Nguồn gốc của MOOC hiện đại (xMOOC)

Andrew Ng và Jennifer Widom

Andrew Ng là Giám đốc Phòng Thí nghiệm AI của Stanford và là Đồng sáng lập Coursera. Jennifer Widom là Chủ tịch Khoa Khoa học Máy tính tại Đại học Stanford. Giáo dục trực tuyến đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, với nhiều trường đại học cung cấp các khóa học trực tuyến cho một nhóm nhỏ đối tượng giới hạn. Điều thay đổi vào năm 2011 là quy mô và khả năng tiếp cận khi Đại học Stanford cung cấp ba khóa học miễn phí cho công chúng, mỗi khóa thu hút khoảng 100.000 học viên đăng ký. Sự ra mắt của ba khóa học này, do Andrew Ng, Peter Norvig, Sebastian Thrun, và Jennifer Widom giảng dạy, có thể được coi là khởi đầu của mô hình MOOC hiện đại, do giảng viên hướng dẫn (thường được gọi là "xMOOC").

Mỗi khóa học MOOC này cho phép học viên xem các bài giảng trực tuyến, làm bài tập được chấm điểm tự động, và nhận "Chứng nhận Hoàn thành" nếu đạt yêu cầu. Hai trong số các khóa học này (khóa học Cơ sở Dữ liệu của Widom và khóa học Máy học của Ng) được giảng dạy trên một nền tảng do Ng và một nhóm sinh viên phát triển, và sau này trở thành nền tảng của Coursera. Một khóa học khác (Trí tuệ Nhân tạo, do Sebastian Thrun và Peter Norvig giảng dạy) được giảng dạy trên nền tảng do Thrun dẫn dắt, sau đó trở thành nền tảng của Udacity. Từ đó, nhiều tổ chức MOOC khác như edX, FUN, FutureLearn, NovoEd, Iversity, J-MOOC, và nhiều tổ chức khác đã ra đời để cung cấp các khóa học trực tuyến có quy mô lớn tương tự.

Bài viết này mô tả nguồn gốc của ba MOOC của Stanford năm 2011. Vì các MOOC này lấy cảm hứng từ nhiều nguồn khác nhau, nên rất khó để xác định nguồn gốc của từng ý tưởng. Chúng tôi sẽ cố gắng làm điều đó khi có thể để ghi nhận công lao xứng đáng, nhưng sẽ tập trung vào trình tự hành động hơn là các ý tưởng, nhằm hướng đến các mô hình giáo dục có thể mở rộng quy mô cao.

Cộng đồng các nhà nghiên cứu

MOOC hiện đại nhanh chóng thu hút sự chú ý của công chúng vào năm 2011, nhưng trái ngược với ý kiến phổ biến, MOOC không phải là một "thành công sau một đêm": Ý tưởng về giáo dục có thể mở rộng quy mô lớn đã trải qua nhiều năm ấp ủ, thử nghiệm sai, và thử nghiệm, và cuối cùng đạt đến đỉnh điểm với ba khóa học nổi bật của Stanford. Các MOOC này được lấy cảm hứng từ nhiều ý tưởng khác nhau được phát triển bởi một cộng đồng các nhà nghiên cứu trong và ngoài Stanford, những người quan tâm đến giáo dục trực tuyến. Các thành viên chủ chốt trong nhóm của Stanford bao gồm Daphne Koller, người đã thử nghiệm và quảng bá mô hình học tập kết hợp (lớp học đảo ngược) tại Stanford trong nhiều năm; John Mitchell, người dẫn dắt nhóm phát triển hệ thống quản lý học tập trong khuôn viên trường; Bernd Girod, người có sinh viên đã phát triển công nghệ ghi bài giảng tiên tiến; cùng với Dan Boneh, Steve Cooper, Tiffany Low, Jane Manning, và Roy Pea, những người đã đóng góp đáng kể vào các cuộc thảo luận ban đầu.

Hầu hết các nền tảng MOOC ngày nay thực hiện đồng thời hai hoạt động học tập trực tuyến chính: (i) cung cấp các hình thức học tập có thể mở rộng quy mô lớn cho số lượng lớn học viên, và (ii) cung cấp học tập kết hợp cho các lớp học nhỏ trong khuôn viên. Sự tham gia của các nền tảng này vào học tập kết hợp chủ yếu xuất phát từ công trình của Daphne Koller và John Mitchell, những người đã thử nghiệm rộng rãi mô hình "lớp học đảo ngược" trong khóa học của Koller tại Stanford. Ngoài Stanford, Ng và Thrun đều ghi nhận Sal Khan (khanacademy.org) là một nguồn cảm hứng lớn. Ng cũng chịu ảnh hưởng mạnh từ công trình của lynda.com và thiết kế cộng đồng/diễn đàn của StackOverflow.com.

Động lực để mở rộng quy mô

Điều làm cho MOOC trở nên "cách mạng" là khả năng tiếp cận và đặc biệt là khả năng mở rộng quy mô. Một trong những nỗ lực đầu tiên của Stanford để cung cấp hình thức giáo dục có thể mở rộng bắt đầu từ năm 2007 khi Andrew Ng cùng Trung tâm Phát triển Chuyên môn Stanford đã ghi hình khoảng mười khóa học của Stanford và đăng tải trực tuyến cùng với các ghi chú bài giảng và bài tập tự chấm điểm. Được gọi là dự án SEE (Stanford Engineering Everywhere), nó cung cấp trải nghiệm tương tự MIT's OpenCourseWare, ngoại trừ một nguyên tắc cốt lõi của SEE là mỗi khóa học nên cung cấp một trải nghiệm "hoàn chỉnh": Có đầy đủ tài liệu - bao gồm bài giảng, bài tập và lời giải - mà học viên có thể tự học. Mặc dù công nghệ còn thô sơ, các video của SEE đã được hàng triệu người xem, và thành công của chúng đã truyền cảm hứng cho Ng và các đồng nghiệp dành vài năm tiếp theo để phát triển và thử nghiệm các phiên bản khác nhau của công nghệ giáo dục trực tuyến.

Screenshot 1: Stanford Engineering Everywhere. (http://see.stanford.edu/)

Trong những năm giữa thời điểm ra mắt SEE và trước khi ra mắt MOOC năm 2011, Ng đã phát triển một số trang web thử nghiệm, tất cả đều được thiết kế với mục tiêu cụ thể là cung cấp trải nghiệm tốt cho mọi học viên, dù có bao nhiêu người tham gia. Những trang web này thử nghiệm với các ý tưởng như ghi hình bằng máy tính bảng, video ngắn, tua nhanh video, bài tập lập trình, nội dung do người dùng tạo (đặc biệt là một Wiki mà ai cũng có thể chỉnh sửa), và câu đố trong video, lấy cảm hứng từ các thử nghiệm học tập kết hợp của Daphne Koller. Nhiều giảng viên khoa học máy tính đã đóng góp vào các ý tưởng này, và rất khó để ghi công tất cả, nhưng Dan Boneh là người đóng góp nổi bật khi thiết kế hệ thống ghi hình bằng máy tính bảng và thậm chí còn viết mã cho OpenClassroom, một trong những nền tảng ban đầu của Ng (openclassroom.stanford.edu). Boneh và Jennifer Widom (cùng với Ng) là những người nhiệt thành nhất trong việc sử dụng ghi hình kiểu Khan bằng máy tính bảng và đã đóng góp nhiều kỹ thuật nhỏ mà hiện nay trở nên phổ biến. Bernd Girod trong khi đó đã phát triển nền tảng ClassX cho việc ghi hình bài giảng tự thực hiện, sử dụng công nghệ nhận dạng hình ảnh để đồng bộ hóa tự động các slide và theo dõi giảng viên.

Bằng cách cho phép người học xoay và thu phóng video trong khi nó đang phát, hệ thống đã loại bỏ nhu cầu cần có một người quay phim. Hàng trăm giờ video bài giảng tự ghi hình bởi các giảng viên Stanford đã được tải lên hệ thống này trong giai đoạn từ 2009 đến 2011.

Trong giai đoạn này, các nhóm Stanford đã đạt được tiến bộ nhưng cũng gặp phải nhiều khởi đầu sai lầm. Chúng tôi rút ra bài học về cả những gì hiệu quả và không hiệu quả. Ví dụ:

• Chúng tôi đã thử ghi hình các bài giảng trong lớp học, với giảng viên giảng dạy như thường lệ trước một phòng đầy sinh viên, sau đó chỉnh sửa nội dung này để tạo thành các đoạn video ngắn khoảng năm đến mười phút. Chúng tôi nhận thấy rằng cách tiếp cận này gần như luôn tạo ra trải nghiệm học tập kém hơn so với việc giảng viên lên kế hoạch chi tiết cho từng đoạn video dài từ năm đến mười phút.

• Làm việc với một trường trung học, Ng đã thử nghiệm các tính năng trên website hỗ trợ một nhóm gồm ba đến năm học sinh ngồi cùng nhau tại một máy tính để giải quyết các bài tập. Cách sử dụng này không được ưa chuộng, vì hầu hết học sinh thích xem video một mình để có thể kiểm soát tốc độ học. Ngay cả ngày nay, chúng tôi vẫn chưa chắc chắn cách tốt nhất để hỗ trợ người học ngồi cùng nhau xem video.

• Trong giai đoạn này, chúng tôi đã dành một lượng thời gian đáng kể để tinh chỉnh bộ công cụ tạo video MOOC với chi phí thấp, lấy cảm hứng từ công việc của Salman Khan và Lynda Weinman.

Screenshot 2: Website OpenClassroom, phiên bản 1. Được thiết kế để sử dụng trong một lớp học trung học với một giáo viên trung học điều phối. (http://openclassroom.stanford.edu/ai/shcp.php)

Screenshot 3: Website OpenClassroom, phiên bản 2, với nội dung về nhiều chủ đề khoa học máy tính. (http://openclassroom.stanford.edu)

Screenshot 4: Trang hướng dẫn học máy (học sâu) - khóa học tự học theo định dạng Wiki. Sau đó cũng có thêm các bản dịch cộng đồng của nội dung. (http://bit.ly/deeplearn)

Screenshot 5: Hệ thống ClassX của Bernd Girod. Hệ thống cho phép xoay/thu phóng trong khi phát và có tính năng đồng bộ hóa các slide. (http://classx.stanford.edu/)

Ba khóa học MOOC đầu tiên năm 2011

Năm 2011, ba khóa học MOOC đầu tiên được ra mắt. Chúng được sinh viên trìu mến gọi là ml-class, db-class, và ai-class dựa trên các địa chỉ website (ml-class.org, db-class.org và ai-class.com); các khóa học này lần lượt về các chủ đề học máy, cơ sở dữ liệu, và trí tuệ nhân tạo.

Khóa học về trí tuệ nhân tạo (ai-class) là khóa học đầu tiên được công bố và được triển khai trên một nền tảng do Sebastian Thrun, David Stavens, Mike Sokolsky, và một vài người khác phát triển. Khóa học này có các video ngắn, câu hỏi trắc nghiệm trong video, các bài trắc nghiệm chọn đáp án, phụ đề và dịch phụ đề.

Ml-class và db-class được triển khai trên nền tảng phát triển bởi bốn sinh viên (Jiquan Ngiam, Frank Chen, Chuan-Yu Foo, và Yifan Mai) cùng làm việc với Andrew Ng. Các khóa học này bao gồm video ngắn, khả năng tua nhanh video, phụ đề, câu hỏi trắc nghiệm trong video, các bài trắc nghiệm hàng tuần, các bài tập lập trình được chấm tự động, và một diễn đàn thảo luận để học viên đăng câu hỏi và trả lời, cũng như bình chọn lên hoặc xuống cho các câu hỏi và câu trả lời. Lấy cảm hứng từ công trình trước đó của Jeff Ullman và hệ thống Gradiance của ông, ml-class và db-class còn sử dụng rộng rãi các câu hỏi ngẫu nhiên và "học làm chủ" (mastery learning), trong đó học viên được khuyến khích làm lại bài tập nhiều lần cho đến khi hoàn thành đúng. Đội ngũ của Ng khi phát triển nền tảng ml/db-class đã đặt "Làm Điều Tốt Nhất Cho Học Viên" làm nguyên tắc chỉ đạo, một phương châm đã tiếp tục được duy trì tại Coursera.

Hình ảnh 6: Khóa học học máy (ml-class) do Ng giảng dạy năm 2011.

Hình ảnh 7: Khóa học cơ sở dữ liệu (db-class) do Widom giảng dạy năm 2011.

Việc ra mắt các khóa học trực tuyến miễn phí này đã tạo ra một lượng lớn thảo luận về chính sách trong nội bộ Stanford. Vấn đề liệu có nên cấp "chứng chỉ hoàn thành" hay không có lẽ là chủ đề gây tranh cãi nhiều nhất. Cuối cùng, trong một loạt cuộc họp với Văn phòng Đăng ký của Đại học, Văn phòng Pháp lý và Văn phòng Hiệu trưởng Khoa Kỹ thuật, Ng và Thrun đã được phép cung cấp "Giấy Chứng Nhận Hoàn Thành." Thuật ngữ này đã được duy trì, và đến nay, hơn 1.000.000 Giấy Chứng Nhận Hoàn Thành đã được cấp trên nhiều nền tảng khác nhau.

Khi xây dựng các nền tảng MOOC đầu tiên này, một bài học chúng tôi thường xuyên rút ra là nếu một phần mềm không được thiết kế ngay từ đầu để mở rộng quy mô cho một số lượng lớn học viên, thì nó có thể sẽ không hoạt động tốt trong một khóa MOOC. Phương pháp giảng dạy hiệu quả cho MOOC cũng khác biệt rất nhiều so với giảng dạy trong khuôn viên, và phải luôn lưu ý đến quy mô. Không chỉ là vấn đề liệu phần mềm có thể chịu được áp lực của 5.000 người dùng đồng thời hay không; mà còn liên quan đến thiết kế cơ bản của nền tảng và phương pháp giảng dạy. Ví dụ, trong một lớp học với 100 sinh viên, hầu như bất kỳ thiết kế diễn đàn nào cũng sẽ hoạt động, vì mỗi sinh viên đều có thể đọc những gì mọi người khác viết. Nhưng trong một lớp học với 100.000 sinh viên, trừ khi giao diện người dùng được thiết kế ngay từ đầu để xử lý lượng thảo luận lớn tương ứng, thì sẽ có nhiều bình luận trùng lặp, làm cho diễn đàn thảo luận trở nên không thể sử dụng được. Nền tảng ml-class/db-class đã mô phỏng diễn đàn thảo luận của mình theo StackOverflow.com, một trang web thảo luận về lập trình phần mềm, mà Ng thường xuyên sử dụng trong công việc của mình. Nền tảng ai-class ban đầu không có diễn đàn thảo luận, nhưng một nhóm sinh viên đã khởi động một trang diễn đàn riêng (aiqus.com), nơi sau này trở thành diễn đàn chính thức của khóa học, dùng cho hầu hết các giao tiếp trong khóa học. Điểm mấu chốt của bất kỳ diễn đàn thảo luận mở rộng nào là khả năng bình chọn bài viết lên hoặc xuống, để các câu hỏi và câu trả lời hữu ích nhất nhanh chóng nổi lên đầu danh sách, và để cộng đồng có thể nhanh chóng loại bỏ các bài đăng spam.

Thông tin về ba khóa học trong mùa hè năm 2011 lan truyền chủ yếu qua mạng xã hội và báo chí. Cả ba khóa học bắt đầu vào cùng một ngày và kéo dài trong mười tuần. Cuối cùng, khoảng 7.000 học viên đã hoàn thành db-class và nhận được "Giấy Chứng Nhận Hoàn Thành"; 13.000 học viên đã hoàn thành ml-class; và 23.000 học viên đã hoàn thành ai-class.

Sau những khóa học MOOC đầu tiên

Với sự thành công của các khóa học MOOC đầu tiên, Ng và Thrun đều bắt đầu tìm cách đưa dự án của mình tiến xa hơn. Ng đã mời Jane Manning về Stanford để hỗ trợ các giảng viên và bắt đầu tuyển dụng một số đồng nghiệp giảng viên tại Stanford và UC Berkeley để giảng dạy các khóa học MOOC. Một số giảng viên Stanford đầu tiên được mời tham gia bao gồm Dan Boneh, người đã giảng dạy thành công một khóa học về mật mã học; Daphne Koller; và Scott Klemmer, người sau này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển hệ thống chấm điểm theo đánh giá ngang hàng. Dawn Song tại UC Berkeley cũng đóng góp đáng kể trong việc suy nghĩ về các hướng đi tiếp theo. Bernd Girod, Daphne Koller, và John Mitchell cũng là những người chủ chốt trong giai đoạn này; thực tế, Girod, Koller, Mitchell, và Ng trước đó đã hợp tác trong việc chia sẻ tài nguyên trên các nền tảng trước đây của họ (ClassX của Girod, Courseware của Mitchell, và OpenClassroom của Ng). Không lâu sau, Koller cùng với Ng và đội ngũ của ông thành lập Coursera, trong khi Thrun phát triển dự án của mình thành Udacity. Hiện tại, Coursera hướng đến việc trở thành một nền tảng hợp tác với các trường đại học hiện có, trong khi Udacity đặt mục tiêu xây dựng đại học của tương lai. Mitchell và Girod đều nắm giữ các vị trí lãnh đạo hành chính tại Stanford trong lĩnh vực giáo dục trực tuyến.

Học tập kết hợp

Hầu hết các nền tảng MOOC hiện đại như Coursera, Udacity và edX đều hỗ trợ hai tầm nhìn liên quan nhưng khác biệt: hình thức giáo dục có thể mở rộng quy mô lớn và học tập kết hợp dành cho giảng dạy trong khuôn viên trường. Tầm nhìn thứ hai này chủ yếu bắt nguồn từ công trình của Daphne Koller và John Mitchell tại Stanford trong giai đoạn 2008-2011.

Trong nhiều năm, John Mitchell đã phát triển Courseware, một hệ thống quản lý học tập (LMS) mới để sử dụng tại Stanford và các nơi khác. Mặc dù không được thiết kế đặc biệt để mở rộng quy mô, hệ thống này có nhiều tính năng đã trở thành nguồn cảm hứng cho các MOOC ban đầu, bao gồm bài tập chấm điểm tự động, diễn đàn thảo luận, và bảng điều khiển cho giảng viên.

Hình ảnh 8: Website Courseware, được xây dựng bởi John Mitchell và sử dụng cho các thử nghiệm học tập kết hợp ban đầu của Koller.

Daphne Koller đã có thể sử dụng nền tảng của Mitchell để thử nghiệm các ý tưởng ban đầu của cô về học tập kết hợp. Năm 2010, Koller được truyền cảm hứng từ một buổi nói chuyện về YouTube và nhận ra rằng giáo dục trong khuôn viên trường có thể trở nên hấp dẫn hơn và sử dụng thời gian của sinh viên và giảng viên hiệu quả hơn nếu sinh viên học kiến thức cơ bản tại nhà qua video, để thời gian trên lớp dành cho thảo luận hoặc các hoạt động thực hành. Bộ ý tưởng này, hiện được biết đến rộng rãi với tên gọi "lớp học đảo ngược," khi đó vẫn còn khá mới mẻ. Koller bắt đầu quay lại các bài giảng của mình và đăng lên LMS của Mitchell để “đảo ngược” lớp học của mình. Trong quá trình tạo video, cô cũng đã sáng tạo ra ý tưởng “câu hỏi trong video,” hiện vẫn là một trong những tính năng được yêu thích nhất của nhiều MOOC. Khóa học tại trường của cô cũng bao gồm một số bài đánh giá tương tác tự động chấm điểm và sử dụng diễn đàn thảo luận của Courseware. Koller và Mitchell đã hợp tác để tiếp tục phát triển nền tảng của ông nhằm thử nghiệm học tập kết hợp trong các lớp học tại khuôn viên, chẳng hạn như tạo bảng điều khiển cho giảng viên để hỗ trợ giảng dạy đúng lúc. Một số tính năng này cũng trở thành nguồn cảm hứng cho các MOOC khác nhau.

Mặc dù học tập kết hợp không thu hút được sự chú ý rộng rãi như MOOC, nhưng nó vẫn là một động lực quan trọng để các trường đại học hợp tác với các nền tảng như Coursera và edX. Đầu năm 2012, khi các trường đại học tham gia vào phong trào MOOC, một số trường tham gia chủ yếu để thử nghiệm học tập kết hợp hơn là MOOC.

Tóm tắt

Mặc dù phong trào MOOC dường như xuất hiện đột ngột vào năm 2011, nhưng các phát triển và nguồn cảm hứng đứng sau phong trào này đã trải qua nhiều năm và được đóng góp bởi nhiều người. Một cộng đồng lớn các cá nhân trong và ngoài Stanford đã đóng góp ý tưởng, và có nhiều năm ấp ủ và thử nghiệm thầm lặng trước khi các khóa học và định dạng khóa học sẵn sàng để "lan truyền." Có lẽ mỉa mai thay, vào thời điểm ra mắt các khóa học đầu tiên, Ng, Thrun hay Widom đều chưa từng nghe đến thuật ngữ “MOOC,” cũng như chưa biết về công trình đột phá của George Siemens và Stephen Downes về “MOOC kết nối” (cMOOC). Chúng tôi vẫn không chắc chắn ai là người đầu tiên dùng thuật ngữ “MOOC” để mô tả ba khóa học này. Thuật ngữ xMOOC đã được đề xuất để phân biệt chúng với cMOOC.

Bài viết này chỉ đề cập đến nguồn gốc của MOOC hiện đại tại Stanford đến cuối năm 2011. Nhiều cá nhân tại nhiều tổ chức khác nhau đã đóng góp đáng kể cho phong trào MOOC, phong trào vẫn đang tiếp tục phát triển mạnh mẽ ngày nay.

Chúng tôi rất vui mừng trước những đổi mới và thay đổi văn hóa mà ba khóa học năm 2011 đã khởi xướng. Các hình thức giáo dục có thể mở rộng quy mô đã mang đến cho giảng viên cơ hội để có tác động lớn hơn đến thế giới so với trước đây. Chúng tôi rất mong chờ những gì mà các trường đại học, giảng viên, công ty và những người khác sẽ phát minh trong tương lai.

Lời cảm ơn: Chúng tôi xin cảm ơn Daphne Koller vì những đóng góp về sự phát triển của học tập kết hợp tại Stanford, và các thành viên trong nhóm ai-class (Sebastian Thrun, David Stavens, Mike Sokolsky, và Peter Norvig) vì các cuộc thảo luận về khóa học của họ. Bernd Girod cũng đã đưa ra nhiều nhận xét hữu ích.

[Bài viết trong Hollands, F. M., & Tirthali, D. (2014). MOOCs: expectations and reality. Full report. Center for Benefit-Cost Studies of Education, Teachers College, Columbia University, NY. Truy cập tại: http://cbcse.org/wordpress/wp-content/uploads/2014/05/MOOCs_Expectations_and_Reality.pdf]