Phòng học thông minh có AI: thiết kế hệ thiết bị, English Lab và Smart Board theo Chương trình GDPT 2018

Phát video: Video: một tiết học trong Phòng học thông minh của Trường Học Thông Minh (9 phút 30 giây)

Nhiều trường đã lắp màn hình tương tác nhưng lớp học vẫn vận hành như cũ: giáo viên trình chiếu, học sinh ngồi nghe, kiểm tra vẫn trên giấy. Lý do thường không nằm ở thiết bị mà ở cách thiết kế: một phòng học chỉ thật sự "thông minh" khi thiết bị, phần mềm và cách tổ chức dạy học được thiết kế cùng nhau quanh vòng lặp dạy – luyện – đánh giá – điều chỉnh. Bài viết phân tích cách Trường Học Thông Minh (do Hoàng Phúc triển khai) giải bài toán đó: từ bố trí thiết bị, phòng học tiếng Anh English Lab, kiểm tra theo ma trận, đến phần mềm bảng tương tác Smart Board có trợ lý AI.

1. Phòng học thông minh không phải là "lắp thêm màn hình"

Một phòng học thông minh đúng nghĩa có ba lớp gắn chặt với nhau:

• Không gian và thiết bị: những gì học sinh nhìn, nghe, cầm nắm trong tiết học.
• Phần mềm dạy học: công cụ giáo viên dùng để giảng, giao việc, quan sát và chấm.
• Dữ liệu học tập: kết quả luyện tập, bài kiểm tra, tiến độ của từng em, để giáo viên điều chỉnh bài dạy tiếp theo và nhà trường theo dõi chất lượng.

Nếu thiếu lớp thứ ba, thiết bị chỉ làm bài giảng đẹp hơn. Có đủ ba lớp, giáo viên biết em nào chưa hiểu phần nào ngay trong tiết học, và đó là điều Chương trình giáo dục phổ thông 2018 đòi hỏi.

2. Căn cứ: dạy học phát triển năng lực và chuyển đổi số

Thiết kế phòng học bám các định hướng hiện hành của ngành:

• Chương trình giáo dục phổ thông 2018 (Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT) chuyển từ truyền thụ kiến thức sang phát triển phẩm chất, năng lực; học sinh phải được thực hành, trải nghiệm, tự học.
• Công văn 5512/BGDĐT-GDTrH hướng dẫn kế hoạch bài dạy theo chuỗi hoạt động: mở đầu, hình thành kiến thức, luyện tập, vận dụng. Mỗi hoạt động cần có sản phẩm của học sinh để giáo viên quan sát và đánh giá.
• Thông tư 22/2021/TT-BGDĐT (THCS, THPT) và Thông tư 27/2020/TT-BGDĐT (tiểu học) coi trọng đánh giá thường xuyên, dùng nhận xét để giúp học sinh tiến bộ chứ không chỉ cho điểm.
• Quyết định 131/QĐ-TTg (25/01/2022) về tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin và chuyển đổi số trong giáo dục đặt yêu cầu số hóa học liệu, bài giảng và dữ liệu dạy học.

Mỗi thành phần của phòng học bên dưới đều trả lời cho một trong các yêu cầu này: học sinh có sản phẩm để chấm, giáo viên có công cụ để đánh giá thường xuyên, nhà trường có dữ liệu số.

3. Hệ thiết bị: mỗi món giải một việc cụ thể trong tiết học

Màn hình tương tác 86 inch đặt giữa bảng trượt hai cánh. Màn hình lớn để cả lớp nhìn rõ mô phỏng, chữ viết, hình ảnh từ khoảng cách cuối lớp; tích hợp camera và micro để ghi lại bài giảng hoặc dạy kết hợp trực tuyến khi cần. Hai cánh bảng xanh trượt hai bên được giữ lại có chủ ý: những lời giải dài, sơ đồ cần lưu trên bảng suốt tiết học vẫn hợp với bảng viết hơn, và lớp học không bị phụ thuộc hoàn toàn vào điện, phần mềm.

Máy tính giáo viên và máy chiếu vật thể. Máy chiếu vật thể đưa trang sách, vở, bài làm của học sinh lên màn hình chỉ trong vài giây. Đây là công cụ đánh giá thường xuyên rất hiệu quả: giáo viên chiếu hai ba bài làm khác nhau, cả lớp cùng nhận xét, chỉ ra lỗi sai phổ biến ngay trong tiết.

Máy tính bảng và tai nghe riêng cho từng học sinh. Mô hình một học sinh một thiết bị cho phép cả lớp luyện tập song song thay vì lần lượt từng em. Tai nghe là điều kiện bắt buộc để luyện nghe, nói tiếng Anh cùng lúc mà lớp học không ồn.

Tủ sạc tập trung 36 máy. Phần ít được chú ý nhưng quyết định thiết bị có được dùng hằng ngày hay không: máy luôn đầy pin đầu giờ, cất giữ an toàn sau giờ học, giáo viên phát và thu máy nhanh theo số thứ tự.

4. English Lab: giải bài toán "lớp đông, ít thời gian nói"

Trong lớp 40 học sinh với tiết học 45 phút, nếu luyện nói lần lượt thì mỗi em chỉ có khoảng một phút. English Lab thay đổi phép tính đó: mọi học sinh nói cùng lúc qua tai nghe, AI nghe và phản hồi cho từng em, giáo viên theo dõi cả lớp trên máy của mình.

English Lab bám Chương trình GDPT 2018, sách Global Success từ lớp 3 đến lớp 12, đối chiếu Khung năng lực ngoại ngữ 6 bậc dùng cho Việt Nam:

• Đủ 4 kỹ năng Nghe, Nói, Đọc, Viết theo từng bài (Unit) của sách giáo khoa, giáo viên chọn đúng bài đang dạy.
• Từ vựng ôn theo phương pháp lặp lại ngắt quãng: từ vựng được nhắc lại đúng lúc học sinh sắp quên, với khoảng cách giãn dần. Cách học này dựa trên đường cong quên của trí nhớ và giúp nhớ lâu hơn nhiều so với học dồn trước giờ kiểm tra.
• AI chấm phần nói theo 4 tiêu chí: độ trôi chảy và mạch lạc, vốn từ vựng, độ chính xác và đa dạng ngữ pháp, phát âm. Học sinh nhận điểm từng tiêu chí và lời khuyên cụ thể, ví dụ các lỗi phát âm hay gặp ở người Việt như âm cuối -s, -ed, âm /θ/ và trọng âm từ.
• AI chấm và nhận xét bài viết theo 4 tiêu chí: hoàn thành yêu cầu đề bài, mạch lạc và liên kết, từ vựng, ngữ pháp. Bài viết tay trên giấy có thể chụp lại để chấm.
• Quản lý lớp học: giao bài tới từng máy, chiếu bài của một học sinh lên màn hình lớn để cả lớp cùng chữa, hỏi nhanh cả lớp, khóa màn hình tất cả máy bằng một chạm khi cần học sinh tập trung lên bảng.

Lưu ý chuyên môn: điểm do AI chấm là phản hồi luyện tập, giúp học sinh được sửa nhiều lần hơn mức giáo viên có thể làm một mình. Đánh giá định kỳ và nhận xét cuối cùng vẫn thuộc về giáo viên.

5. Kiểm tra, đánh giá theo ma trận: nhanh nhưng đúng quy trình

Ra một đề kiểm tra đúng chuẩn đòi hỏi giáo viên lập ma trận đề (phân bố câu hỏi theo nội dung và mức độ nhận thức) và bảng đặc tả (yêu cầu cần đạt cho từng câu) trước khi viết câu hỏi. Đây là phần tốn nhiều thời gian nhất. Hệ thống hỗ trợ đúng quy trình đó:

• Ra đề theo ma trận 4 mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng, vận dụng cao.
• Dùng được cho 11 môn: Toán, Vật lí, Hóa học, Sinh học, Ngữ văn, Tiếng Anh, Lịch sử, Địa lí, Giáo dục kinh tế và pháp luật (Giáo dục công dân), Tin học, Công nghệ; chọn đúng bộ sách Kết nối tri thức, Cánh diều hoặc Chân trời sáng tạo.
• Đủ các loại bài: kiểm tra thường xuyên 15 phút, giữa kỳ, cuối kỳ, luyện thi tốt nghiệp THPT; số câu và thời gian chọn theo mẫu có sẵn. Riêng Ngữ văn, hệ thống tạo trọn bộ: ma trận, bảng đặc tả, đề và hướng dẫn chấm.
• Giao đề có giờ tới máy tính bảng của học sinh, chấm tự động phần trắc nghiệm và báo cáo tiến độ theo từng em, từng nội dung.

Giáo viên luôn là người duyệt và chỉnh đề trước khi giao. Phần máy làm thay là khâu soạn thảo và chấm lặp lại; phần chuyên môn là chọn mức độ, nội dung và đọc kết quả để điều chỉnh bài dạy.

6. Smart Board: bảng tương tác hiểu từng môn học

Phần mềm bảng tương tác thông thường chỉ có bút và hình vẽ. Smart Board được thiết kế cho giáo viên phổ thông Việt Nam, với công cụ riêng cho từng môn:

• Toán: nhận dạng phương trình viết tay, vẽ đồ thị, hình học, máy tính, thước và compa, soạn công thức toán.
• Vật lí: mạch điện, phân tích lực, chuyển động, quang học.
• Hóa học: cân bằng phương trình, bảng tuần hoàn, cấu trúc phân tử, tính toán, thí nghiệm.
• Sinh học: tế bào, di truyền, các quá trình sinh học, phân tử sinh học, sinh thái.
• Tiếng Anh: từ vựng, ngữ pháp, đọc hiểu, viết, biến đổi câu, luyện nói.

Các tính năng chung: nhiều nền bảng; đưa ảnh từ điện thoại hoặc máy chiếu vật thể lên bảng; lưu bài giảng và xuất PDF gửi học sinh.

Trợ lý AI bám sách giáo khoa ngay trên bảng: giải bài giáo viên vừa viết, tạo bài tập tương tự, giải thích từng bước, chấm và sửa bài học sinh, nhận dạng chữ viết tay để AI đọc được bài làm trên bảng, vẽ sơ đồ tư duy cho cả chương, tạo đề nhiều môn.

Thư viện mô phỏng tương tác hiện có 55 mô phỏng: Vật lí 17, Hóa học 13, Sinh học 11, Toán 8, Địa lí 6, kèm phòng thí nghiệm ảo Hóa học và phòng thí nghiệm điện, và tiếp tục được mở rộng. Mô phỏng phát huy tác dụng nhất khi dùng theo chu trình dự đoán – quan sát – giải thích: giáo viên cho học sinh dự đoán kết quả trước, chạy mô phỏng để kiểm chứng, rồi yêu cầu giải thích vì sao. Cách này biến mô phỏng từ "xem cho biết" thành hoạt động hình thành kiến thức đúng tinh thần Công văn 5512. Mô phỏng cũng giúp dạy những hiện tượng khó quan sát hoặc nguy hiểm khi làm thật.

Hoạt động tương tác trên lớp: câu đố Quiz cả lớp trả lời trên máy tính bảng, trò chơi Ai là triệu phú để ôn tập, đàn phím ảo. Dùng ở phần mở đầu hoặc luyện tập, các hoạt động này vừa tạo hứng thú vừa cho giáo viên số liệu tức thì về mức độ hiểu bài của lớp.

7. Một tiết học mẫu trong phòng

Ví dụ một tiết Tiếng Anh lớp 8, tổ chức theo 4 hoạt động của Công văn 5512:

1. Mở đầu (5 phút): Quiz từ vựng của bài trước trên máy tính bảng; màn hình hiện ngay tỉ lệ đúng từng câu, giáo viên biết từ nào cả lớp còn quên.
2. Hình thành kiến thức (15 phút): giáo viên dạy cấu trúc mới trên Smart Board, dùng công cụ ngữ pháp và biến đổi câu; ghi ví dụ chính lên cánh bảng xanh để giữ suốt tiết.
3. Luyện tập (15 phút): giao bài nói tới từng máy; cả lớp đeo tai nghe luyện cùng lúc, AI chấm theo 4 tiêu chí; giáo viên theo dõi và gọi hỗ trợ những em điểm thấp.
4. Vận dụng (10 phút): học sinh viết đoạn văn ngắn; giáo viên chụp hai bài bằng máy chiếu vật thể, cả lớp cùng chữa; giao bài kiểm tra ngắn có giờ, hệ thống chấm tự động và lưu vào báo cáo tiến độ.

Cuối tiết, giáo viên có điểm luyện nói, kết quả kiểm tra và danh sách lỗi thường gặp của từng em, đủ để chuẩn bị tiết sau.

8. Lưu ý khi đầu tư và triển khai

• Khảo sát hạ tầng trước: nguồn điện cho màn hình và tủ sạc, mạng Wi-Fi đủ cho cả lớp cùng dùng máy tính bảng, vị trí lắp màn hình để hàng cuối vẫn nhìn rõ.
• Bồi dưỡng giáo viên theo môn, không chỉ hướng dẫn bật tắt thiết bị: mỗi tổ chuyên môn cần vài tiết mẫu dùng đúng công cụ của môn mình.
• Quy trình vận hành: phát và thu máy, sạc, cập nhật phần mềm, người phụ trách phòng.
• Bắt đầu bằng một phòng mẫu, tổ chức dạy minh họa, lấy ý kiến giáo viên rồi mới nhân rộng.

9. Lợi ích cho nhà trường, giáo viên và học sinh

• Giáo viên soạn nhanh nhờ trợ lý AI và học liệu sẵn có, dạy nhẹ hơn với công cụ đúng môn, đánh giá thường xuyên dễ dàng nhờ chấm tự động và máy chiếu vật thể.
• Học sinh học chủ động trên thiết bị riêng, được luyện và nhận phản hồi nhiều lần hơn, hiểu sâu hơn qua mô phỏng và hoạt động tương tác.
• Nhà trường đầu tư một hệ đồng bộ, dễ vận hành; có dữ liệu tiến độ học tập để quản lý chất lượng, đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số.

Nội dung video theo từng phần

Bấm vào mốc thời gian để xem đúng phần trên YouTube:

• 0:00 Mở đầu
• 0:34 Hệ thống thiết bị đồng bộ
• 1:03 English Lab
• 3:23 Kiểm tra, đánh giá theo ma trận
• 4:01 Smart Board: công cụ giảng dạy
• 5:41 Smart Board: trợ lý AI
• 6:13 Thư viện mô phỏng tương tác
• 8:47 Hoạt động tương tác trên lớp
• 9:02 Lợi ích và lời kết

Tìm hiểu thêm về sản phẩm tại truonghocthongminh.vn. Thầy cô và nhà trường cần tư vấn cấu hình phòng học thông minh phù hợp với quy mô lớp, môn học và hạ tầng hiện có, hãy gửi yêu cầu báo giá cho Hoàng Phúc ngay trên trang này.