Đắk Lắk: Giải pháp AI giúp bảo vệ sức khỏe, nâng cao kỹ năng tự học cho học sinh

Mô hình “Bàn học tích hợp AI hỗ trợ học sinh” không chỉ là sản phẩm thông minh, mà còn là một giải pháp giáo dục toàn diện. Mô hình kết hợp môi trường học tập vật lý và sức mạnh của trí tuệ nhân tạo, nhằm tối ưu hóa việc học, bảo vệ sức khỏe và nâng cao kỹ năng tự học của học sinh.

Học sinh Nguyễn Long Nhật (bên trái) thuyết trình mô hình giải pháp “Bàn học tích hợp AI hỗ trợ học sinh” với thành viên Hội đồng BGK

Học sinh Nguyễn Long Nhật (Trưởng nhóm tác giả) cho biết: “Trong những năm gần đây, sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) đã mở ra nhiều cơ hội đột phá trong giáo dục. Học sinh không chỉ tiếp cận kiến thức qua sách vở, thầy cô, mà còn có thể tương tác trực tiếp với các công cụ số thông minh, giúp việc học trở nên linh hoạt, cá nhân hóa và hiệu quả hơn. Tuy nhiên, ở nhiều gia đình và trường học, học sinh vẫn sử dụng bàn học truyền thống “ngồi và viết” mà chưa tích hợp các công cụ hỗ trợ hiện đại. Điều này dẫn đến: Khó khai thác tối đa nguồn tài nguyên số. Thiếu sự tương tác tức thời giữa học sinh và công cụ học tập thông minh. Khó quản lý thời gian, tiến độ và chất lượng tự học…”; “Vì vậy nhóm chúng em nghiên cứu qua nhiều tư liệu để sáng tạo ra mô hình: Bàn học tích hợp AI hỗ trợ học sinh. Mục đích kết hợp không gian học tập vật lý với sức mạnh công nghệ, tạo ra một môi trường học toàn diện, thông minh và thân thiện” học sinh Nguyễn Long Nhật, chia sẻ thêm.

Trao đổi về ý tưởng và nguyên lý thiết kế, học sinh Nguyễn Long Nhật, cho biết:  “Ý tưởng cốt lõi của mô hình là biến chiếc bàn học bình thường thành một trung tâm học tập thông minh, nơi học sinh vừa có thể viết, đọc, vừa được AI hỗ trợ, cụ thể như: Giải đáp thắc mắc về bài học ngay tức thì; Gợi ý phương pháp giải bài tập; Lập kế hoạch học tập cá nhân hóa; Giám sát tư thế ngồi và thời gian học”.

Về nguyên lý thiết kế gồm ba yếu tố chính: Không gian học tập tối ưu – bàn có bố trí khoa học, ánh sáng phù hợp, hạn chế gây mỏi mắt và mệt mỏi cơ thể. Tích hợp phần cứng AI – màn hình cảm ứng, camera, micro, loa, cảm biến. Hệ thống phần mềm AI – kết nối với cơ sở dữ liệu học tập, sử dụng các mô hình AI hỗ trợ học tập đa môn.

Thầy giáo Phạm Phóng Viên (giáo viên hướng dẫn nhóm tác giả sáng tạo mô hình) cho biết về cấu tạo mô hình bàn học tích hợp AI gồm có các bộ phận: Khung bàn và ghế (Chất liệu gỗ công nghiệp chống ẩm hoặc nhựa ABS bền nhẹ Chiều cao ghế – bàn điều chỉnh được, phù hợp nhiều lứa tuổi. Bề mặt bàn chống lóa, chống xước, có vùng ghi chú điện tử.)

Bộ hiển thị và tương tác: Màn hình ‘cảm ứng 21–27 inch gắn chìm hoặc dựng trên bàn. Bảng viết điện tử cho phép viết tay và lưu lại vào máy. Khay đặt sách điều chỉnh góc nghiêng. Bộ cảm biến và thiết bị AI: Camera góc rộng nhận diện khuôn mặt, tư thế ngồi. Cảm biến ánh sáng điều chỉnh đèn bàn thông minh. Micro và loa phục vụ trò chuyện với AI. Cảm biến thời gian và chuyển động để nhắc nhở nghỉ giải lao.

Hệ thống phần mềm AI: Giải thích bài học, tạo quiz, gợi ý lộ trình ôn tập. Lưu dữ liệu, phân tích điểm mạnh – yếu của học sinh. Cảnh báo khi ngồi sai tư thế, học quá lâu. Và kết nối dữ liệu với phụ huynh và giáo viên.

Theo thuyết trình của học sinh Nguyễn Long Nhật (Trưởng nhóm) về quy trình hoạt động của mô hình là: Khởi động hệ thống khi có người ngồi vào bàn. Khi người dùng ngồi vào bàn, cảm biến hiện diện sẽ phát hiện sự có mặt và gửi tín hiệu đến vi điều khiển (Arduino). Ngay lập tức, Arduino kích hoạt relay để cấp nguồn cho các thiết bị liên quan. Một đoạn âm thanh chào hỏi sẽ được phát ra thông qua loa, do relay kích hoạt. Đồng thời, hệ thống giải mã thông tin và thông báo thời khóa biểu dựa trên dữ liệu đã được cài đặt từ trước.

Khi bắt đầu buổi học: Hệ thống tính toán thời gian học tập và kích hoạt loa phát nhạc sóng não Alpha, giúp tăng khả năng tập trung. Các relay sẽ điều khiển thiết bị phát âm thanh theo các mốc thời gian được lập trình trước.

Hệ thống chiếu sáng theo trạng thái học, vì: Bàn học được trang bị 4 chế độ đèn tương ứng với các trạng thái học tập (Đèn vàng: Thời gian học tập chính thức. Đèn xanh lá: Thời gian giải lao. Đèn cam: Chế độ tiếp sức. Đèn xanh dương: Kết thúc phiên học) Ngoài ra Khi người học ngồi sai tư thế, cảm biến sẽ phát hiện và gửi tín hiệu về Arduino. Sau đó, Arduino kích hoạt relay để phát cảnh báo qua loa.

Theo đó hệ thống sử dụng camera và máy tính xử lý hình ảnh để theo dõi tình trạng buồn ngủ, cụ thể như: Nếu người học nhắm mắt quá 3 giây, máy tính sẽ phân tích thời gian và độ mở của mắt, sau đó kích hoạt âm thanh cảnh báo và nháy đèn để đánh thức. Nếu phát hiện ngáp, hệ thống sẽ phát cảnh báo trong 3 giây và đưa ra lời nhắc nhở người học nên nghỉ ngơi nếu cảm thấy mệt.

Học sinh Bùi Thị Thúy Duyên (thành viên nhóm tác giả), cho biết về tính lợi ích của mô hình giải pháp: “AI cung cấp thông tin, lời giải thích nhanh chóng, giúp học sinh tiết kiệm thời gian tra cứu. Hệ thống phân tích dữ liệu để gợi ý nội dung phù hợp năng lực từng em. AI cũng cảnh báo tư thế ngồi, quản lý thời gian nghỉ ngơi hợp lý. Tăng hứng thú học tập cho học sinh được tương tác liên tục, học như đang chơi một trò chơi trí tuệ.”; “Đối với phụ huynh: Dễ dàng theo dõi tiến độ và chất lượng học tập của con. Giảm chi phí thuê gia sư cho các câu hỏi cơ bản. An tâm vì con học trong môi trường an toàn, khoa học. còn đối với giáo viên và nhà trường: Hỗ trợ chấm bài nhanh (với dạng trắc nghiệm). Cung cấp dữ liệu để đánh giá năng lực học sinh. Giúp triển khai dạy học kết hợp (blended learning) hiệu quả hơn” Học sinh Bùi Thị Thúy Duyên, cho biết thêm.

Nhóm tác giả tạiChung khảo Cuộc thi Sáng tạo TTN-NĐ tỉnh Đắk Lắk lần thứ 13

ThS. Trần Thị Phượng Nga (Trường Đại học Phú Yên) thành viên Hội đồng BGK, nhận xét: “Trong bối cảnh giáo dục 4.0, khi mỗi học sinh cần một lộ trình học cá nhân hóa và khả năng tự chủ cao, giải pháp này có tiềm năng trở thành “Người bạn đồng hành thông minh” có ích cho học sinh trong học tập …” ./.