Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh hội nhập quốc tế và sự phát triển của cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, năng lực ngoại ngữ—đặc biệt là tiếng Anh—trở thành yêu cầu thiết yếu đối với lực lượng lao động kỹ thuật cao. Chứng chỉ TOEIC (Test of English for International Communication) hiện được nhiều cơ quan, doanh nghiệp và tập đoàn đa quốc gia sử dụng làm chuẩn mực đánh giá trong tuyển dụng, đề bạt thăng chức và cử nhân sự tu nghiệp nước ngoài. Tại các cơ sở giáo dục đại học, bài thi TOEIC được ứng dụng phổ biến để phân loại trình độ và xác định chuẩn đầu ra tốt nghiệp cho sinh viên.
Tại Trường Đại học Công nghệ Đông Á, nhà trường triển khai các học phần ngoại ngữ xuyên suốt lộ trình đào tạo, bao gồm lớp Tiếng Anh cơ bản dành cho sinh viên năm thứ nhất và các học phần Tiếng Anh 1, 2, 3, 4, 5 từ năm thứ nhất đến năm thứ ba nhằm giúp người học đạt chuẩn đầu ra TOEIC. Tuy nhiên, qua khảo sát thực tế của tác giả, sinh viên gặp phải hai trở ngại chính:
- Một bộ phận sinh viên không đủ điều kiện tài chính để chi trả học phí tại các trung tâm luyện thi bên ngoài.
- Nhiều sinh viên bị hạn chế về quỹ thời gian, khó sắp xếp lịch trình để theo học trực tiếp tại các cơ sở đào tạo ngoại ngữ.
Xuất phát từ các vấn đề thực tiễn trên, tác giả Phạm Kim Anh đã thực hiện đồ án tốt nghiệp "Xây dựng phần mềm học và thi TOEIC" dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Viết Hùng tại Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ Đông Á (năm 2022). Mục đích nghiên cứu là xây dựng một hệ thống website hỗ trợ sinh viên tự học lý thuyết và thi thử trực tiếp tại nhà, vận hành song hành cùng cổng đào tạo trực tuyến Elearning.vn của trường nhằm tối ưu hóa chi phí và thời gian học tập.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định gồm 4 nội dung:
- Xây dựng phân hệ quản lý và học tập các bài hướng dẫn ngữ pháp cùng hướng dẫn từ vựng.
- Xây dựng phân hệ quản lý bài tập và luyện tập kỹ năng đọc, kỹ năng nghe.
- Xây dựng phân hệ quản lý đề thi và tổ chức thi thử bài thi TOEIC hoàn chỉnh.
- Ứng dụng mô hình kiến trúc MVC (Model – View – Controller) vào việc thiết kế và lập trình trang web.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm nhu cầu thực tế của người học TOEIC; các công nghệ lập trình web dựa trên nền tảng Java (Servlet, JSP), hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL và mô hình kiến trúc MVC. Phạm vi nghiên cứu về mặt chức năng tập trung vào việc quản trị nội dung học tập, luyện tập trắc nghiệm hai kỹ năng Nghe - Đọc, thi thử trực tuyến đề thi 200 câu có giới hạn thời gian, tương tác bình luận và tìm kiếm dữ liệu; phạm vi không gian ứng dụng trực tiếp phục vụ sinh viên Trường Đại học Công nghệ Đông Á.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và công nghệ nền tảng của đồ án được xây dựng dựa trên các chuẩn mực công nghệ phần mềm hướng đối tượng và kiến trúc web hướng dịch vụ. Hệ thống vận hành theo mô hình MVC (Model – View – Controller), phân tách rõ ràng giữa giao diện hiển thị, logic điều khiển và tầng dữ liệu:
- Model: Quản lý dữ liệu, logic nghiệp vụ và các tương tác với cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL.
- View: Tiếp nhận và trình diễn dữ liệu cho người dùng thông qua công nghệ Java Server Page (JSP), thư viện thẻ chuẩn JSTL (JSP Standard Tag Library), kết hợp các ngôn ngữ đánh dấu HTML, XHTML và XML.
- Controller: Đóng vai trò điều phối luồng thông tin, xử lý các yêu cầu HTTP từ máy khách thông qua công nghệ Java Servlet thực thi trên máy ảo Java (JVM).
Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai bao gồm:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thu thập, nghiên cứu tài liệu kỹ thuật về ngôn ngữ lập trình Java, công nghệ Servlet/JSP, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL và cấu trúc chuẩn của bài thi TOEIC quốc tế.
- Phương pháp phân tích và tổng hợp: Phân tích các yêu cầu chức năng, yêu cầu phi chức năng từ khảo sát người dùng để thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ và kiến trúc hệ thống.
- Phương pháp mô hình hóa hướng đối tượng: Ứng dụng ngôn ngữ mô hình hóa UML (Unified Modeling Language) để thiết kế các biểu đồ trường hợp sử dụng (Use Case), biểu đồ tuần tự (Sequence Diagram) và biểu đồ hoạt động (Activity Diagram).
- Phương pháp thực nghiệm phát triển phần mềm: Sử dụng môi trường phát triển tích hợp Eclipse (Eclipse IDE) để cài đặt mã nguồn, cấu hình máy chủ web và kiểm thử chức năng.
Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án bao gồm hệ thống bài giảng lý thuyết ngữ pháp tiếng Anh, ngân hàng từ vựng phân loại theo chủ đề, hệ thống câu hỏi bài tập đọc và bài tập nghe trích xuất từ các tài liệu luyện thi TOEIC chuẩn, đi kèm hệ thống tệp tin đa phương tiện (âm thanh MP3, hình ảnh minh họa) và các tệp bảng tính định dạng Excel (.xls, .xlsx) dùng để nạp dữ liệu câu hỏi tự động.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống được thiết kế phục vụ hai tác nhân (Actor) chính: Người quản trị (Admin) và Người dùng (User). Các yêu cầu phi chức năng của hệ thống được tác giả chuẩn hóa tại Bảng 2.1 của đồ án:
| STT |
Tên yêu cầu |
Mô tả yêu cầu kỹ thuật |
| 1 |
Giao diện |
Giao diện hệ thống phải dễ sử dụng, trực quan, thân thiện với người dùng; font chữ đơn giản, bố cục menu rõ ràng. |
| 2 |
Tốc độ xử lý |
Hệ thống phải xử lý các thao tác truy vấn và phản hồi nhanh chóng, chính xác. |
| 3 |
Bảo mật |
Đảm bảo an toàn và bảo mật dữ liệu người dùng, kiểm tra ràng buộc mật khẩu và phân quyền truy cập. |
| 4 |
Tương thích |
Tương thích tốt với đa phần các trình duyệt web phổ biến hiện nay. |
Phân tích kiến trúc điều khiển và nghiệp vụ của hệ thống được thể hiện qua các lược đồ thiết kế chi tiết:
- Biểu đồ Use Case: Xác định quyền hạn của từng tác nhân. Admin nắm quyền quản lý bài hướng dẫn từ vựng (HDTV), bài hướng dẫn ngữ pháp (HDNP), bài tập đọc, bài tập nghe và đề thi thử. User có quyền đăng ký, đăng nhập, học lý thuyết, làm bài tập đọc, làm bài tập nghe, làm đề thi thử hoàn chỉnh, tìm kiếm và gửi bình luận.
- Biểu đồ tuần tự (Sequence Diagram): Đồ án xây dựng 28 biểu đồ tuần tự mô tả chi tiết sự tương tác giữa đối tượng giao diện, bộ điều khiển Servlet và cơ sở dữ liệu MySQL cho từng tác vụ (như đăng nhập, kiểm tra logic trùng lặp dữ liệu, tải tệp tin, tính điểm).
- Biểu đồ hoạt động (Activity Diagram): Trình bày 21 biểu đồ luồng nghiệp vụ. Quá trình đăng nhập thực hiện kiểm tra
memberid: nếu thông tin hợp lệ với id = 1 sẽ điều hướng đến trang người dùng; nếu id = 2 sẽ chuyển hướng vào khu vực quản trị Admin. Khi nạp dữ liệu bài học hoặc bài tập, hệ thống kiểm tra thuộc tính isMultipart (multipart/form-data) để xử lý tải ảnh đại diện, kiểm tra trùng tên tiêu đề, xác thực tệp tin Excel chứa danh sách câu hỏi và kiểm tra tệp âm thanh đính kèm.
| Phân hệ chức năng |
Chức năng cụ thể |
Ràng buộc nghiệp vụ theo thiết kế |
| Quản trị (Admin) |
Quản lý bài HDNP |
Thêm tên bài (kiểm tra rỗng, trùng lặp), upload ảnh đại diện, nhập nội dung chi tiết, xóa bài học. |
|
Quản lý bài HDTV |
Tạo chủ đề từ vựng, upload ảnh chủ đề, nhập danh sách từ bằng file Excel, tải file audio và hình ảnh. |
|
Quản lý bài tập Đọc |
Thêm tiêu đề bài tập, tải ảnh đại diện, import câu hỏi trắc nghiệm bằng file Excel. |
|
Quản lý bài tập Nghe |
Thêm bài tập nghe, upload ảnh, import nội dung câu hỏi từ Excel, tải file âm thanh nghe và hình ảnh câu hỏi. |
|
Quản lý Đề thi thử |
Thêm tên đề thi, ảnh đại diện, import tệp Excel đề thi 200 câu, upload hệ thống tệp audio và hình ảnh đi kèm. |
| Người dùng (User) |
Xác thực tài khoản |
Đăng ký (bắt buộc nhập đủ trường, mật khẩu không được quá yếu, không trùng tên đăng nhập), Đăng nhập phân quyền. |
|
Học lý thuyết |
Xem danh sách, tra cứu chi tiết, tìm kiếm bài học theo từ khóa, gửi bình luận trao đổi dưới bài viết. |
|
Luyện tập Đọc & Nghe |
Làm bài tập kỹ năng; bắt buộc chọn đủ đáp án cho tất cả câu hỏi mới kích hoạt nút xem đáp án; có nút làm lại. |
|
Thi thử TOEIC |
Cấu trúc đề thi 200 câu; đồng hồ đếm ngược 120 phút; tự động thu bài và chấm điểm khi hết giờ; hiển thị số câu đúng/sai. |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Mở đầu
Chương này trình bày lý do chọn đề tài dựa trên vai trò của chứng chỉ TOEIC trong môi trường làm việc hiện đại và chuẩn đầu ra ngoại ngữ tại Trường Đại học Công nghệ Đông Á. Tác giả nêu rõ thực trạng khó khăn về tài chính và thời gian của sinh viên khi theo học tại các trung tâm tiếng Anh bên ngoài. Trên cơ sở đó, chương xác định mục đích nghiên cứu là xây dựng phần mềm học và thi TOEIC nền tảng website chạy song hành với hệ thống Elearning.vn của nhà trường. Chương 1 đồng thời xác định 4 nhiệm vụ nghiên cứu cốt lõi, đối tượng nghiên cứu, phạm vi hệ thống cùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phân tích tài liệu và thực nghiệm công nghệ.
Chương 2: Phân tích thiết kế hệ thống
Chương 2 chiếm dung lượng lớn nhất trong đồ án, tập trung vào việc mô hình hóa toàn diện hệ thống phần mềm:
- Đặc tả chi tiết các yêu cầu quản trị, yêu cầu giao diện người dùng và 4 yêu cầu phi chức năng tại Bảng 2.1.
- Xây dựng biểu đồ Use Case tổng quát và các biểu đồ phân rã chức năng tương ứng với hai vai trò Admin và User.
- Xây dựng 28 biểu đồ Sequence Diagram thể hiện trình tự trao đổi thông điệp giữa các thành phần phần mềm cho toàn bộ các chức năng hệ thống.
- Xây dựng 21 biểu đồ Activity Diagram mô tả chi tiết logic rẽ nhánh và các điều kiện xác thực dữ liệu. Luồng nghiệp vụ được làm rõ qua các bảng: Đăng nhập (Bảng 2.2), Quản lý danh sách bài HDNP (Bảng 2.3), Thêm bài HDNP (Bảng 2.4), Thêm bài HDTV (Bảng 2.5).
- Thiết kế mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL nhằm lưu trữ dữ liệu thành viên, bài học ngữ pháp, từ vựng, bài tập đọc, bài tập nghe, đề thi thử, tệp tin đa phương tiện và dữ liệu bình luận.
Chương 3: Xây dựng phần mềm học và thi TOEIC
Chương 3 trình bày việc hiện thực hóa phần mềm trên môi trường thực tế:
- Giới thiệu các công nghệ thực hiện bao gồm ngôn ngữ lập trình Java, mô hình MVC, cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL, môi trường lập trình Eclipse, bộ công cụ giao diện và thư viện JSTL. Đồ án đưa ra bảng so sánh chi tiết giữa JSP và Servlet (Bảng 3.1) để làm rõ vai trò hiển thị và xử lý nghiệp vụ.
- Trình bày hệ thống giao diện thực tế của ứng dụng qua 58 hình ảnh minh họa, bao gồm giao diện trang chủ, các màn hình đăng ký tài khoản (minh họa các trường hợp lỗi bỏ trống thông tin, lỗi mật khẩu yếu, lỗi trùng tên đăng nhập và đăng ký thành công), giao diện đăng nhập và các màn hình quản trị của Admin.
- Chi tiết hóa các yếu tố cấu thành giao diện thông qua bảng biểu: Bảng 3.2 mô tả các trường trên màn hình đăng ký, Bảng 3.3 mô tả màn hình đăng nhập, Bảng 3.4 mô tả các thành phần trên màn hình danh sách bài hướng dẫn.
- Minh họa giao diện thực hiện bài tập nghe, đọc, giao diện làm bài thi thử, giao diện nộp bài và màn hình xem kết quả thi chi tiết.
- Đánh giá tổng kết các kết quả đạt được của đề tài và định hướng phát triển phần mềm trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Về kết quả kỹ thuật, đồ án đã hoàn thành việc xây dựng ứng dụng web học và thi TOEIC trực tuyến với đầy đủ các phân hệ chức năng theo thiết kế ban đầu:
- Hiện thực hóa cơ chế quản lý dữ liệu linh hoạt: Cho phép người quản trị cập nhật nội dung bài tập và đề thi thông qua việc nạp tệp bảng tính Excel, đồng thời hỗ trợ tải lên các tệp tin đa phương tiện (âm thanh định dạng audio và hình ảnh minh họa) phục vụ cho kỹ năng nghe và học từ vựng.
- Xây dựng quy trình luyện tập có kiểm soát: Trong các bài tập kỹ năng Đọc và Nghe, hệ thống áp dụng ràng buộc logic: người học bắt buộc phải chọn câu trả lời cho toàn bộ các câu hỏi trước khi nhấn nút xem đáp án; nếu chưa chọn đủ, hệ thống sẽ đưa ra thông báo cảnh báo lỗi "Yêu cầu trả lời hết các câu hỏi".
- Xây dựng hệ thống thi thử mô phỏng bài thi TOEIC chuẩn: Đề thi hoàn chỉnh được thiết kế gồm 200 câu hỏi (100 câu phần Nghe và 100 câu phần Đọc). Hệ thống tích hợp đồng hồ đếm ngược với thời gian làm bài chính xác là 2 tiếng (120 phút). Khi hết thời gian, hệ thống tự động khóa quyền làm bài, thu bài và chấm điểm dựa trên việc đối chiếu với đáp án lưu trong cơ sở dữ liệu. Màn hình kết quả thống kê cụ thể: tổng số câu hỏi của đề thi, số câu làm đúng phần Đọc, số câu làm đúng phần Nghe và tổng số câu trả lời sai.
- Phân quyền và bảo mật tài khoản: Cơ chế xác thực thông tin đăng nhập tự động điều hướng người dùng dựa theo giá trị
memberid (id = 1 hiển thị trang chủ người dùng; id = 2 hiển thị trang quản trị Admin).
Về giải pháp và đóng góp, đề tài cung cấp một công cụ học tập miễn phí, linh hoạt cho sinh viên Trường Đại học Công nghệ Đông Á, giải quyết bài toán thiếu kinh phí và thời gian của sinh viên khi chuẩn bị cho kỳ thi chuẩn đầu ra. Tác giả cam đoan đây là công trình nghiên cứu và thực nghiệm độc lập, không sao chép từ các đồ án tương tự trước đó.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Theo trình bày của tác giả trong văn bản, đồ án tồn tại một số điểm hạn chế do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nghiên cứu:
- Hệ thống tập trung chủ yếu vào việc ôn luyện và thi thử hai kỹ năng Nghe và Đọc theo định dạng trắc nghiệm của bài thi TOEIC truyền thống, chưa tích hợp mô đun hỗ trợ ôn luyện kỹ năng Nói (Speaking) và Viết (Writing).
- Văn bản chưa công bố các số liệu kiểm thử hiệu năng chịu tải của hệ thống máy chủ trong điều kiện nhiều người dùng truy cập đồng thời hoặc kiểm thử bảo mật nâng cao.
Về hướng phát triển, đồ án đề xuất các định hướng tiếp theo:
- Tiếp tục tối ưu hóa giao diện và trải nghiệm người dùng trên các thiết bị khác nhau.
- Mở rộng ngân hàng câu hỏi, đa dạng hóa các chuyên đề từ vựng và bài tập ngữ pháp.
- Nâng cấp các tính năng quản trị và cải tiến độ ổn định, tính bảo mật của toàn bộ hệ thống.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng sau:
- Sinh viên ngành Công nghệ thông tin và Kỹ thuật phần mềm: Tài liệu cung cấp ví dụ chi tiết về quy trình phân tích thiết kế hệ thống theo chuẩn UML, thể hiện rõ nét qua hệ thống 28 biểu đồ Sequence Diagram và 21 biểu đồ Activity Diagram tại Chương 2. Đây cũng là tài liệu thực hành hữu ích về việc áp dụng mô hình MVC sử dụng công nghệ thuần Java Servlet, JSP kết hợp cơ sở dữ liệu MySQL trên môi trường Eclipse IDE.
- Nhà phát triển hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến: Cung cấp giải pháp xử lý nghiệp vụ nhập liệu câu hỏi trắc nghiệm số lượng lớn thông qua tệp tin Excel, cơ chế đồng bộ tệp tin media (audio, hình ảnh) và giải thuật chấm điểm, đếm ngược thời gian thi trực tuyến.
- Sinh viên chuẩn bị đồ án tốt nghiệp: Cung cấp cấu trúc báo cáo chuẩn mực cho một đồ án xây dựng phần mềm, từ khảo sát yêu cầu, mô hình hóa hệ thống đến hiện thực hóa giao diện và đánh giá kết quả.
Câu hỏi thường gặp
1. Bài thi thử TOEIC trên hệ thống có cấu trúc và quy định thời gian làm bài như thế nào?
Bài thi thử TOEIC hoàn chỉnh trên phần mềm được thiết kế chuẩn hóa với tổng số 200 câu hỏi, chia thành hai phần: 100 câu phần Nghe và 100 câu phần Đọc. Thời gian làm bài được đếm ngược chính xác trong 2 tiếng (120 phút). Khi hết thời gian quy định, hệ thống sẽ tự động khóa bài thi, lưu lại toàn bộ các phương án người dùng đã chọn và tiến hành chấm điểm tự động.
2. Người quản trị (Admin) thực hiện việc nạp nội dung câu hỏi bài tập và đề thi vào hệ thống bằng cách nào?
Để tối ưu hóa thao tác quản trị, hệ thống cho phép Admin khởi tạo tên và ảnh đại diện bài học/đề thi qua giao diện biểu mẫu (modal bootstrap), sau đó nhập toàn bộ nội dung chi tiết của câu hỏi trắc nghiệm thông qua việc tải lên tệp tin bảng tính Excel (.xls, .xlsx). Đối với bài tập nghe và đề thi thử, Admin tiếp tục tải lên các tệp tin âm thanh (audio) và hình ảnh minh họa tương ứng.
3. Cơ chế phân quyền đăng nhập giữa quản trị viên và người dùng bình thường hoạt động ra sao?
Khi người dùng nhập tên đăng nhập và mật khẩu, hệ thống sẽ xác thực thông tin với cơ sở dữ liệu MySQL. Nếu thông tin chính xác, hệ thống trích xuất thông tin tài khoản bao gồm memberid. Dựa vào mã này, hệ thống sẽ phân luồng hiển thị: nếu id = 1, hệ thống hiển thị giao diện trang chủ dành cho người dùng học tập; nếu id = 2, hệ thống chuyển hướng truy cập vào trang quản trị dành riêng cho Admin.
4. Người học có thể xem đáp án ngay trong lúc đang làm bài tập luyện đọc và nghe không?
Không. Hệ thống thiết lập ràng buộc logic nghiệp vụ chặt chẽ: người dùng bắt buộc phải hoàn thành việc chọn đáp án cho toàn bộ các câu hỏi có trong bài tập thì nút xem [Đáp án] mới có hiệu lực. Nếu người học bấm nút khi chưa hoàn thành tất cả các câu, hệ thống sẽ xuất hiện thông báo lỗi yêu cầu: "Yêu cầu trả lời hết các câu hỏi."
5. Người dùng chưa đăng ký tài khoản có được phép sử dụng phần mềm không?
Người dùng vãng lai chưa đăng ký hoặc chưa đăng nhập vẫn có thể truy cập hệ thống để học các bài hướng dẫn ngữ pháp, từ vựng và làm các bài luyện tập kỹ năng Đọc hoặc Nghe. Tuy nhiên, để tham gia làm bài thi thử TOEIC hoàn chỉnh 200 câu hoặc đăng bình luận trao đổi dưới các bài học, người dùng bắt buộc phải đăng ký tài khoản và thực hiện đăng nhập.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Xây dựng phần mềm học và thi TOEIC" của sinh viên Phạm Kim Anh đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu kỹ thuật đặt ra, ứng dụng thành công mô hình kiến trúc MVC trên nền tảng Java Servlet, JSP và MySQL. Hệ thống cung cấp giải pháp công nghệ thiết thực giúp sinh viên Trường Đại học Công nghệ Đông Á chủ động tự ôn luyện ngữ pháp, từ vựng và rèn luyện kỹ năng làm bài thi trắc nghiệm theo chuẩn TOEIC quốc tế. Báo cáo đồ án thể hiện quy trình phân tích thiết kế hệ thống phần mềm chặt chẽ thông qua hệ thống lược đồ UML chi tiết, đóng vai trò là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng cao cho sinh viên ngành Công nghệ thông tin.
