Số hóa hoạt động đánh năng lực lập trình bằng nền tảng IUHcoder

Trong cuộc thi Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo vì cuộc sống xanh (Innogreenlife) 2023 của Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh dự án IUHCoder của nhóm sinh viên đến từ Khoa Công nghệ Thông tin đã giành Giải Nhất thuyết phục. Cách tiếp cận của dự án khá đơn giản đó là số hóa hoạt động đánh giá năng lực của người học lập trình, kết hợp tối ưu yếu tố con người và yếu tố công nghệ để thúc đẩy quá trình dạy và học lập trình không giới hạn đồng thời mang lại lợi ích to lớn cho tổ chức đào tạo lập trình - một kỹ năng số quan trọng bậc nhất trong xã hội hiện đại.

Khởi nguồn cho một sản phẩm công nghệ

Trần Văn Nhân, sinh viên năm 4 ngành Kỹ thuật Phần mềm, trưởng nhóm dự án, chia sẻ IUHCoder được phát triển từ nhu cầu cấp thiết của giảng viên và sinh viên. Trong quá trình học lập trình của sinh viên công nghệ thông tin, ngoài những khoảng thời gian ngắn được trao đổi với giảng viên trên lớp thì phần lớn thời gian tự học, thực hành viết code họ luôn gặp khó khăn khi kiểm tra tính đúng/sai của chương trình cũng như mức độ tối ưu của các thuật toán. Bên cạnh đó, ở phía người dạy, giảng viên cũng cho biết họ luôn trong trình trạng quá tải khi phải chấm điểm một số lượng lớn các bài thi, bài kiểm tra cũng như khả năng đánh giá chính xác năng lực của từng người học và sự công bằng giữa các bạn đồng học. Những khó khăn thường trực trong học tập đã thúc đẩy nhóm phát triển nền tảng số hóa nội dung và số hóa hoạt động đánh giá năng lực lập trình.

Trưởng nhóm Trần Văn Nhân đang trình bày dự án tại Cuộc thi Khởi nghiệp ĐMST vì cuộc sống xanh - Innogreenlife do Trường ĐH Công nghiệp TPHCM tổ chức. Nguồn ảnh: Trung tâm Thông tin - Truyền thông IUH

Ngoài việc phải học số lượng lớn kiến thức lập trình của sinh viên Công nghệ Thông tin nói chung, Trần Văn Nhân (Giải Ba Olympic Tin học sinh viên, huy chương Đồng vùng châu Á ICPC) và các bạn trong đội tuyển Olympic tin học của trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM với những cái tên sáng giá như Phan Chí Trung (Huy chương Đồng vùng châu Á, cuộc thi lập trình quốc tế ICPC), Thái Thị Hiền (Huy chương Đồng Olympic Toán  học sinh viên Việt Nam), Đào Xuân Hoàng Tuấn (Giải Ba cuộc thi lập trình ICPC toàn quốc), Trần Quốc Trọng (Giải Ba Olympic tin học sinh viên Việt Nam) phải tự học một số lượng lớn kiến thức chuyên sâu về thiết kế giải thuật và cấu trúc dữ liệu. Toàn bộ quá trình này diễn ra với hơn 70% thời lượng là sinh viên tự học và 30% là dẫn dắt và huấn luyện (coaching) của giảng viên mentor nên việc tự động hóa chấm code các bài tập càng trở nên cấp thiết. Hơn ai hết, thấu hiểu của người học và người dạy là nguồn khởi để Nhân và cộng sự phát triển IUHCoder với tôn chỉ “Build by students for students, build by teachers for teachers” (“Xây dựng bởi người học để phục vụ người học, xây dựng bởi người dạy để phục vụ người dạy”).

Nhóm thực hiện dự án và giảng viên hướng dẫn tại chung khảo tại Cuộc thi Innogreenlife. Nguồn ảnh: Trung tâm Thông tin - Truyền thông IUH

Số hóa hoạt động đánh giá năng lực lập trình

Số hóa nội dung đào tạo kiến thức lập trình: Được dẫn dắt bởi các giảng viên có nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy lập trình và huấn luyện lập trình thi đấu, đồng thời không dừng lại ở đối tượng phục vụ sinh viên mà còn mở rộng xuống đối tượng học sinh phổ thông, IUHCoder chú trọng phát triển nền tảng cung cấp nội dung; Xây dựng và hệ thống hóa kiến thức lập trình từ cơ bản đến nâng cao, chuyên môn hóa theo nhóm đối tượng sử dụng và cá nhân hóa hướng đến mục tiêu của từng người học. Bên cạnh đó, để hỗ trợ quá trình tự học thực hành viết code, khi xây dựng hệ thống bài tập phải gắn liền với việc cung cấp bộ dữ liệu kiểm thử đi kèm để phục vụ chấm code tự động. Người học khi nhận một bài toán, họ tự đề xuất thuật toán và hiện thực bằng một ngôn ngữ lập trình rồi sử dụng IUHCoder để kiểm tra tính đúng sai và mức độ tối ưu thông qua phản hồi ngay lập tức của máy chấm. Bằng việc số hóa nội dung này cùng với việc tổ chức lưu trữ dữ liệu tối ưu là tiền đề phát triển các tính năng thông minh ở giai đoạn tiếp theo.

Số hóa hoạt động đánh giá năng lực lập trình: Công việc truyền thống của đánh giá năng lực người học là thực hiện các bài kiểm tra và chấm điểm số trên kết quả làm bài của người học, để tăng độ tin cậy quá trình đánh giá, số bài kiểm tra được lặp lại nhiều lần đồng nghĩa khối lượng công việc tăng cao. Số hóa hoạt động đánh giá năng lực lập trình bao gồm các giai đoạn; Số hóa các mục tiêu (Learning Outcomes) và tiêu chí đánh giá (Rubrics), tiếp theo là xây dựng ngân hàng bài toán (vấn đề cần giải quyết) kèm bộ dữ liệu kiểm thử đúng sai và mức độ tối ưu, các bài toán này ngoài việc số hóa nội dung còn phải được đính kèm các dữ liệu mô tả (metadata) của chúng. Các bài kiểm tra được tạo tự động hoặc bán tự động từ ngân hàng bài toán theo ma trận kiến thức yêu cầu. Cuối cùng là tổ chức kiểm tra đánh giá, ở bước này người tham gia kiểm tra nhận bài kiểm tra từ hệ thống (có thể bao gồm nhiều bài toán khác nhau), họ hiện thực bằng các chương trình và gửi lên máy chủ để chấm điểm, trong quá trình này họ biết được kết quả tức thời đúng/sai hoặc tỷ lệ phần trăm yêu cầu được hoàn thành. Bằng việc số hóa hoạt động đánh giá, không chỉ giải quyết vấn đề chấm code tự động mà dữ liệu sinh ra từ quát trình này bao gồm dữ liệu bài thi (kết quả) và dữ liệu hành vi (quá trình nộp bài, sử dụng máy chấm) sẽ được phân tích để rút trích các thông tin hữu ích phục vụ cải thiện, cải tiến giảng dạy và đào tạo. 

Giao diện của nền tảng IUHCoder (ảnh chụp màn hình) - Nguồn tư liệu: Nhân vật cung cấp

Sơ khởi chuyển đổi số trong lĩnh vực giáo dục đào tạo và Tác động xã hội 

Nền tảng IUHCoder sử dụng công nghệ để chuyển đổi phương pháp đánh giá chấm điểm tự động nhằm mang lại hiệu quả cao cho cả người học và người dạy cũng như giúp các đơn vị đào tạo, tổ chức giáo dục mở rộng quy mô một cách nhanh chóng. 

Bên cạnh đó, nhờ phát triển trên nền tảng tảng trực tuyến, dự án cũng tham vọng đưa hệ thống này đến với học sinh vùng sâu, vùng xa, giúp các em được tiếp cận nguồn tài nguyên con người là các thầy cô giáo giỏi chuyên môn ở các đô thị lớn. 

IUHCoder cũng là một minh chứng điển hình về tư duy đổi mới sáng tạo trong giải quyết tình huống của sinh viên trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh (IUH), thông qua việc kết hợp yếu tố con người để sản xuất nội dung (ngân hàng bài toán và bộ dữ liệu kiểm tra) và yếu tố công nghệ là máy chấm code tự động nhằm thúc đẩy hoạt động dạy và học lập trình hiệu quả; thôi thúc người học luôn cải tiến và sáng tạo để đề xuất ra các chương trình ngày càng tối ưu, giải phóng công việc chấm code thủ công của người dạy để họ tập trung thời gian sáng tạo tri thức mới.

Khát vọng vươn tầm 

IUHCoder đang có sự đồng hành của FPT Smart Cloud, đơn vị tài trợ dịch vụ cloud lưu trữ dữ liệu và Trung tâm Tin học IUH là đơn vị tài trợ giải thưởng cho các cuộc thi tổ chức trên nền tảng này. Sau hơn 1 năm chạy thử, hệ thống đã có hơn 1000 người dùng, tổ chức hơn 60 cuộc thi lập trình cho học sinh viên sinh, thu nhận và chấm tự động gần 50.000 lượt bài tập lập trình. Hiện tại, nhóm phát triển đang tiếp tục lan tỏa dự án đến đối tượng học sinh, sinh viên và các tổ chức giáo dục có giảng dạy, đào tạo lập trình nhằm xây dựng cộng người dùng lớn mạnh. Bên cạnh đó nhóm cũng tham vọng kết nối và rộng mạng lưới thầy cô giáo phát triển nội dung, chia sẻ tri thức và phân phối không giới hạn đến cộng đồng yêu thích, chinh phục lĩnh vực lập trình.

Nhóm thực hiện dự án tại Hội nghị khoa học trẻ - YSC 2022 do Trường ĐH Công nghiệp TPHCM tổ chức - Nguồn tư liệu: Nhân vật cung cấp

Trước khi đạt giải Nhất Innogreenlife 2023, dự án IUHCoder cũng đã đạt giải nhất Lĩnh vực Điện –Điện tử - Công nghệ Thông tin của Hội nghị Khoa học trẻ IUH 2022. Trong thời gian đến, dự án sẽ tiếp tục được đồng hành cùng Trung tâm Đổi mới sáng tạo, Khởi nghiệp và Chuyển giao công nghệ IUH để tiếp tục phát triển thành doanh nghiệp khởi nghiệp gắn liền với thương hiệu Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh.

Nguyễn Hữu Tình - GV Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

Theo Tạp chí in số 4+5+6/2023