Sáng kiến kinh nghiệm Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào công tác soạn giảng cho giáo viên giảng dạy môn Khoa học tự nhiên tại trường THCS Nguyễn Nghiêm

PHẦN MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay, trí tuệ nhân tạo (AI) đã mở ra những cánh cửa đầy hứa hẹn, trong đó giáo dục là một trong những lĩnh vực nổi bật. Với khả năng phân tích dữ liệu nhanh chóng và tự động, AI đem lại cơ hội tối ưu hoá hoạt động trải nghiệm học tập, góp phần vào việc đổi mới phương pháp dạy học, đáp ứng quá trình đổi mới căn bản giáo dục hiện nay, đặc biệt là Chương trình giáo dục phổ thông 2018.
Việc sử dụng trí tuệ nhân tạo đúng cách và khoa học có thể giúp giáo viên nâng cao hiệu suất dạy học, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho học sinh học tập tốt hơn.
Có thể thấy, trí tuệ nhân tạo đang có những tác động đáng kể đến xu hướng giáo dục trong thời gian gần đây. Vậy, thầy cô có thể sử dụng AI thế nào để tối ưu hóa thời gian giảng dạy và nâng cao hiệu suất học tập của học sinh? Để trả lời được những câu hỏi đó, tôi đã tìm tòi và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào trong công tác giảng dạy môn Khoa học tự nhiên tại trường THCS Nguyễn Nghiêm. Và thực tế cho thấy, khi ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giảng dạy giúp giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy, giúp học sinh học tập tốt hơn. Đó là lí do tôi chọn đề tài “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào công tác soạn giảng cho giáo viên giảng dạy môn Khoa học tự nhiên tại trường THCS Nguyễn Nghiêm”.
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu
Đề tài này đề cập đến các ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào trong công tác soạn giảng cho giáo viên giảng dạy môn Khoa học tự nhiên tại trường THCS Nguyễn Nghiêm.
Đối tượng nghiên cứu
Những công cụ AI: Chat GPT, công cụ tạo slides trình chiếu tự động Slidesgo.
Giáo viên giảng dạy môn Khoa học tự nhiên của trường THCS Nguyễn Nghiêm.
Mục đích nghiên cứu
Giáo viên sẽ thấy được việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giảng dạy bộ môn Khoa học tự nhiên tiết kiệm rất nhiều thời gian trong công tác soạn giảng và tận dụng thời gian đó để khai thác bài giảng sâu hơn. Quan trọng hơn là học sinh có thể vừa nghe những kiến thức giáo viên truyền đạt và được nhìn, được quan sát những mô phỏng một cách sinh động, gần gũi từ đó giúp các em hứng thú hơn trong học tập, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết: Nghiên cứu giáo trình, tài liệu, xem thông tin trên các trang web giới thiệu các ứng dụng AI vào giảng dạy.
Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin của giáo viên và học sinh trước và sau khi áp dụng đề tài.
Điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm
Qua quá trình sử dụng các ứng dụng AI vào giảng dạy, tôi đã nhận thấy điểm nổi bật ở các ứng dụng mà tôi đề cập ở đây là các ứng dụng hoàn toàn miễn phí với mã nguồn mở. Các ứng dụng mang đến cho người dùng những ưu điểm mới lạ như:
Giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian soạn giảng thông qua quá trình tự động hoá các công việc hàng ngày;
Sử dụng phần mềm AI để tạo bài giảng tương tác, sinh động với nhiều định dạng media như: slide, video, âm thanh, hình ảnh, văn bản, giúp thu hút sự chú ý của học sinh.
PHẦN NỘI DUNG
Thời gian thực hiện
Từ ngày 30 tháng 01 năm 2023 đến ngày 31 tháng 3 năm 2023.
Đánh giá thực trạng
Kết quả đạt được
- Sử dụng các ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào trong giảng dạy như công cụ dạy học góp phần thúc đẩy giáo viên đổi mới phương pháp dạy học. Giáo viên đều có thể dễ dàng tiếp cận, sử dụng nhanh chóng và có thể sử dụng ngay trong công việc giảng dạy hàng ngày của mình.
Nhờ AI, giáo viên có thể tiết kiệm thời gian chấm bài, thiết kế bài giảng và tập trung vào việc hướng dẫn học sinh một cách hiệu quả hơn.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin nói chung và sử dụng các ứng dụng trí tuệ nhân tạo nói riêng trong quá trình giảng dạy đã giúp cho học sinh hứng thú hơn, tích cực hơn, làm việc mang tính khoa học, chuẩn xác. Đặc biệt, đối với học sinh yếu, kém có thể tạo cho các em cách nhớ kiến thức, bước đầu tạo hứng thú cho các em trong việc học tập.
Những mặt còn hạn chế
Đề tài vẫn còn một vài hạn chế nhất định bởi cái nhìn của người nghiên cứu chưa thể toàn diện, mới chỉ nghiên cứu cụ thể ở một số ứng dụng trong quá trình giảng dạy môn Khoa học tự nhiên nên nội dung chưa được phong phú, chưa mở rộng. Trong quá trình thực hiện có những phát sinh không theo hướng mong đợi. Những nguyên nhân khách quan như đối tượng học sinh chưa thật hợp tác cũng tạo ra những tồn tại nêu trên.
Nguyên nhân đạt được và nguyên nhân hạn chế
Trường THCS Nguyễn Nghiêm là một trường trung học cơ sở trọng điểm của thị xã Đức Phổ với bề dày thành tích dạy và học rất đáng tự hào. Bên cạnh đó, đội ngũ giáo viên của nhà trường có kinh nghiệm chuyên môn lẫn nghiệp vụ vững vàng và tràn đầy nhiệt huyết để cống hiến cho sự nghiệp “trồng người”.
Trường được sự quan tâm của các cấp lãnh đạo, cha mẹ học sinh nên cơ sở vật chất phục vụ cho việc dạy và học tương đối đầy đủ và hiện đại. Hầu hết mỗi phòng học đều có tivi kết nối với máy tính phục vụ cho việc dạy và học nhằm đổi mới phương pháp dạy học, tăng hứng thú học tập cho học sinh. Ngoài ra, trường còn trang bị hai phòng tin với số lượng máy tính đủ để học sinh có thể sử dụng nhằm phục vụ cho học tập giúp các em được tìm tòi và khám phá kiến thức.
Học sinh của trường đa số chăm ngoan, có ý thức học tập và năng động trong các hoạt động ngoại khóa.
Một số giáo viên còn có tâm lí “ngại” khi ứng dụng công nghệ thông tin trong các tiết dạy vì cho rằng mất nhiều thời gian để chuẩn bị cho một bài giảng. Thiết kế bài giảng có minh họa sống động trên màn hình máy tính là một việc không dễ dàng với nhiều giáo viên.
Việc đầu tư thiết bị dạy học hiện đại tại cơ sở chưa được đồng bộ nên khó khăn trong việc ứng dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy ở trường.
GIẢI PHÁP THỰC HIÊN
Căn cứ thực hiện
Để xây dựng sáng kiến “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) vào công tác soạn giảng cho giáo viên giảng dạy môn Khoa học tự nhiên tại trường THCS Nguyễn Nghiêm” hiệu quả, thiết thực, gắn liền với thực tiễn và có tính khoa học, bản thân tôi đã căn cứ các văn bản pháp luật của Nhà nước, văn bản chỉ đạo của ngành như:
Quyết định số 117/QĐ-TTg ngày 25/01/2017 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đề án "Tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý và hỗ trợ các hoạt động dạy - học, nghiên cứu khoa học góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo giai đoạn 2016-2020, định hướng đến năm 2025".
Chương trình bồi dưỡng thường xuyên Modul 09 “Ứng dụng công nghệ thông tin, khai thác và sử dụng thiết bị công nghệ trong dạy học và giáo dục học sinh THCS môn Khoa học tự nhiên” là một trong các modul bồi dưỡng giáo viên theo quyết định số 4660/QĐ-BGDĐT ngày 04/12/2019 của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
Công văn 621/PGDĐT về việc “Hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ ứng dụng công nghệ thông tin và thống kê giáo dục năm học 2022-2023” của Phòng Giáo dục và Đào tạo thị xã Đức Phổ.
Nội dung, giải pháp và cách thức thực hiện
Nội dung, phương pháp
- Trí tuệ nhân tạo là gì (AI)?
AI (Artificial Intelligence) nghĩa là trí tuệ nhân tạo, là lĩnh vực khoa học máy tính chuyên giải quyết các vấn đề nhận thức thường liên quan đến trí tuệ con người, chẳng hạn như học tập, sáng tạo và nhận diện hình ảnh. Các tổ chức hiện đại thu thập vô số dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau như cảm biến thông minh, nội dung do con người tạo, công cụ giám sát và nhật ký hệ thống. Mục tiêu của AI là tạo ra các hệ thống tự học có thể tìm ra ý nghĩa của dữ liệu. Sau đó, AI áp dụng kiến thức thu được để giải quyết các vấn đề mới theo cách giống như con người.
Các ứng dụng của AI trong giáo dục đang thay đổi cách chúng ta dạy và học trên toàn cầu. AI là một trong những kỹ thuật đột phá để tùy chỉnh trải nghiệm học tập của học sinh, giáo viên và trợ giảng. Dưới đây là một số ứng dụng của AI trong giáo dục:
Tự động hóa nhiệm vụ
Trong trường học và lớp học ảo, công nghệ trí tuệ nhân tạo đảm nhận hầu hết các nhiệm vụ gia tăng. Bên cạnh việc tạo ra quy trình giảng dạy phù hợp, hệ thống phần mềm AI có thể đảm nhận việc kiểm tra bài tập về nhà, chấm điểm bài kiểm tra, duy trì báo cáo, thuyết trình và ghi chú cùng các nhiệm vụ quản trị khác. Bằng cách tự động hóa các công việc mang tính định kỳ, AI làm cho môi trường học tập tiết kiệm thời gian nhưng vẫn đạt được hiệu quả.
Sáng tạo nội dung thông minh
Trí tuệ nhân tạo và máy học có khả năng giúp giáo viên và chuyên gia nghiên cứu sáng tạo ra nội dung để phù hợp, thuận tiện cho việc giảng dạy và học tập.
Cải tiến phương pháp dạy học
AI giúp giáo viên tối ưu hóa phương pháp giảng dạy của mình. Trong bội bạc của công việc, việc tìm kiếm và áp dụng các phương pháp dạy học mới mẻ là không dễ dàng. Nhưng với sự hỗ trợ từ AI, việc tích hợp trò chơi hay bài giảng tương tác trở nên nhanh chóng, không yêu cầu giáo viên phải bỏ ra nhiều thời gian soạn bài.
- Để thực hiện tốt sáng kiến này, tôi đã vận dụng một số phương pháp chủ yếu sau:
+ Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận: phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu.
+ Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn: phương pháp điều tra, phương pháp kiểm nghiệm.
+ Phương pháp thống kê toán học: thống kê qua việc ứng dụng AI của giáo viên trong việc soạn giảng ...
Giải pháp thực hiện
Sử dụng Chat GPT
Chat GPT (Chat Generative Pre-training Transformer): Là một ứng dụng của Chatbot AI, do công ty OpenAI của Mỹ phát triển và ra mắt vào tháng 11 năm 2022. Chat GPT mang lại nhiều tiện ích cho con người. Đặc biệt, đây cũng là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho giáo viên trong hoạt động giáo dục.
Các bước đăng ký tài khoản Chat GPT
Bước 1: Truy cập vào trang web https://chat.openai.com/auth/login
Bước 2: Chọn vào Sign Up (1).
Bước 3: Nhập email bạn dùng để đăng ký tài khoản > nhấn Continue (2).
Bước 4: Nhập mật khẩu tài khoản Chat GPT > nhấn Continue (3).
Bước 5: Nhấn tiếp vào Open Gmail để tiến hành xác minh địa chỉ email bạn dùng để đăng ký tài khoản (4).
Bước 6: Chọn vào Verify email address trong email từ Open AI trong hộp thư đến của bạn (5).
Bước 7: Cập nhật thông tin cá nhân của bạn và nhập số điện thoại chính chủ của bạn tại Việt Nam để xác minh tài khoản là xong (6).
(3)
(1)
(2)
(5)
(6)
(4)
Hình 1: Giao diện các bước đăng ký Chat GPT
* Giải pháp 1: Sử dụng Chat GPT hỗ trợ giáo viên xây dựng bài giảng
Mục tiêu xuyên suốt của Chương trình giáo dục phổ thông 2018 là chuyển từ tập trung trang bị kiến thức sang phát triển phẩm chất, năng lực người học. Từ quan điểm này, kế hoạch dạy học của giáo viên phải thể hiện được các yêu cầu chính như: Mục tiêu dạy học (kiến thức, năng lực, phẩm chất), thiết bị dạy học và học liệu, tiến trình dạy học.
Từ mục tiêu này, bản thân tôi thử nghiệm đặt câu hỏi cho ứng dụng Chat GPT: “Soạn kế hoạch bài dạy môn Khoa học tự nhiên lớp 6 cho học sinh hiểu về Oxygen”. Điều thú vị, câu trả lời mà Chat GPT mang đến là khá ấn tượng khi ứng dụng này đưa ra gợi ý về: “Một kế hoạch bài dạy môn Khoa học tự nhiên lớp 6 cho học sinh hiểu về Oxy gen”. Kế hoạch bài dạy do Chat GPT thực hiện bao gồm đầy đủ các phần: Mục tiêu bài học; Các bước chuẩn bị; Hoạt động giảng dạy. theo yêu cầu của tôi đưa ra. Cụ thể như sau:
Hình 2: Nội dung kế hoạch bài dạy về bài Oxygen môn Khoa học tự nhiên lớp 6 do Chat GPT tạo ra.
Điểm sáng lớn nhất của kế hoạch bài dạy do "máy" thực hiện là thiết kế được ý tưởng cho giáo viên và có nhiều nội dung kiến thức giúp giáo viên có thể sử dụng ngay trong quá trình dạy học.
Tuy nhiên, mục tiêu cần đạt của kế hoạch bài dạy này chưa đảm bảo yêu cầu, cấu trúc kế hoạch bài dạy chưa phù hợp với yêu cầu, hướng dẫn theo Công văn 5512 của Bộ GD-ĐT. Những hoạt động mà "máy" gợi ý cho giáo viên có thể sử dụng nhưng cũng cần có sự chọn lọc của người dạy; thời gian của một tiết dạy chưa phù hợp với thực tế hiện nay.
* Giải pháp 2: Sử dụng Chat GPT hỗ trợ giáo viên trong việc thực hiện kiểm tra, đánh giá học sinh
Với trí tuệ nhân tạo, Chat GPT có thể trở thành công cụ hữu hiệu giúp giáo viên tiết kiệm thời gian soạn đề kiểm tra. Ví dụ: khi giáo viên muốn tạo ra bài tập trắc nghiệm hay câu hỏi để sử dụng cho việc kiểm tra, đánh giá học sinh thì giáo viên chỉ cần nhập câu lệnh theo yêu cầu của mình thì Chat GPT sẽ tự động tạo ra các câu hỏi cho giáo viên.
Ví dụ: Giáo viên muốn tạo ra 8 bài tập trắc nghiệm ở 4 mức độ khác nhau theo thang Blom của bài Nguyên tử môn Khoa học tự nhiên lớp 7 thì giáo viên có thể nhập nội dung vào khung chát của ChatGPT như sau:
“Bạn hãy giúp tôi soạn 8 bài tập trắc nghiệm ở 4 mức độ khác nhau (Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao) về nội dung của Bài 2: Nguyên tử, môn Khoa học tự niên lớp 7”. Kết quả như sau:
Hình 3: Bài tập trắc nghiệm do Chat GPT tạo ra
Như vậy chỉ với một câu lệnh, ứng dụng Chat GPT đã cho ra các bài tập theo yêu cầu của giáo viên chỉ sau một thời gian rất ngắn. Những năm trước để đưa ra được từng ấy câu hỏi, bản thân mỗi giáo viên thường mất khoảng 30 phút để tạo ra câu hỏi nhưng với chatbot này thì kết quả chỉ khoảng 5 giây.
Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng tốt nhất, giáo viên cần xác định rõ mục đích, yêu cầu và kiểm tra kỹ lưỡng độ chính xác của kiến thức trong các bài tập mà Chat GPT tạo ra trước khi sử dụng.
Như vậy, chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng Chat GPT trong việc dạy và học theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018 khi ứng dụng này gợi ý cho giáo viên nhiều thông tin, ví dụ, bài tập thực tế, tham khảo cách thức giải các bài tập Ngoài những ứng dụng trên thì Chat GPT còn có nhiều ứng dụng khác trong giảng dạy như hỗ trợ học sinh ôn tập và luyện thi, tạo ra các bài thuyết trình, cá nhân hoá việc học tập của học sinh, hỗ trợ tư vấn tuyển sinh
Giải pháp 2: Sử dụng Slidesgo để thiết kế slides tự động
Trình tạo bài thuyết trình AI của Slidesgo là một công cụ miễn phí tạo ra các bài thuyết trình trong vài phút. Nó cho phép người dùng tùy chỉnh các slide và lựa chọn từ nhiều kiểu thiết kế khác nhau, bao gồm viết tay, đơn giản, trừu tượng, hình học và thanh lịch. Công cụ cung cấp các tông màu khác nhau như vui nhộn, sáng tạo, thông thường, chuyên nghiệp và trang trọng. Người dùng cũng có thể sửa đổi các slide bằng cách thêm hình ảnh của riêng họ, sắp xếp các yếu tố, thay đổi màu sắc và văn bản bằng cách sử dụng trình chỉnh sửa trực tuyến. Công cụ cung cấp các tài nguyên khác nhau như hình ảnh và biểu tượng từ các tên lớn, bao gồm Freepik và Flaticon. Các bài thuyết trình được tạo ra bởi AI có thể được tải xuống dưới định dạng PDF miễn phí.
Hướng dẫn đăng ký Slidesgo
Bước 1: Truy cập trang web qua địa chỉ: https://slidesgo.com/. Bạn chỉ cần click Sign in ở góc phải phía trên của màn hình.
Bước 2: Click vào Continue with Google. Slidesgo sẽ yêu cầu bạn liên kết với tài khoản gmail của Google. Khi liên kết thành công, bạn có thể đăng nhập vào Sli