Nghiên Cứu Thiết Kế Bục Giảng Thông Minh Cho Lớp Học Hybrid

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU DE TÀI

1.1. Tổng quan về đề tài

1.2. Các nghiên cứu quốc tế

1.3. Các nghiên cứu trong nước

1.4. Mục tiêu của đề tài

1.5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.6. Kết quả mong đợi của đề tài

2. CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU LÝ THUYẾT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

2.1. Công nghệ lập trình phần mềm nhúng

2.2. Lựa chọn phần cứng

2.3. Nhận diện khuôn mặt dựa trên nền tảng học sâu

2.4. Mô hình rút trích đặc trưng khuôn mặt MobileFacenet

2.5. Công nghệ chống giả mạo khuôn mặt

2.6. Giải pháp Silent Face Anti Spoofing của Minivison

2.7. Công nghệ nhận diện sinh trắc học khuôn mặt

2.8. Mô hình Facemesh phát hiện 468 mốc trên khuôn mặt

2.9. Công nghệ và môi trường phát triển Web

2.9.1. Back-end: NodeJS — ExpressJS kết hợp cùng MongoDB

2.9.2. Front-end: ReactJS

2.10. Giao tiếp thời gian thực với WebSocket

2.11. Môi trường triển khai máy chủ và CI/CD và máy chủ AWS EC2

2.12. Kiểm thử phần mềm bằng phương pháp Unit testing

3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH YÊU CẦU VÀ ĐẶC TẢ HỆ THỐNG

3.1. Phân tích yêu cầu từ thực tiễn

3.2. Tổng quan về kết quả của đề tài

3.3. Những chức năng cần có

3.4. Đối tượng sử dụng

3.5. Ràng buộc tổng thể

3.6. Phạm vi kết quả và tính bảo trì về sau

3.7. Đặc tả các use-case cho hệ thống

3.7.1. Ví dụ về viết Specification cho một tính năng đăng nhập

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ PHẦN CỨNG

4.1. Kiến trúc tổng quan hệ thống

4.2. Biểu đồ thành phần hệ thống

4.3. Biểu đồ thành phần ứng dụng nhúng

4.4. Biểu đồ thành phần ứng dụng web

4.5. Thiết kế cơ sở dữ liệu

5. CHƯƠNG 5: TRIỂN KHAI HIỆN THỰC HỆ THỐNG

5.1. Triển khai hiện thực Back-end

5.2. Triển khai hiện thực Front-end với ReactJS

5.3. Triển khai giao diện ứng dụng nhúng ban đầu

5.4. Triển khai module nhận diện khuôn mặt

5.4.1. Chuẩn bị bộ dữ liệu

5.4.2. Huấn luyện mô hình

5.4.3. Kết quả huấn luyện

5.4.4. Chuyển đổi mô hình xuống nền tảng nhúng

5.4.5. Hiện thực trên C++ để tích hợp vào ứng dụng Qt

5.4.6. Chuyển đổi mô hình Anti-Spoofing và Facemesh từ Python xuống C++

5.5. Triển khai tính năng thông báo thời gian thực với SocketIO

5.5.1. Triển khai phía máy chủ

5.5.2. Triển khai ở phía Client trên nền tảng C++

5.6. Triển khai nền tảng lớp học trực tuyến Jitsi Meet

5.7. Triển khai mô hình Producer/Consumer để xử lý đa luồng

5.8. Triển khai mô đun lưu lại nhật ký ứng dụng

5.9. Triển khai chương trình xuống thiết bị phần cứng

6. CHƯƠNG 6: THỰC HIỆN KIỂM THỬ VÀ LÀM TÀI LIỆU

6.1. Triển khai Unit Testing với GTest

6.2. Triển khai kiểm thử API với Postman

6.3. Triển khai kiểm thử khả năng chịu tải máy chủ SocketIO

6.4. Triển khai kiểm thử tính năng nhận diện khuôn mặt

6.5. Thông số hoạt động của ứng dụng

6.6. Đóng gói tài liệu với DOXYGEN

6.7. Quá trình vận hành và bảo trì

7. CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN

7.1. Đánh giá kết quả và so sánh với mục tiêu ban đầu

7.2. Một số điểm hạn chế của đề tài

7.3. Hướng phát triển tiếp theo

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Thiết Kế Bục Giảng Thông Minh

Nghiên cứu thiết kế bục giảng thông minh cho lớp học hybrid đang trở thành xu hướng trong giáo dục hiện đại. Mô hình lớp học này kết hợp giữa dạy học trực tiếp và học trực tuyến, giúp tối ưu hóa trải nghiệm học tập cho học sinh. Việc áp dụng công nghệ vào giáo dục không chỉ nâng cao chất lượng giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập linh hoạt và hiệu quả hơn.

1.1. Lý do cần thiết cho bục giảng thông minh

Bục giảng thông minh giúp giáo viên dễ dàng quản lý lớp học, điểm danh tự động và tương tác với học sinh. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả giảng dạy.

1.2. Các công nghệ hỗ trợ thiết kế bục giảng

Sử dụng công nghệ như AI và IoT trong thiết kế bục giảng thông minh giúp cải thiện khả năng nhận diện khuôn mặt và quản lý lớp học hiệu quả hơn.

II. Vấn đề và Thách thức trong Thiết Kế Bục Giảng Thông Minh

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế bục giảng thông minh cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư, khả năng tích hợp công nghệ và đào tạo giáo viên là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi phí đầu tư cho công nghệ

Chi phí đầu tư cho thiết bị và phần mềm có thể là một rào cản lớn đối với nhiều trường học, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn.

2.2. Khả năng tích hợp công nghệ vào giảng dạy

Việc tích hợp công nghệ mới vào phương pháp giảng dạy hiện tại có thể gặp khó khăn, đòi hỏi giáo viên phải có thời gian và kỹ năng để làm quen.

III. Phương Pháp Thiết Kế Bục Giảng Thông Minh Hiệu Quả

Để thiết kế bục giảng thông minh hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và công nghệ tiên tiến. Việc sử dụng các mô hình học sâu và công nghệ nhận diện khuôn mặt là rất quan trọng.

3.1. Ứng dụng công nghệ nhận diện khuôn mặt

Công nghệ nhận diện khuôn mặt giúp tự động điểm danh và theo dõi sự tập trung của học sinh trong lớp học, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy.

3.2. Tích hợp hệ thống quản lý lớp học

Hệ thống quản lý lớp học thông minh giúp giáo viên dễ dàng theo dõi tiến độ học tập và tương tác với học sinh một cách hiệu quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Bục Giảng Thông Minh

Bục giảng thông minh không chỉ là một thiết bị mà còn là một giải pháp toàn diện cho giáo dục hiện đại. Việc áp dụng mô hình này đã mang lại nhiều kết quả tích cực trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ các trường học

Nhiều trường học đã áp dụng bục giảng thông minh và ghi nhận sự cải thiện rõ rệt trong kết quả học tập của học sinh.

4.2. Phản hồi từ giáo viên và học sinh

Giáo viên và học sinh đều đánh giá cao tính năng của bục giảng thông minh, cho rằng nó giúp tăng cường sự tương tác và hứng thú trong học tập.

V. Kết Luận và Tương Lai của Bục Giảng Thông Minh

Bục giảng thông minh là một bước tiến quan trọng trong việc cải thiện chất lượng giáo dục. Tương lai của mô hình này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội mới cho giáo viên và học sinh.

5.1. Hướng phát triển trong tương lai

Công nghệ sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều khả năng mới cho bục giảng thông minh, từ đó nâng cao trải nghiệm học tập.

5.2. Tầm quan trọng của việc đào tạo giáo viên

Đào tạo giáo viên về công nghệ mới là rất cần thiết để đảm bảo việc áp dụng bục giảng thông minh đạt hiệu quả cao nhất.