nối mạng LAN (theo Vlan riêng trong một hệ thống chung), có chương trình quản lý mạng và hỗ trợ công tác dạy học theo chương trình giáo dục hiện nay; các máy phải được bố trí theo thứ tự vật lý phù hợp. Ngoài ra, trong phòng nên có bảng cho giáo viên hướng dẫn thực hành, bổ sung lý thuyết khi cần thiết. Phòng máy tính nếu không được trang bị điều hoà, cần phải khô thoáng, có nguồn sáng phù hợp. Hệ thống điện phải đảm bảo an toàn, có bình chữa cháy cá nhân loại ABC và hệ thống biển cấm, tiêu lệnh phòng cháy chữa cháy. Có niêm yết nội quy trong phòng thực hành. Có hệ thống khoá chống trộm an toàn. 1.2. Mạng nội bộ Hệ thống mạng nội bộ trong một trường THPT, thường được gọi là mạng LAN (Local Area Network), là một mạng máy tính được thiết kế để kết nối các thiết bị điện tử như máy tính, máy in, và các thiết bị thông minh khác trong phạm vi giới hạn của trường học. Mục đích của mạng nội bộ là cung cấp kết nối mạng nhanh, bảo mật và hiệu quả để hỗ trợ giáo dục, nghiên cứu và quản lý trường học. Hệ thống mạng nội bộ là một phần không thể thiếu trong bất kỳ trường học hiện đại nào, hỗ trợ cả hệ thống giáo dục và quản lý trường học trong thời đại số. 1.3. Hệ thống quản lý học sinh và giáo viên Trong một trường THPT hiện nay, việc sử dụng hệ thống quản lý học sinh và giáo viên là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả quản lý và tối ưu hóa quy trình giáo dục. Đây là các công cụ mạnh mẽ giúp trường học tổ chức, theo dõi và quản lý thông tin liên quan đến tất cả các bên liên quan một cách hiệu quả. Có thể đề xuất một số chức năng và mục đích của từng hệ thống như sau: 1.3.1. Hệ thống quản lý học sinh: Hệ thống quản lý học sinh (Student Information System - SIS) là một nền tảng kỹ thuật số được thiết kế để theo dõi và lưu trữ các thông tin liên quan đến học sinh. Chức năng chính bao gồm:
6 Theo dõi thông tin cá nhân: Lưu trữ thông tin cơ bản về học sinh như tên, ngày sinh, địa chỉ, thông tin liên lạc của gia đình, và các thông tin y tế cần thiết. Quản lý học thuật: Theo dõi kết quả học tập của học sinh qua các kỳ thi và đánh giá, bao gồm điểm số, báo cáo tiến độ, và nhận xét từ giáo viên. Theo dõi tiến trình học tập: Giúp giáo viên và phụ huynh có cái nhìn tổng quan về tiến trình học tập của học sinh, kể cả sự tham gia vào các hoạt động ngoại khóa và các sự kiện đặc biệt. Tương tác với phụ huynh: Cung cấp một giao diện cho phụ huynh để theo dõi tiến trình học tập của con em họ và tham gia vào quá trình giáo dục. 1.3.2. Hệ thống quản lý giáo viên: Hệ thống quản lý giáo viên (Teacher Management System - TMS) là công cụ quản lý dành riêng cho các giáo viên, giúp tổ chức và tối ưu hóa các hoạt động giảng dạy. Chức năng chính bao gồm: Quản lý thông tin cá nhân: Lưu trữ và cập nhật thông tin cá nhân của giáo viên, bao gồm trình độ học vấn, chứng chỉ giảng dạy, và lịch sử công tác. Lịch giảng dạy: Quản lý lịch trình giảng dạy hàng ngày, tuần và tháng của giáo viên, bao gồm thời gian và phòng học cho từng môn học. Quản lý nhiệm vụ: Theo dõi và phân bổ các nhiệm vụ giảng dạy, đánh giá và các hoạt động khác mà giáo viên cần thực hiện. Giao tiếp: Cung cấp công cụ để giáo viên giao tiếp với học sinh, phụ huynh và nhân viên nhà trường khác, hỗ trợ tương tác và chia sẻ tài nguyên giáo dục. Việc triển khai hai hệ thống này không chỉ giúp đơn giản hóa quản lý hành chính mà còn thúc đẩy môi trường giáo dục tương tác và đáp ứng, nâng cao chất lượng giáo dục và đảm bảo rằng tất cả các bên liên quan đều có được trải nghiệm học tập và làm việc tốt nhất có thể. 1.4. Hệ thống thư viện số Hệ thống thư viện số là một thành phần quan trọng trong cơ sở hạ tầng của trường học hiện đại, nhất là trong bối cảnh giáo dục đang ngày càng chuyển dịch mạnh mẽ sang môi trường số. Hệ thống này cung cấp một nền tảng trực tuyến để lưu trữ, quản lý và truy cập tài liệu số, sách điện tử và nguồn thông tin trực tuyến, nhằm hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy. Lưu trữ Đa dạng Tài liệu: Hệ thống cho phép lưu trữ một loạt các loại tài liệu số bao gồm sách điện tử, tạp chí, bài giảng, video giảng dạy, và các tài liệu nghiên cứu. Tất cả tài liệu này có thể được lưu trữ theo cách có tổ chức, dễ dàng truy cập.
7 Quản lý Thông tin Hiệu quả: Cung cấp công cụ để quản lý bản quyền, truy cập và các thông tin liên quan khác của tài liệu. Hệ thống cũng cho phép theo dõi việc sử dụng tài liệu để đánh giá và điều chỉnh tài nguyên theo nhu cầu. Tìm kiếm và Truy xuất Nhanh chóng: Tích hợp công nghệ tìm kiếm tiên tiến, cho phép người dùng tìm kiếm tài liệu dựa trên từ khóa, tác giả, chủ đề hoặc thông tin meta dữ liệu khác. Truy cập từ Xa: Người dùng có thể truy cập tài liệu từ bất kỳ đâu thông qua internet, hỗ trợ học tập và giảng dạy từ xa, đặc biệt là trong các tình huống học sinh không thể đến trường. Hỗ trợ Học tập và Giảng dạy: Giáo viên có thể sử dụng thư viện số để tích hợp tài nguyên vào kế hoạch bài giảng, cung cấp tài liệu bổ sung cho học sinh, và tạo ra môi trường học tập tương tác và đa dạng hơn. 1.5. Phòng học đa phương tiện Phòng học đa phương tiện là một trong những loại phòng học cốt yếu trong mô hình giáo dục hiện đại, giúp nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập thông qua việc tích hợp nhiều công nghệ hỗ trợ dạy học tiên tiến. Phòng học đa phương tiện cần được tích hợp một số thiết bị chính như: Máy Chiếu và Màn hình Tương tác: Sử dụng máy chiếu kỹ thuật số và màn hình tương tác lớn để hiển thị nội dung bài giảng, video, và các nguồn tài nguyên đa phương tiện khác. Màn hình tương tác cung cấp tính năng cảm ứng đa điểm, cho phép giáo viên và học sinh tương tác trực tiếp với nội dung bài học. Hệ thống Âm thanh: Lắp đặt loa chất lượng cao và microphone không dây trong lớp học để đảm bảo rằng âm thanh được phát ra rõ ràng, giúp cải thiện sự tham gia và hiểu biết của học sinh. Hệ thống âm thanh nên hỗ trợ kết nối Bluetooth hoặc Wi-Fi để dễ dàng tích hợp với các thiết bị di động và máy tính bảng. Bảng Thông minh: Trang bị bảng thông minh giúp giáo viên tương tác nhiều hơn với nội dung và cung cấp khả năng ghi chú và vẽ trực tiếp trên bảng trong khi giảng dạy. Bảng thông minh cũng cho phép học sinh tham gia trực tiếp vào quá trình học tập thông qua các bài tập tương tác và trò chơi giáo dục. Hệ thống Điều khiển Trung tâm: Cài đặt một hệ thống điều khiển trung tâm để quản lý tất cả các thiết bị đa phương tiện trong phòng học từ một điểm điều khiển duy nhất.
8 Điều này bao gồm việc điều khiển màn hình, máy chiếu, âm thanh, và thậm chí là ánh sáng và nhiệt độ trong phòng học. Lợi Ích của Phòng học Đa phương tiện: Tăng Cường Tương Tác và Tham Gia: Các thiết bị đa phương tiện hỗ trợ học sinh tham gia tích cực vào quá trình học, từ đó cải thiện hiệu quả học tập và tạo điều kiện cho học tập dựa trên trải nghiệm. Hỗ trợ Phương pháp Giảng dạy Đa dạng: Giáo viên có thể áp dụng nhiều phương pháp giảng dạy khác nhau, từ bài giảng tương tác đến các hoạt động nhóm, thảo luận và các bài thực hành. Dễ Dàng Truy cập Tài nguyên Giáo dục: Truy cập nhanh chóng và dễ dàng vào một loạt các tài nguyên giáo dục, bao gồm video, tài liệu số, và các nguồn trực tuyến. 1.6. Hệ thống điều khiển truy cập Bảo vệ an ninh thông tin bằng cách quản lý quyền truy cập vào các hệ thống và dữ liệu nhạy cảm. Hệ thống này đảm bảo rằng chỉ những người dùng được phép mới có quyền truy cập vào các hệ thống và dữ liệu nhạy cảm, từ đó giúp ngăn chặn truy cập trái phép và bảo vệ thông tin cá nhân của học sinh và giáo viên. Xác thực Người dùng: Sử dụng các phương thức xác thực mạnh như mật khẩu, mã OTP, hoặc xác thực nhiều lớp để đảm bảo người dùng đăng nhập vào hệ thống là những người có quyền. Cao cấp hơn có thể áp dụng xác thực sinh trắc học như dấu vân tay hoặc nhận diện khuôn mặt cho các khu vực nhạy cảm như phòng máy chủ hoặc phòng hồ sơ. Phân quyền Người dùng: Phân định rõ ràng các quyền truy cập cho giáo viên, học sinh, và nhân viên dựa trên vai trò và nhu cầu truy cập thông tin. Sử dụng nguyên tắc tối thiểu quyền truy cập cần thiết (Least Privilege) để hạn chế quyền truy cập chỉ đến mức cần thiết cho công việc. Giám sát và Ghi nhật ký: Theo dõi và ghi lại mọi hoạt động truy cập vào hệ thống để phát hiện và điều tra các sự cố an ninh tiềm ẩn. Sử dụng phần mềm giám sát để nhận thông báo thời gian thực nếu có hành vi đăng nhập đáng ngờ hoặc vi phạm chính sách an ninh.
9 Quản lý Truy cập Điều khiển Từ xa: Cho phép quản trị viên mạng có khả năng truy cập và quản lý từ xa vào hệ thống để hỗ trợ hoặc giải quyết sự cố khi cần thiết. Đảm bảo mọi kết nối từ xa đều được mã hóa và bảo vệ an toàn. 1.7. Hệ thống an ninh mạng Cài đặt các biện pháp an ninh mạng để đảm bảo sự an toàn và bảo vệ dữ liệu của học sinh và giáo viên. Hệ thống an ninh mạng hiệu quả cần phải bao gồm nhiều lớp bảo vệ, từ phần cứng đến phần mềm, để chống lại các mối đe dọa từ mạng và đảm bảo tính toàn vẹn, khả dụng và bảo mật của dữ liệu. Các biện pháp An ninh Mạng cần thiết có thể kể đến như: Cài đặt firewall mạnh mẽ để lọc lưu lượng truy cập vào và ra khỏi mạng, ngăn chặn truy cập đến các nguồn không đáng tin cậy và ngăn chặn các mối đe dọa từ bên ngoài. Sử dụng gateway an ninh để thực hiện kiểm tra độ sâu các gói dữ liệu, nhận dạng và ngăn chặn malware trước khi chúng vào mạng nội bộ. Cài đặt và cập nhật thường xuyên phần mềm chống virus và chống malware trên tất cả các thiết bị kết nối mạng, bao gồm máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy chủ. Đảm bảo rằng phần mềm này có khả năng phát hiện và loại bỏ các mối đe dọa theo thời gian thực. Ngoài ra có thể Triển khai Hệ thống Phát hiện Xâm nhập (IDS) và Hệ thống Ngăn Chặn Xâm nhập (IPS) để giám sát và phân tích các hoạt động mạng, phát hiện các hành vi bất thường có thể là dấu hiệu của một cuộc tấn công. Đồng thời sử dụng công nghệ mã hóa để bảo vệ dữ liệu khi được truyền đi qua mạng cũng như khi được lưu trữ trên các thiết bị và máy chủ. Đảm bảo dữ liệu nhạy cảm như thông tin cá nhân của học sinh và giáo viên được mã hóa, ngăn chặn việc truy cập trái phép,... 1.8. Hệ thống quản lý sự kiện và lịch trình Hỗ trợ quản lý sự kiện trong trường và lên lịch trình giảng dạy là công cụ quan trọng giúp các trường học tổ chức và quản lý hiệu quả các hoạt động học tập, giảng dạy cũng như các sự kiện trường học khác. Sự hỗ trợ từ hệ thống này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả công tác quản lý mà còn cải thiện đáng kể trải nghiệm của giáo viên và học sinh. Chức năng chính của hệ thống quản lý sự kiện và lịch trình: Lập kế hoạch và Quản lý Lịch trình Giảng dạy: Cho phép giáo viên và nhân viên quản lý lịch trình giảng dạy cá nhân, bao gồm việc phân bổ thời gian cho các lớp học, phòng học và các tài nguyên liên quan. Đồng bộ hóa lịch giảng dạy với lịch học của học sinh để đảm bảo không có sự trùng lặp hoặc xung đột lịch trình.
10 Tổ chức và Quản lý Sự kiện: Cung cấp các công cụ để lập kế hoạch, theo dõi, và quản lý các sự kiện trường học như lễ hội, hội nghị phụ huynh-học sinh, và các hoạt động ngoại khóa. Hỗ trợ đăng ký sự kiện trực tuyến và quản lý sự tham gia của học sinh và giáo viên. Thông báo và Nhắc nhở: Gửi thông báo tự động đến học sinh, giáo viên và phụ huynh về các thay đổi lịch trình, sự kiện sắp tới, hoặc các thông báo quan trọng khác. Tích hợp hệ thống nhắc nhở để giúp mọi người trong trường không bỏ lỡ bất kỳ hoạt động hoặc hạn chót quan trọng nào. Báo cáo và Phân tích: Tạo báo cáo tự động về các hoạt động giảng dạy và sự kiện, cho phép phân tích hiệu quả và động viên tham gia của học sinh. Phân tích dữ liệu để cải thiện quy trình lập kế hoạch và tổ chức sự kiện trong tương lai. 1.9. Trang Web và nền tảng E-Learning: Phát triển và duy trì trang web trường và các nền tảng học trực tuyến để hỗ trợ giảng dạy và học tập từ xa. Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc sở hữu một trang web chính thức và các nền tảng học trực tuyến là hết sức cần thiết cho mọi trường học. Các thành phần chính của trang web và nền tảng E-Learning: Thông tin cơ bản: Cung cấp thông tin về trường, tin tức, sự kiện, và thông báo quan trọng cho học sinh, giáo viên và phụ huynh. Tính năng tương tác: Bao gồm các mục như đăng ký trực tuyến, yêu cầu thông tin, và các mẫu đơn liên hệ để tăng cường giao tiếp giữa nhà trường và cộng đồng. Cổng thông tin cho học sinh và giáo viên: Một cổng đăng nhập an toàn cho phép truy cập vào các tài nguyên học tập, lịch học, và thông tin cá nhân. Khóa học trực tuyến: Cung cấp các khóa học được thiết kế để học sinh có thể học tập mọi lúc, mọi nơi. Các khóa học này nên bao gồm video bài giảng, tài liệu đọc, bài kiểm tra và hỗ trợ tương tác. Công cụ học tập tương tác: Tích hợp các công cụ như bảng trắng ảo, chat nhóm, và các phiên thảo luận để thúc đẩy tương tác giữa học sinh và giáo viên. Theo dõi và đánh giá tiến trình: Hệ thống theo dõi tiến độ học tập của học sinh, cho phép giáo viên đánh giá và cung cấp phản hồi kịp thời.
11 Bảo mật và Quản lý dữ liệu: Đảm bảo rằng tất cả dữ liệu và thông tin trên trang web và nền tảng E- Learning đều được bảo vệ một cách nghiêm ngặt, sử dụng các chuẩn bảo mật tiên tiến để bảo vệ thông tin cá nhân của học sinh và giáo viên. Đặt ra các chính sách bảo mật rõ ràng và đào tạo người dùng về các thực hành tốt nhất trong bảo mật trực tuyến. 1.10. Hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu Cung cấp giải pháp sao lưu và khôi phục dữ liệu để đảm bảo an toàn và khả dụng của thông tin quan trọng, việc triển khai một hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu hiệu quả là cần thiết để bảo vệ thông tin quan trọng khỏi các sự cố như sự cố phần cứng, lỗi phần mềm, virus, hoặc các sự kiện ngoài ý muốn khác như thiên tai hoặc tấn công mạng. 2. Phân tích hiện trạng 2.1. Phân tích hiện trạng hạ tầng công nghệ thông tin tại Nhà trường Trường THPT Anh Sơn 2 hiện có cơ sở vật chất gồm 23 phòng học, 2 phòng thực hành Tin học mỗi phòng có 25 máy tính, và các phòng thí nghiệm cho các môn học khoa học. Tuy nhiên, các phòng học chưa được trang bị đầy đủ thiết bị công nghệ hiện đại, cần thiết cho việc giảng dạy và học tập theo phương thức mới. Khu vực thư viện cũng thiếu các trang thiết bị hỗ trợ cho việc tìm kiếm và truy cập thông tin số một cách hiệu quả. Hệ thống phần cứng của trường bao gồm máy tính để bàn trong các phòng thực hành tin học và máy tính cá nhân cho giáo viên. Tuy nhiên, máy tính này chủ yếu là các model cũ, chỉ đáp ứng được các nhu cầu cơ bản và thường xuyên xảy ra sự cố do lỗi phần cứng hoặc phần mềm lạc hậu. Máy chiếu và thiết bị âm thanh hiện chỉ có sẵn trong một số phòng và chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng rộng rãi trong các hoạt động giảng dạy và học tập. Về phần mềm, trường hiện đang sử dụng hệ thống quản lý học sinh và giáo viên vnedu.vn, nhưng hệ thống này chưa được tích hợp các công cụ hỗ trợ dạy học trực tuyến hoặc các phần mềm hỗ trợ giảng dạy tương tác. Ngoài ra, việc thiếu một hệ thống thư viện số cũng khiến cho việc tìm kiếm và truy cập nguồn tài liệu số trở nên hạn chế, không thể đáp ứng nhu cầu thông tin và nghiên cứu của giáo viên và học sinh. Đội ngũ nhân sự IT của trường hiện chỉ có một số ít nhân viên có kỹ năng cơ bản trong việc quản trị mạng và bảo trì hệ thống phần cứng. Thiếu hụt kỹ năng chuyên môn cao hơn trong lĩnh vực lập trình, quản lý cơ sở dữ liệu và an ninh mạng
12 là một hạn chế lớn, khiến cho trường không thể tự phát triển hoặc nâng cấp các giải pháp công nghệ phù hợp với nhu cầu đổi mới giáo dục. Từ phân tích hiện trạng, có thể thấy rằng hạ tầng công nghệ thông tin của trường THPT Anh Sơn 2 còn nhiều thiếu sót cả về phần cứng, phần mềm lẫn nguồn nhân lực. Để đáp ứng yêu cầu của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, trường cần có kế hoạch đầu tư cụ thể cho việc nâng cấp hạ tầng và đào tạo nhân sự, đảm bảo tính hiệu quả và bền vững trong ứng dụng công nghệ thông tin vào giáo dục. 2.2. Phân tích các yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đặt ra các yêu cầu đổi mới về mặt phương pháp giảng dạy và quản lý học đường, đòi hỏi hạ tầng công nghệ thông tin phải đáp ứng để thực thi hiệu quả các mục tiêu giáo dục. Chương trình mới nhấn mạnh việc cá nhân hóa quá trình học tập, tức là mỗi học sinh có thể học tập theo tốc độ và phong cách riêng. Điều này đòi hỏi phải có hệ thống quản lý học tập linh hoạt, cho phép theo dõi tiến trình học tập cá nhân và tùy chỉnh nội dung giảng dạy phù hợp với năng lực và sở thích của từng học sinh. Hệ thống giáo dục phải trang bị cho học sinh các kỹ năng sống và năng lực thực tiễn qua các hoạt động giáo dục trải nghiệm, dự án, và thực hành. Các phòng học hiện đại cần được trang bị phương tiện hỗ trợ giảng dạy tương tác như màn hình cảm ứng, phần mềm giảng dạy đa phương tiện, và các công cụ hỗ trợ hợp tác trực tuyến. Chương trình khuyến khích học tập tự giác và suốt đời, yêu cầu nhà trường phải cung cấp các nguồn tài nguyên học tập dễ dàng truy cập và sử dụng. Một hệ thống thư viện số đầy đủ với các tài liệu điện tử, video giảng dạy, và các khóa học trực tuyến là cần thiết. Để đạt hiệu quả cao trong quản lý giáo dục và tổ chức dạy học, trường học cần tích hợp các hệ thống thông tin mạnh mẽ cho việc quản lý học sinh, giáo viên, tài nguyên giảng dạy, và các hoạt động ngoại khóa. Việc này bao gồm việc đầu tư vào các phần mềm quản lý tiên tiến và bảo mật thông tin. Với việc sử dụng ngày càng tăng các hệ thống trực tuyến và số hóa, an ninh mạng và bảo mật dữ liệu trở thành ưu tiên hàng đầu. Trường học cần triển khai các giải pháp an ninh mạng tiên tiến, đảm bảo dữ liệu của học sinh và giáo viên được bảo vệ một cách nghiêm ngặt. Để đáp ứng các yêu cầu của Chương trình giáo dục phổ thông 2018, Trường THPT Anh Sơn 2 cần có những bước đi chiến lược trong việc nâng cấp hạ tầng CNTT, bao gồm cả phần cứng, phần mềm, và đào tạo nhân sự, nhằm hỗ trợ hiệu quả các mục tiêu giáo dục mới.
13 3. Xây dựng và triển khai hạ tầng CNTT tại Trường THPT Anh Sơn 2 Để thực hiện thành công Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, Trường THPT Anh Sơn 2 cần có hạ tầng CNTT mạnh mẽ, đa năng và bảo mật. Trên cơ sở các yêu cầu chung của hạ tầng công nghệ thông tin các trường THPT như đã trình bày ở trên, chúng tôi nghiên cứu triển khai và áp dụng thực tế điều kiện và tình hình đặc thù của đơn vị thông qua trình bày chi tiết và đầy đủ về phần cứng, phần mềm, đào tạo nguồn nhân lực,... 3.1. Phòng thực hành máy tính và thiết bị học tập 3.1.1. Xác định yêu cầu chung và tầm quan trọng của phòng thực hành tin học tại Trường THPT Anh Sơn 2 "Học đi đôi với Hành" - không ai có thể phủ nhận điều này - là một quy luật của việc lĩnh hội tri thức, kiến thức lý thuyết có được thừa nhận hay không là do kết quả và sự trải nghiệm của thực hành minh chứng. Hiện nay, tại đơn vị Nhà trường chúng tôi, không chỉ riêng bộ môn Tin học mà nhiều bộ môn khác (thậm chí cả bộ môn Giáo dục thể chất) cũng cần sử dụng phòng thực hành tin học để nghiên cứu thêm các tài liệu, thực hành các thí nghiệm ảo, các hình ảnh được minh hoạ 3D sinh động,... cho thấy việc thực hành tại phòng thực hành máy tính hết sức quan trọng, nếu không được thực hành thì kiến thức mà học sinh lĩnh hội được qua lý thuyết không được minh chứng, kiến thức không được kiểm chứng đồng nghĩa rằng dạy học ít hiệu quả. Điều này trái với mục tiêu chung của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đặt ra. Nhận thấy rõ tầm quan trọng của Phòng thực hành tin học, Nhà trường đã luôn quan tâm, duy trì số lượng phòng thực hành, số lượng máy tính đủ theo khả năng cao nhất của đơn vị đảm bảo tối thiểu phục vụ nhu cầu thực hành của học sinh. Với quy mô Nhà trường có gần 900 em học sinh trong 23 lớp học, nhà trường luôn phấn đấu duy trì 2 phòng thực hành tin học đảm bảo các yêu cầu cung cấp máy tính
14 cho giáo viên và học sinh để thực hiện các hoạt động giảng dạy, nghiên cứu, và làm bài tập. Các máy tính được cài đặt các phần mềm giáo dục và ứng dụng học tập phù hợp với nhu cầu giảng dạy. 3.1.2. Triển khai lắp đặt và ứng dụng trong dạy học 3.1.2.1. Chuẩn bị: 3.1.2.1.1. Phần cứng (lắp đặt cho 01 phòng thực hành): - Số lượng máy vi tính: 25 máy (24 máy học sinh + 1 máy chủ giáo viên) - Swich (layer 2) 16 cổng: 2 bộ. - Cáp mạng: 1 thùng - Các thiết bị, đồ dùng khác liên quan như kìm bấm mạng, dây và ổ cắm điện, nẹp ốp dây mạng, ốp dây điện, thép ốp dây mạng,... 3.1.2.1.2. Phần mềm: - Phần mềm quản lý phòng thực hành tin học: Để có cách nhìn tổng quan, sau đây chúng tôi đưa ra các phần mềm phổ biến hiện nay giúp quản lý và điều khiển phòng thực hành tin học giúp giáo viên quản lý tốt hơn các tài nguyên máy tính, điều khiển hoạt động học tập của học sinh và tối ưu hóa việc sử dụng phần cứng và phần mềm. Đầu tiên phải kể đến phần mềm NetSupport School. Đây là phần mềm có tuổi đời trên 10 năm, nhưng vẫn đang được tin tưởng sử dung rộng rãi. NetSupport School là một giải pháp quản lý lớp học kỹ thuật số giúp giáo viên có thể quản lý, điều khiển, tương tác, hợp tác và chia sẻ nội dung với học sinh. Phần mềm này cung cấp khả năng giám sát màn hình học sinh, chia sẻ màn hình giáo viên, điều khiển các thiết bị, và hỗ trợ giao tiếp hai chiều giữa giáo viên và học sinh. Phần mềm tiếp theo khá phổ biến đó là LanSchool. LanSchool là phần mềm giáo dục giúp tạo ra môi trường học tập an toàn và hiệu quả thông qua các công cụ giám sát và điều khiển. Nó cho phép giáo viên khóa màn hình, quản lý truy cập internet và ứng dụng, gửi tin nhắn đến học sinh, và thậm chí cắt giảm các yếu tố gây mất tập trung. Faronics Insight là một giải pháp quản lý lớp học giúp giáo viên giám sát và tương tác với máy tính của học sinh từ máy tính của giáo viên. Nó hỗ trợ giáo viên trong việc kiểm soát các tài nguyên trên máy tính học sinh, chạy thử các bài kiểm tra và bình chọn trực tiếp. Impero Education Pro cung cấp giải pháp quản lý mạng toàn diện, bảo mật và quản lý lớp học. Phần mềm này giúp giáo viên kiểm soát các ứng dụng và trang
15 web mà học sinh có thể truy cập, đồng thời cung cấp công cụ cho phép giáo viên truyền thông điệp và hướng dẫn đến sinh viên. Mythware Classroom Management cung cấp các tính năng tương tự như các giải pháp khác, bao gồm quản lý và kiểm soát các hoạt động trên máy tính học sinh, tạo bài kiểm tra và khảo sát, và thậm chí cả việc phân phối và thu thập bài tập. Các phần mềm nêu trên giúp giáo viên có thể quản lý phòng thực hành một cách khoa học, tạo ra môi trường thực hành tin học hiệu quả, an toàn và hỗ trợ giáo viên trong việc giảng dạy và quản lý lớp học một cách tối ưu. Sau khi xem xét các tính năng, điều kiện thực tiễn, kinh nghiệm sử dụng, khả năng tương thích với hệ thống hiện có, và chi phí bảo trì,... chúng tôi đã lựa chọn phần mềm Netsuport School làm phần mềm chính quản lý phòng thực hành tin học (ngoài ra còn sử dụng phần mềm LanSchool làm phần mềm dự phòng bổ trợ thêm trong một số tình huống). - Hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng được cài đặt trên máy tính: Hệ điều hành mà chúng tôi lựa chọn để sử dụng là hệ điều hành Windows (tuỳ theo cấu hình máy tính có thể sử dụng các phiên bản Windows 8, 8.1, 10, 11); các máy tính được cài đặt các phần mềm thông dụng như bộ Microsoft Offices, Open Offices,...; các phần mềm thực hành, thí nghiệm ảo như: Portable Virtual Chemistry Lab,
16 Portable Crocodile Chemistry, Crocodile Physics,...; các phần mềm dạy học Tin học như: Python, Inkscape, GIMP, HeidiSQL,... - Ngoài ra cần tạo đĩa ghost dành riêng cho phòng thực hành (ghost all main tự nhận driver có sẵn các phần mềm cần thiết) hoặc đĩa cài hệ điều hành Windows.
17 3.1.2.2. Lựa chọn mô hình mạng: Theo kinh nghiệm của chúng tôi, phòng thực hành tin học nên sử dụng mô hình ngang hàng peer to peer. Bởi sự đơn giản trong cài đặt, tính cơ động cao, sử dụng, quản lý, bảo trì hệ thống mạng; phòng thực hành tin học cũng không yêu cầu cao về tính bảo mật. 3.1.2.3. Tiến hành lắp đặt phần cứng: Bước 1: Lắp ráp các thiết bị của các máy đơn đồng thời bố trí phòng máy theo yêu cầu (thông thường phòng máy được bố trí theo hình chữ U tiện lợi trong việc giảng dạy và học tập, cũng có thể bố trí theo kiểu truyền thống). - Cần phải cài đặt hệ điều hành đầy đủ cho mỗi máy các máy, tốt nhất dùng đĩa ghost dành cho phòng thực hành để ghost cho nhanh tiết kiệm thời gian và tiện lợi. : Sau khi ghost máy các máy sẽ trùng tên nhau do đó cần phải đặt lại tên cho mỗi máy; tốt nhất nên đặt tên đơn giản và theo đúng thứ tự vật lý như M1, M2,... hay May1, May2,... (hoặc M201, M202,... nghĩa là máy ở phòng TH số 2). Bước 2: Bố trí 2 swich như sơ đồ bên (swich được đánh số swich 1 và swich 2). : Kinh nghiệm sử dụng 2 swich 16 cổng và bố trí như trên sẽ tiết kiệm được dây mạng, tiện cho việc lắp đặt và bảo trì. Bước 3: Kéo dây mạng (rải dây): lần lượt swich 1 đến các máy số 1,... máy số 12; từ swich 2 đến các máy số 13,... máy số 24. : Dây mạng nên ốp sát tường cho gọn, khoảng cách nên ngang tầm với thùng CPU (không nên để sát đất, gây ẩm ướt bụi bẩn; không nên cao quá tốn dây lại mất tính thẩm mỹ). : Dây mạng cần phải cắt thừa ra khoảng 80cm - 150cm: điều này giúp cho việc bảo trì mạng sau này, cũng cho thùng CPU có tính cơ động hơn, có thể xê dịch khi cần, khi lau chùi, sửa lỗi,... mà không cần phải tháo dây mạng. Bước 4: Bấm dây mạng. - Nguyên tắc chung: + Dây mạng CAT-5 (UTP) có 8 sợi được xoắn thành 4 cập: Trắng Cam - Cam, Trắng Dương - Dương, Trắng Lá - Lá, Trắng Nâu - Nâu và việc bấm dây mạng được bấm theo 2 chuẩn A và B Chuẩn A: Chân 1 - Trắng Lá Chân 2 - Lá Chân 3 - Trắng Cam
18 Chân 4 - Dương Chân 5 - Trắng Dương Chân 6 - Cam Chân 7 - Trắng Nâu Chân 8 - Nâu Chuẩn B: Chân 1 - Trắng Cam Chân 2 - Cam Chân 3 - Trắng Lá Chân 4 - Dương Chân 5 - Trắng Dương Chân 6 - Lá Chân 7 - Trắng Nâu Chân 8 - Nâu Nếu bấm cả 2 đầu cùng 1 chuẩn (A - A hoặc B - B ) thì gọi là bấm thẳng, còn nếu dùng 1 đầu chuẩn A và 1 đầu chuẩn B thì gọi là bấm chéo. + Kết nối mạng giữa hai loại thiết bị khác nhau thì dùng cáp thẳng; hai thiết bị cùng loại thì dùng cáp chéo. (Tuy vậy các thiết bị hiện đại sau này có khả năng tự động nhận dạng, nên có thể dùng cáp thẳng cho mọi loại thiết bị). - Cách bấm dây mạng: : Hai dây khác màu phải nằm cạnh nhau (tức là trắng - màu -trắng -màu...) không bao giờ có chuyện 2 dây cùng màu nằm cạnh nhau. Đặc biệt một số loại dây có 4 sợi đồng và 4 sợi sắt hay thép gì đó (kém chất lượng, rẻ tiền): dây đồng trắng lá/lá và trắng cam/cam; dây sắt là 4 sợi còn lại (có thể dùng nam châm để thử); còn loại cáp tốt thì 8 sợi đều bằng đồng. Đề cập đến vấn đề này để khi bấm dây thì biết sắp xếp 4 dây đồng vào các vị trí 1,2,3,6 để tín hiệu truyền cho tốt. : Cách để dễ nhớ khi bấm dây: * Lá Lam Cam Nâu sau đó đổi chỗ trắng lam với trắng cam. * Còn bấm chéo thì 1-3 và 2-6 đổi chỗ. : Thực tế khi bấm cáp thẳng có thể bấm tự do, miễn hai đầu thứ tự dây như nhau là được (thẳng). Tuy nhiên theo kinh nghiệm, nên bấm dây có thứ tự như trên. : Bấm dây mạng nên chung thuỷ và thống nhất với một cách duy nhất (thứ tự màu dây chẳng hạn thống nhất như trên) điều này có lợi cho việc bảo trì, tu sửa hệ thống mạng tránh trường hợp khi ở đầu này dây mạng thì không biết đầu kia của dây "mình đã bấm thứ tự như thế nào!"