ỨNG DỤNG AI ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN TỐI ƯU THỂ TÍCH. ỨNG DỤNG TRẢI NGHIỆM MAXI TANK VÀ DỰ ÁN SMART AGRICULTURE
Ngày 20/12/20246 phút đọc
Trần Thanh Thắng, Nguyễn Văn Nhã
Trường THPT FPT Cần Thơ
Tóm tắt
Năm học 2024-2025, Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 (GDPT2018) được triển khai đầy đủ (từ lớp 1 đến lớp 12), chú trọng vào việc đánh giá năng lực HS thay vì đánh giá kiến thức. Bên cạnh đó, AI dần len lỏi vào cuộc sống hàng ngày và trở thành một “trợ lý” đắc lực cho con người. Giáo viên (GV) tại FSC Cần Thơ nhận thức được tính cấp thiết của việc hướng dẫn học sinh (HS) khai thác tối đa tiềm năng của AI, hỗ trợ HS trong việc khai phá kiến thức mới và tự học.
Nhóm tác giả xin gợi ý một hướng tiếp cận của việc khai thác công cụ AI quen thuộc, ChatGPT để giải quyết bài toán tối ưu thể tích, cụ thể là Trải nghiệm “Maxi Tank” dành cho HS khối 12 và Dự án “Smart Agriculture” dành cho HS tổ hợp Tự nhiên khối 11.
1. BỐI CẢNH
1.1. Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018
Chương trình GDPT2018 được Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam xây dựng dựa trên quan điểm: “Theo định hướng phát triển năng lực và phẩm chất. Các năng lực, phẩm chất này đều được cụ thể hóa bằng những yêu cầu cần đạt ở từng môn học, cấp học.”
Chương trình GDPT2018 hướng đến mục tiêu: “Giúp học sinh làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển hài hoà các mối quan hệ xã hội, có cá tính, nhân cách và đời sống tâm hồn phong phú, nhờ đó có được cuộc sống có ý nghĩa và đóng góp tích cực vào sự phát triển của đất nước và nhân loại.”
Chương trình GDPT2018 khuyến khích GV thực hiện những phương pháp dạy học tích cực: “tích cực hóa hoạt động học tập; chú trọng tổ chức hoạt động học nhằm hình thành và phát triển năng lực tự học cho học sinh; thực hiện phương châm “Học qua làm”.”
1.2. “Năm học ngập tràn AI” tại FSC Cần Thơ
Năm học 2024-2025, Ban giám hiệu Trường Trung học phổ thông FPT Cần Thơ (FSC Cần Thơ) mong muốn đây sẽ là năm học “ngập tràn AI”, khuyến khích GV đưa AI vào từng lớp học, hướng dẫn HS sử dụng và khai thác tiềm lực của AI trong việc hỗ trợ HS tự học và khai phá kiến thức. Tại FSC Cần Thơ, AI sẽ không còn là sự dè chừng mà sẽ trở thành một người trợ lý đắc lực trong việc dạy và học của thầy trò FSC Cần Thơ.
2. BÀI TOÁN TỐI ƯU THỂ TÍCH
2.1. Trải nghiệm “Maxi tank” dành cho HS khối 12
2.1.1. Mục đích
– Hướng dẫn HS khai thác công cụ AI hiệu quả, đặc biệt là trong việc tìm tòi lời giải cho các bài toán, từ đó áp dụng vào việc tự học hiệu quả.
– Phát triển năng lực giao tiếp Toán học của HS (đọc hiểu, trình bày bài giải), đặc biệt là với chuyên đề “Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số”.
– Lấy điểm Kiểm tra thường xuyên chuyên đề “Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số”.
2.1.2. Nội dung
GV giới thiệu bài toán tối ưu
GV hướng dẫn HS luyện tập tại nhà bằng việc thay các tham số a, b, X, Y, V, S cùng những câu lệnh prompt cho ChatGPT để xuất ra được những kết quả mong muốn.
Triển khai trải nghiệm trực tiếp tại lớp theo hình thức nhóm, mỗi nhóm được GV giao 01 đề bài và thực hiện dưới sự quan sát và nâng đỡ của GV. Thời lượng thực hiện là 02 tiết.
GV yêu cầu các nhóm sử dụng kết hợp Copilot để xuất ra hình ảnh của bể cá.
Hình 1. Triển khai hoạt động trên lớp.
2.1.3. Sản phẩm
HS nộp một file gồm: Bài giải, hình ảnh bể cá do AI thực hiện, Dự trù kinh phí để hiện thực hóa sản phẩm. Sau đây là một vài hình ảnh sản phẩm của HS.
Hình 2. Mô hình sản phẩm của học sinh
2.1.4. Phản hồi từ Học sinh
Dự án nhận được rất nhiều phản hồi tích cực từ HS, với khoảng 95% HS hài lòng với trải nghiệm và nhận thấy những sự thú vị và những bài học mới từ trải nghiệm.
Hình 3. Phản hồi của học sinh thông qua hoạt động trải nghiệm
2.2. Dự án “Smart Agriculture” dành cho HS Tổ hợp Tự nhiên khối 11.
2.2.1. Mục đích
Hệ thống thủy canh tuần hoàn được thiết kế trong một bể lớn, tận dụng dinh dưỡng dư thừa từ thức ăn cá không sử dụng hết hoặc chất thải của cá, sau đó bơm lên để cung cấp dinh dưỡng cho cây.
Thùng chứa cần được thiết kế tối ưu, đảm bảo hiệu quả cao trong việc vừa nuôi cá vừa trồng các loại rau thông dụng.
Hệ thống tích hợp các cảm biến để theo dõi và báo hiệu các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, và ánh sáng, hỗ trợ cây phát triển tốt hơn. Đồng thời, cảm biến cũng giúp xác định thời điểm cần bổ sung dinh dưỡng cho cây và thức ăn cho cá.
2.2.2. Nội dung
Dự án Smart Agriculture là một dự án liên môn độc đáo tại Trường Trung học phổ thông FPT Cần Thơ, dành riêng cho học sinh khối 11, với sự tham gia của các bộ môn Hóa, Sinh, Lý và Robotic. Mục tiêu của dự án là thiết kế một mô hình trồng cây thông minh, kết hợp các công nghệ hiện đại như tự động hóa, trí tuệ nhân tạo (AI), cảm biến, và đặc biệt cần chú ý đến yếu tố “Xanh” giúp bảo vệ môi trường.
Điểm nhấn của dự án là tính thực tiễn cao, khi các mô hình được thiết kế nhỏ gọn, tiện dụng, phù hợp cho không gian hộ gia đình hoặc ký túc xá (KTX). Hệ thống không chỉ giúp tối ưu hóa việc chăm sóc cây trồng mà còn thân thiện với môi trường, mở ra giải pháp bền vững cho cuộc sống đô thị hiện đại, tích hợp trồng cây và nuôi cá trong cùng một hệ thống, tiết kiệm được chi phí và đa dạng về hình thức kinh tế tại gia đình. Đây là cơ hội để học sinh ứng dụng kiến thức liên môn vào thực tế, sáng tạo ra những sản phẩm hữu ích cho đời sống hàng ngày.
2.2.3. Sản phẩm
Các sản phẩm được học sinh lên ý tưởng và nhờ công cụ AI thiết kế sơ bộ. Tùy theo điều kiện thực tế, học sinh có thể thay đổi kết cấu của mô hình sao cho phù hợp để thực hiện dự án.
Hình 4. Mô hình trồng cây nuôi cá thông minh
Hình 5. Báo cáo dự án Smart Agriculture
Các sản phẩm được hiện thực hóa từ ý tưởng đến thực tế. Mô hình được lắp ghép với các cảm biến và lập trình để đạt tính tự động hóa giúp cho mô hình tự động và thông minh hơn, tiết kiệm chi phí và tiện dụng.
2.2.4. Phản hồi từ Học sinh
Dự án Smart Agriculture đã nhận được rất nhiều phản hồi tích cực từ học sinh, với khoảng 92% học sinh hài lòng với trải nghiệm mà dự án mang lại. Học sinh đánh giá cao tính thú vị, sáng tạo và những bài học mới mẻ trong suốt quá trình tham gia. Nhiều học sinh bày tỏ mong muốn sẽ có thêm nhiều hoạt động tương tự trong tương lai để tiếp tục được học hỏi và phát triển thông qua các dự án thực tiễn và liên môn như thế này.
Hình 6. Phản hồi của học sinh thông qua dự án
Dự án Smart Agriculture đã thu hút hơn 160 học sinh khối 11 tham gia, với hơn 20 mô hình được sáng tạo từ các lớp học và 7 mô hình xuất sắc được lựa chọn để báo cáo cấp trường. Trong buổi báo cáo, học sinh không chỉ có cơ hội tự tin trình bày ý tưởng và giới thiệu mô hình của mình, mà giáo viên còn được trực tiếp quan sát và đánh giá các sản phẩm sáng tạo của từng đội.
Hoạt động này là một môi trường học tập giàu tính thực tiễn, giúp học sinh phát triển toàn diện các kỹ năng quan trọng như: thuyết trình, làm việc nhóm, lập kế hoạch dự án, dự trù chi phí và nhiều kỹ năng mềm khác. Đây là những kỹ năng mà trong phương pháp học tập truyền thống, học sinh rất khó có cơ hội tiếp cận và rèn luyện. Thông qua dự án, học sinh không chỉ được vận dụng kiến thức liên môn mà còn phát triển tư duy sáng tạo, tinh thần chủ động và kỹ năng giải quyết vấn đề trong thực tế.
3. KẾT LUẬN
Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giảng dạy, dù còn mới mẻ, nhưng đang mở ra nhiều cơ hội tiềm năng để nâng cao chất lượng và hiệu quả giáo dục. AI không chỉ hỗ trợ giáo viên trong việc cá nhân hóa phương pháp giảng dạy, mà còn giúp học sinh khám phá kiến thức theo cách phù hợp với mục tiêu và định hướng của Chương trình Giáo dục Phổ thông 2018.
Tại FSC Cần Thơ, việc ứng dụng AI trong dạy và học đã được học sinh đón nhận nhiệt tình. Việc thường xuyên cập nhật các xu thế giáo dục toàn cầu sẽ giúp học sinh chuẩn bị tốt hơn để hòa nhập và trở thành công dân toàn cầu, đúng với mục tiêu của nhà trường.
Trong tương lai, các hoạt động dạy học như Maxi Tank hay Smart Agriculture sẽ tiếp tục nhận được sự đóng góp từ cả học sinh và giáo viên, từ đó có những điều chỉnh và cập nhật phù hợp với thực tế giảng dạy.
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 (Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT).
