a. Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu, đánh giá và tư vấn kế hoạch đầu tư thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy và nghiên cứu dựa trên nền tảng mô hình hóa và mô phỏng số tại Trường Đại học Thủ Dầu Một
b. Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Thủ Dầu Một Bình Dương
c. Chủ nhiệm nhiệm vụ: TS Trần Văn Xuân và cá nhân tham gia thực hiện:
1. TS Nguyễn Hồ Quang
2. ThS Bùi Sỹ Vương
d. Mục tiêu nghiên cứu:
Nghiên cứu tổng quan việc ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng trong học tập, nghiên cứu, khảo sát tại trường Đại học Thủ Dầu Một, nhóm tác giả sẽ đưa ra một báo cáo khả thi đánh giá tổng quan kế hoạch đầu tư cho TDMU
đ. Kết quả nghiên cứu (tóm tắt)
Đây là nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp cơ sở của TS. Trần Văn Xuân, Trường Đại học Thủ Dầu Một với mục tiêu nghiên cứu tổng quan việc ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng trong học tập, nghiên cứu và khảo sát tại Trường Đại học Thủ Dầu Một, nhóm tác giả sẽ đưa ra một báo cáo khả thi đánh giá tổng quan kế hoạch đầu tư cho Trường Đại học Thủ Dầu Một.
Xác định mục tiêu khẳng định vai trò tiên phong về đổi mới sáng tạo phương pháp giảng dạy và nghiên cứu trong thời đại công nghệ số, trường Đại học Thủ Dầu Một (TDMU) xác định chiến lược trọng tâm là thúc đẩy việc làm thế nào để sinh viên có thể tiếp cận nhanh nhất với công nghệ mới. TDMU đã có kế hoạch đầu tư và thúc đẩy việc áp dụng phương pháp mô hình hóa (modelling) và mô phỏng số (simulation) trong việc giảng dạy và nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy, tiết kiệm và tối ưu hóa chi phí vận hành phòng thí nghiệm thực, tăng cường khả năng cập nhật kiến thức và nâng cao hiệu quả các phương pháp giảng dạy, đặc biệt đẩy mạnh tạo đột phá trong ứng dụng nghiên cứu khoa học.
Tuy nhiên, việc thay đổi cả một hệ thống giảng dạy truyền thống đã tồn tại từ lâu tại Việt Nam là một điều không hề đơn giản. Câu hỏi đặt ra là chúng ta nên thay đổi từ đâu, từ khâu nào, sửa đổi hay làm mới phương pháp giảng dạy, quá trình chuyển đổi như thế nào, chi phí ra sao…?. Nhận thức được những khó khăn, thách thức và chi phí rất lớn trong việc hệ thống hóa phương pháp giảng dạy mới này và với kinh nghiệm và những hiểu biết trong nhiều lĩnh vực, nhóm tác giả, những chuyên gia, nhà khoa học, lãnh đạo - quản lý và kỹ sư đang làm việc trong lĩnh vực modelling và simulation tại các tập đoàn công nghiệp hàng đầu ở châu Âu, xin đề xuất việc thực hiện dự án khả thi này nhằm cung cấp những thông tin và đánh giá một cách khách quan, khoa học, nghiêm túc và bài bản để hỗ trợ và tư vấn cho TDMU các phương án, giải pháp và kế hoạch làm thế nào để tối ưu hóa việc đầu tư các trang thiết bị và đào tạo nhân lực trong việc áp dụng phương pháp mới này.
Theo nghiên cứu, đào tạo dựa trên mô phỏng và mô hình hóa là việc tạo ra một môi trường đào tạo gần giống với thực tế dựa trên các phần mềm mô phỏng chuyên dụng trên máy tính giúp cho người học tiến hành các hoạt động thực nghiệm trên môi trường ảo này.
Đề tài này tập trung vào các phương pháp mô phỏng: phòng thí nghiệm từ xa; mô phỏng các thí nghiệm (Simulation of Experiments), nhằm mục đích giải thích cho các khái niệm, nguyên lý và bản chất vật lý của các hiện tượng trong các môn học đại học; mô phỏng kỹ năng thực hành (Simulation of practical skills); phòng thí nghiệm ảo (Virtual Lab); mô phỏng quá trình trong công nghiệp (Industrial Simulation); bản sao số (Digital Twin). Tuy nhiên, việc mô phỏng không thể tách rời với 2 phương pháp giảng dạy lý thuyết và thực hành. Ngoài ra, do yêu cầu tư vấn việc đầu tư trang thiết bị nên nhóm tác giả miêu tả phòng thí nghiệm thực như là một nền tảng quy chiếu cho các phương pháp ứng dụng mô phỏng.
Dựa trên phương pháp nghiên cứu tài liệu và phỏng vấn các chuyên gia đầu ngành, nhóm tác giả đã tổng hợp và phân loại các hình thức và tình hình ứng dụng mô phỏng và mô hình hóa trong đào tạo và nghiên cứu. Việc sử dụng mô phỏng trong đào tạo không thể thay thế các phương pháp học lý thuyết và thực hành trong các phòng thí nghiệm thực mà là phương pháp bổ sung cho hai phương pháp này trong việc nâng cao hiệu quả đào tạo. So sánh với các tài liệu tổng quan nghiên cứu gần đây, báo cáo này xem xét đầy đủ hơn và là bài báo đầu tiên đề xuất 6 hình thức với các mức độ số hóa tăng dần từ phòng thí nghiệm từ xa đến bản sao số, công nghệ đầu tàu của nền kinh tế 4.0. Việc phân loại và tổng hợp các tài liệu giúp cho nhóm tác giả có cái nhìn tổng quan và đầy đủ tình hình ứng dụng mô hình hóa và mô phỏng trong và ngoài nước.
Nhóm tác giả cũng tìm ra được hai lỗ hổng trong lĩnh vực này của các tài liệu đã xuất bản. Thứ nhất, phần lớn các bài báo chỉ tập trung so sánh phòng thí nghiệm thực và phòng thí nghiệm ảo hoặc từ xa mà không so sánh với các hình thức mô phỏng khác trong hiện tại (mô phỏng các thí nghiệm) và tương lai gần (bản sao số). Thứ hai, nhóm tác giả cũng nhận ra là chưa có sự thống nhất về các chỉ số để đo “sự hiệu quả” của việc ứng dụng các phương pháp mô phỏng cũng như các phương pháp so sánh định lượng với các mẫu đăc trưng để có đánh giá chính xác và khoa học. Hai lỗ hổng này hoàn toàn có thể trở thành hai chủ đề nghiên cứu khoa học có thể xuất bản trong các tạp chí chuyên ngành về phương pháp giáo dục.
Dựa trên khảo sát điều tra của 183 giảng viên, sinh viên của trường Đại học Thủ Dầu Một, nhóm tác giả nhận thấy việc phương pháp mô phỏng chưa trở thành một phương pháp phổ biến trong trường mặc dù có sự chỉ đạo quyết liệt của các cấp quản lý. Nhận xét này củng cố cho tính kịp thời của dự án tiền khả thi này trong việc cung cấp cho nhà trường tình hình thực tế tại TDMU. Mặt khác, nhóm tác giả ghi nhận khả năng tiếp thu nhanh chóng công nghệ mới của các giảng viên và sinh viên. Đây là một yếu thế quan trọng tăng hiệu quả của việc đầu tư và sử dụng các thiết bị mô phỏng của Nhà trường.
Dựa trên nghiên cứu tiền khả thi này, nhóm tác giả ủng hộ hoàn toàn quyết tâm và chiến lược của Lãnh đạo Trường trong việc ứng dụng các phương pháp giáo dục dựa trên mô phỏng số. Đây là xu hướng kịp thời và không thể tránh được để đào tạo các kỹ sư của thời đại kỹ thuật số. Nhóm tác đã đề xuất, đánh giá và tư vấn cho nhà trường các phương án đầu tư cũng như một số lộ trình triển khai. Dựa trên các trao đổi với các nhà cung cấp, nhóm tác giả có thể đưa ra những số liệu tài chính có độ tin cậy chấp nhận được giúp cho việc quyết định của lãnh đạo trường dễ dàng hơn. Nhóm tác giả sẵn lòng hỗ trợ Nhà trường trong việc triển khai bước tiếp theo của dự án này sau khi Nhà trường chọn phương án đầu tư phù hợp.
e. Thời gian nghiên cứu:
- Thời gian bắt đầu: 10/2019
- Thời gian kết thúc: 01/2020
f. Kinh phí thực hiện: 63.081.000 đồng
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ)