CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG DẠY HỌC 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG GIÁO DỤC 1. Một số nghiên cứu trên thế giới Sự ra đời và phát triển của ĐTĐM đã mang lại những lợi ích to lớn và thúc đẩy sự phát triển của các lĩnh vực, ngành nghề trong xã hội, trong đó có GD. Thị trường ĐTĐM trong GD đang cho thấy được triển vọng phát triển qua những con số thuyết phục.
Theo báo cáo “ĐTĐM trong lĩnh vực GD - Triển vọng 2024” được thực hiện bởi Công ty Tư vấn và Nghiên cứu thị trường Goldstein Research [90] cho biết: Giá trị thị trường ĐTĐM toàn cầu trong lĩnh vực GD đạt 5,8 tỷ đô la Mỹ vào năm 2016 và thị trường dự kiến sẽ đạt 17,4 tỷ đô la Mỹ vào cuối năm 2024. Ngoài ra, thị trường được dự đoán sẽ mở rộng với tốc độ tăng trưởng kép 14,7% trong giai đoạn dự báo từ 2016- 2024. Về mặt địa lý, Bắc Mỹ được dự đoán sẽ chiếm lĩnh thị trường trong giai đoạn dự báo do cơ sở hạ tầng CNTT phát triển và sự hiện diện của những công ty lớn tham gia thị trường này trong khu vực. Bắc Mỹ được theo sát bởi châu Âu với gần 30% thị phần.
Khu vực Trung Đông cho thấy cơ hội rộng lớn để thị trường phát triển mạnh trong tương lai gần nhờ các khoản chi tiêu lớn và phân bổ ngân sách của chính quyền khu vực để phát triển cơ sở hạ tầng GD. Trong xu thế phát triển đó, vấn đề nghiên cứu, triển khai ứng dụng ĐTĐM trong GD đã nhận được nhiều sự quan tâm từ các nhà khoa học, các cơ quan, TCGD ở nhiều quốc gia, đặc biệt trong giai đoạn một thập kỉ trở lại đây và hứa hẹn sẽ còn tiếp tục phát triển trong tương lai. Từ các KQ thu thập được, chúng tôi phân loại các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu thành các nhóm sau: luan an 8 1. Về sử dụng dịch vụ điện toán đám mây trong giáo dục tại các quốc gia trên thế giới Thực tiễn nghiên cứu cho thấy, các DVĐTĐM đã được các TCGD tại các quốc gia tích cực đón nhận và lựa chọn sử dụng, thể hiện qua việc cả ba loại hình cung cấp DVĐTĐM (IaaS, PaaS, SaaS) đã được các TCGD ở nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng kết hợp một cách linh hoạt để phục vụ công tác GD ngay từ khi công nghệ này mới bắt đầu được phổ biến và bước đầu cho thấy những tín hiệu tích cực do ĐTĐM mang lại cho chất lượng GD.
Tiêu biểu có thể kể đến: a. Tại một số quốc gia châu Mĩ Tại châu Mỹ cũng như trên thế giới, Mỹ là quốc gia đi tiên phong về ứng dụng ĐTĐM trong lĩnh vực GD. Trước khi thuật ngữ ĐTĐM được đưa vào sử dụng phổ biến trong cộng đồng quốc tế, kể từ năm 2004, Đại học Bắc Carolina (NCSU) đã bắt đầu cung cấp DVĐTĐM phục vụ cho việc học tập của SV trong trường. NCSU đã xây dựng một phòng thí nghiệm ảo để các SV, GV từ bên ngoài khuôn viên nhà trường có thể truy cập và sử dụng được nó thông qua một giao diện Web.
Từ năm 2009, phòng thí nghiệm ảo này đã có thể phục vụ hơn 30.000 GV, SV và người dùng truy cập [60]. Theo KQ điều tra của The Campus Computing Project - Dự án chuyên nghiên cứu về vai trò của CNTT trong GD Đại học Mỹ - thống kê cho thấy: Tại thời điểm năm 2010, có đến hơn 80% các trường cao đẳng và đại học của Mỹ sử dụng các giải pháp lưu trữ email trên nền tảng ĐTĐM của các nhà cung cấp dịch vụ Internet lớn, trong đó 60% sử dụng Gmail, và 40% còn lại sử dụng Hotmail và Zimbra [36]. Giai đoạn các năm từ 2006 đến 2012 là khoảng thời gian đánh dấu sự phát triển nhanh chóng của DVĐTĐM thương mại tại Mỹ với việc các công ty, tập đoàn công nghệ lớn của nước này như Google, Amazon, Microsoft, IBM, Oracle v. đã lần lượt ra mắt người tiêu dùng các sản phẩm DVĐTĐM của mình.
Sự phát triển của các loại hình DVĐTĐM được các nhà cung cấp lớn luan an 9 mang tới đã có vai trò tác động rất lớn đến hoạt động ứng dụng ĐTĐM tại các CSGD của Mỹ bởi các công ty cung cấp DVĐTĐM hàng đầu của Mỹ đều đã nhanh chóng nhận ra được tầm quan trọng của việc phát triển các sản phẩm điện toán của họ để phục vụ nhu cầu của các CSGD. Các sản phẩm này tập trung vào các dịch vụ phần mềm hữu ích được cung cấp với mức giá sử dụng thấp, phù hợp với khả năng tài chính của số đông tổ chức và người sử dụng dịch vụ. Năm 2013, hai nhà nghiên cứu Zhao J. thuộc trường Đại học Saint Joseph, bang Philadelphia (Mỹ) đã công bố KQNC trong đó đề xuất một PP mới cho SV chuyên ngành khoa học máy tính để học tập từ xa thông qua truy cập vào một môi trường học tập ảo tương tác thông minh hoạt động trên nền tảng ĐTĐM.
KQ của nghiên cứu thực sự là một định hướng đổi mới hữu ích cho các nhà trường đang sử dụng công cụ quản lý học tập trực tuyến Moodle để vận hành hệ thống e-learning của mình tại thời điểm đó [51]. Tại Canada, với sự tài trợ của Hội đồng GD bang Ontario và Bộ GD Canada, các nhà khoa học của Trường Đại học York - Đại học lớn thứ 3 tại Canada đã thực hiện dự án nghiên cứu mang tên: Bringing the Cloud into the Classroom (Đưa ĐTĐM vào lớp học) [45]. Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích đánh giá tác động của việc sử dụng các công cụ học tập dựa trên nền tảng ĐTĐM của Google tại các nhà trường ở 3 khu vực nghiên cứu thuộc bang Ontario trong năm học 2012-2013. Đa số các GV và SV được khảo sát đều nhận xét rằng các ứng dụng ĐTĐM của Google khá dễ dàng tiếp cận để tìm hiểu và sử dụng, giúp tăng cường khả năng học tập hợp tác của NH.
Với GV, ĐTĐM giúp họ thuận tiện trong việc lưu trữ, chia sẻ tài liệu, cộng tác với đồng nghiệp, giúp theo dõi tiến trình học tập, sự tiến bộ của NH và thật sự hữu ích đối với việc đánh giá, hướng dẫn NH học tập từ xa thông qua các diễn đàn trực tuyến; giúp GV có điều kiện để tăng cường sử dụng các PPDH tích cực. luan an 10 Tại Brazil, từ cuối năm 2007, các phòng thí nghiệm nghiên cứu về khoa học máy tính của Đại học Liên bang Santa Maria (UFSM) đã bắt đầu áp dụng Google Apps for Education - bộ công cụ ĐTĐM của Google dành cho GD - cho hoạt động của mình. Tại thời điểm bắt đầu sử dụng, lý do chính mà Google Apps for Education được lựa chọn là để thay thế cho dịch vụ hệ thống email nội bộ của trường đã dần trở nên lạc hậu, hạn chế trong quá trình sử dụng [39]. Từ năm 2011, ĐTĐM đã được các CG CNTT của Trường Đại học Bang San Paolo nghiên cứu ứng dụng cho phòng thí nghiệm ứng dụng CNTT của trường để vận hành công cụ quản lý học tập trực tuyến Moodle trên môi trường đám mây Windows Azure của Microsoft [37].
Tại một số quốc gia châu Âu Go-Lab là một dự án hợp tác châu Âu do Ủy ban châu Âu đồng tài trợ. Dự án Go-Lab nhằm mở ra các phòng thí nghiệm khoa học ảo trực tuyến để sử dụng quy mô lớn trong GD. Go-Lab đã tạo ra một cơ sở hạ tầng để cung cấp quyền truy cập vào một nhóm các phòng thí nghiệm trực tuyến từ các tổ chức nghiên cứu nổi tiếng trên toàn thế giới, như ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, Hà Lan), CERN (Tổ chức nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu, Thụy Sĩ), v. được sử dụng bởi các trường học, GV hướng dẫn và SV để mở rộng các hoạt động học tập thường xuyên với các thí nghiệm khoa học [76].
Tại Anh, Trường Đại học Westminster (UOW) [62] kể từ năm 2007 đã quyết định lựa chọn bộ công cụ ĐTĐM Google Apps for Education để đưa vào sử dụng thử nghiệm phục vụ hoạt động dạy và học của trường và tiếp đó chính thức đưa vào sử dụng từ năm học 2008-2009. Theo báo cáo từ các website SafeGov.org và Kable.uk cho thấy, các trường học tại Anh đã nhanh chóng áp dụng ĐTĐM vào hoạt động GD của mình. Năm 2013, một chương trình đầu tư CNTT cho GD dựa trên ĐTĐM đã được Hội đồng tài trợ GD đại học Anh luan an 11 (HEFCE) tài trợ cho các trường đại học và cao đẳng của Anh. Chương trình khuyến khích các trường đại học và cao đẳng sử dụng các nguồn tài nguyên máy tính được phân phối qua Internet do các DVĐTĐM cung cấp.
Dự án giúp các trường đại học và cao đẳng đạt được hiệu quả lớn về việc tiết kiệm chi phí đầu tư cũng như nâng cao đáng kể chất lượng, hiệu quả GD. Đã có 18 triệu SV và người dùng nhận được nhanh chóng các DVĐTĐM tại các trường đại học của Vương quốc Anh ngay sau khi dự án được triển khai. Tại Đức, Đại học Hochschule Furtwangen [42] đã triển khai một nền tảng đám mây riêng sử dụng cả ba loại hình dịch vụ: IaaS, PaaS và SaaS với tên gọi CloudIA, cung cấp cho SV và công chúng các dịch vụ cộng tác, học tập và làm việc chung. Ngoài ra, với CloudIA, SV có thể tạo ra và dự trữ các máy ảo theo yêu cầu cho các hoạt động của họ, cung cấp mặc định ba máy ảo với 1Gb RAM cho mỗi SV và tối đa 100 giờ sử dụng mỗi học kỳ.
Tại Italia, năm 2013, Đại học Marconi đã đưa ra một dự án CNTT để tổ chức lưu trữ và vận hành các dịch vụ E-learning của trường trên nền tảng ĐTĐM. Theo đó, Interoute - nhà cung cấp nền tảng DVĐTĐM lớn nhất châu Âu đã được Đại học Marconi lựa chọn để tiến hành lưu trữ và vận hành hệ thống e-learning của trường trên trung tâm dữ liệu ảo của nhà cung cấp này. KQ thực hiện dự án cho thấy, giải pháp trên đã cho phép Đại học Marconi giảm chi phí điều hành nền tảng học tập trực tuyến của trường tới 23% [97]. Năm 2014, dự án mang tên Cloudschooling có địa chỉ website chính thức: https://www.it/ được Bộ GD Italia cộng tác với hai nhà xuất bản Zanichelli và Loescher đưa vào triển khai thực hiện tại các trường học của quốc gia này và sau đó được biết đến là nền tảng dạy kèm trực tuyến (hoạt động trên nền tảng ĐTĐM) lớn nhất cho trường học tại Italia, thu hút gần 190000 HS và gần 15000 GV tham gia.