TS. Nguyễn Hoàng Sỹ
Trưởng Khoa FIRA - Trường Đại học Bình Dương
Tóm tắt:
Hiện nay, công nghệ công nghệ thực tế ảo - VR (Virtual reality), thực tế tăng cường - AR (Augmented reality) rất tốt để làm cho những thứ không thể nhìn thấy được, có thể mô tả công nghệ VR và AR rất hữu ích cho việc tìm hiểu về các hiện tượng phức tạp hoặc vô hình, thông qua trải nghiệm nhập vai một phần hoặc toàn bộ sẽ cách mạng hóa việc học thông qua mô phỏng trải nghiệm, mô hình hóa và biểu diễn dữ liệu theo không gian cũng như cảm giác hiện diện trong quá trình trò chơi hóa theo ngữ cảnh ngày càng được ứng dụng phổ biến thúc đẩy giáo dục STEM (Science, Technology, Engineering, the Arts and Mathematics) giúp người học hiểu rõ chuyển động thể hiện; chuyển động phản ánh về nội dung hoạt động. Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp cái nhìn giá trị cần thiết của các cử chỉ đồng điệu sử dụng công nghệ VR và AR trong giáo dục không nằm ngoài lý thuyết về nhận thức được thể hiện, nhằm tiếp tục thu hút giới trẻ tham gia vào khoa học và công nghệ. Điểm nhấn của vấn đề, chúng tôi đưa ra một số ví dụ đầy cảm hứng và những hiểu biết chính về tương lai của học tập, nhập vai và khoa học trong chương trình giảng dạy STEAM.
Giáo dục Steam Việt Nam hiện nay
Phát triển tư duy phản biện và sáng tạo là hai trong số những kỹ năng giáo dục Steam hướng đến, nhằm kết hợp đào tạo cho người học khả năng giải quyết vấn đề một cách sáng tạo. Xét trong một khía cạnh như việc ứng dụng tìm kiếm thông tin trên Internet là công cụ chính để trẻ em giải quyết vấn đề, với một bài đăng trên các blog hoặc hướng dẫn trên YouTube về mọi thứ theo đúng nghĩa đen. Điều này khiến thế hệ chúng ta lo lắng liệu những đứa trẻ có thể giải quyết các vấn đề toàn cầu trong tương lai, chẳng hạn như sự nóng lên toàn cầu?
Thực vậy, trẻ em tiếp xúc, sử dụng công nghệ cả ngày, sử dụng thiết bị "chất lượng" và có liên quan đến học tập nhưng đa phần lại thiếu cung cấp nội dung, kỹ thuật số trong giáo dục, đào tạo kỹ năng. Ngoài ra, nhiều giáo viên thiếu các nguồn lực cần thiết để sử dụng các công nghệ phức tạp hơn ngày nay, dẫn đến khoảng cách thế hệ giữa giáo viên và học sinh của họ, khi học sinh ngày càng cảm thấy nhàm chán với phương pháp của giáo viên của họ. Bài toán đặt ra, công nghệ giáo dục nên dựa trên mục đích và hỗ trợ các nhà giáo dục về mặt chiến lược cũng như mang lại giá trị cho học sinh bằng cách mở rộng phạm vi kiến thức, hỗ trợ phát triển các kỹ năng thiết yếu, thúc đẩy sự sáng tạo và đổi mới.
Để giải quyết bài toán này, các nghiên cứu về giáo dụng kết hợp ứng dụng công nghệ hiện đại gần đây đã đề cập rằng trẻ em đang học tốt hơn với các ứng dụng “thực tế tăng cường”. Chỉ có, thực tế tăng cường thúc đẩy trẻ em trải nghiệm sự kết nối giữa các phần thông tin, vì các tình huống thực tế được tăng cường bởi nội dung kỹ thuật số. Thực tế tăng cường có thể được khám phá để học, vì vậy tốt nhất là trẻ em nên bắt đầu ở giai đoạn khám phá nhiều nhất: lớp tiểu học hoặc tiểu học. Điều này đã được chứng minh là làm tăng sự tham gia, hứng thú và tò mò về các môn học ở trường. Bên cạnh sự sáng tạo và tư duy phản biện, Thực tế tăng cường củng cố một loạt các kỹ năng bổ trợ khác trong thực tế.
Thống kê một số kết quả nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng các sản phẩm thực tế tăng cường có liên quan đến việc tăng khả năng lưu giữ kiến thức lên đến 100% và lên đến 33% trong điểm kiểm tra, đồng thời hỗ trợ tất cả các phong cách học tập và ngoài ra, sẵn sàng biến đổi sâu sắc cung cấp các ý tưởng, sáng tạo bài học với thực tế tăng cường.
Mục tiêu của mô phỏng là giáo dục, truyền bá nhận thức và truyền cảm hứng cho hành động trong khuôn viên trường đại học sử dụng VR trong nghiên cứu và để “cải thiện cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như bảo tồn, sự đồng cảm, và các hệ thống thông tin liên lạc”.Các ứng dụng gốc VR trên các nền tảng phần mềm như Unity, Google ARcore/ARKit, Tilt Brush, và Unreal engine… độc lập và đang thúc đẩy quá trình dân chủ hóa trải nghiệm nhập vai, cho phép người học trở thành những người sáng tạo trong thế giới ảo, quan sát đa dạng các hiện tượng không nhìn thấy mà còn có tưu duy giải pháp cho các vấn đề phức tạp. Tạo môi trường sáng tạo cho những dự án truyền cảm hứng và khuyến khích sự hợp tác giữa các ngành.
Việc đưa ra lựa chọn một cách chiến lược về cách truyền cảm hứng qua những ứng dụng thực tế tăng cường giúp trẻ em yêu thích trong giáo dục đào tạo mô hình STEAM, dựa vào tập trung đánh giá mức độ liên quan chất lượng chương trình giảng dạy, tính liên kết giữa phần mềm, khả năng thích ứng phần cứng (tất cả các công cụ sử dụng hiện tại đều được kết nối với nhau) có thể tổng hợp như sau:
|
Mức độ
|
Tiêu chí đánh giá
|
|
Mức độ chương trình
|
VR và AR kết hợp dựa trên chương trình giảng dạy STEM với cách tiếp cận lâu dài, có thể tái sử dụng của các giải pháp cho nhiều cấp độ đào tạo, đa dạng mô hình.
|
|
Mức độ kết nối
|
Các giải pháp được kết nối vô cùng dễ dàng, đơn giản và thân thiện với cuộc sống thường ngày. Lớp học tăng cường cung cấp khả năng tích hợp trơn tru, không tốn kém với bất kỳ hệ thống quản lý học tập (LMS) nào đang được sử dụng.
|
|
Mức độ bảo mật
|
Phương pháp tiếp cận được bảo vệ riêng tư mà không thu thập dữ liệu về học sinh. Điều rất quan trọng là phải bảo vệ dữ liệu của trẻ vị thành niên trong thế giới kỹ thuật số!
|
|
Mức độ sử dụng
|
Việc giảng dạy với VR và AR thậm chí còn trở nên dễ dàng hơn; khả năng chia sẻ cộng đồng trên khắp thế giới nhanh chóng.
|
|
Mức độ tiếp cận
|
Khả năng tiếp cận VR và AR thực tiễn giảng dạy và học tập không hạn chế; bất kể máy tính hoặc thiết bị di động nào đều có khả năng kết nối.
|
|
Mức độ chi phí
|
Khả năng chi trả của công nghệ VR và AR thông qua giải quyết tầm quan trọng của ngân sách, sản phẩm sáng tạo, tái chế STEAM phát huy hiệu quả.
|
Công nghệ tương lai VR và AR vào giáo dục STEAM
Trong thực tế có những tín hiệu trong não khi học sinh học nội dung mới và khi thêm thông tin từ một cử chỉ đồng điệu cùng với thông tin thị giác và thính giác, thông qua VR và AR sẽ củng cố các tín hiệu được tạo ra trong quá trình học và điều đó có thể dẫn đến học nhanh hơn hoặc ghi nhớ tốt hơn. Rõ ràng, những gì người học nhìn thấy và nghe thấy có thể trở nên trực quan hơn và có khả năng cung cấp thông tin nhiều hơn so với việc nghe một bài giảng hoặc thậm chí xem một video bài giảng online [1]. Nói cách khác, VR và AR cũng cho phép ghi lại chuyển động đồng thời hoặc đồng bộ với chủ đề, nó sẽ cải thiện khả năng học tập và duy trì. Cụ thể: một cách hiệu quả và hấp dẫn hơn thay vì nghe một bài giảng mô tả về mômen động lượng học chuyển động quay, cơ bản là bao nhiêu của một vật quay đang chuyển động, bạn có thể quay cánh tay của mình trong một trò chơi bắt chuyển động để cho bạn hiểu các khái niệm liên quan đến chuyển động quay, như vận tốc và lợi thế cơ học?
Phân tích vấn đề sử dụng công nghệ minh họa bài giảng về bánh trước quay ảo, một học sinh chuyển động tay của mình với cùng một vận tốc và có thể phù hợp với các mục tiêu nhất định bằng cách điều khiển bánh xe sẽ có hiểu rõ hơn về mômen động lực học và gia tốc so với một học sinh trượt núm xoay qua lại để di chuyển một bánh xe ảo.
Có thể hiểu rằng, trong hầu hết các lớp học thông thường, truyền thống hiện nay, thông tin đi vào não là thị giác và/hoặc thính giác, hỗ trợ người học tiếp nhận kiến thức tốt hơn thông qua môi trường ảo, hệ thống nhập vai "nhìn xuyên qua", người dùng có thể nhìn thấy bàn tay của chính mình và các vật thể thực tế có thể được đưa vào không gian. Thật vậy, khi mô phỏng chuyển động được thêm vào bài học, não sẽ nhận được thêm thông tin, điều này có thể thúc đẩy quá trình học tập.
Hình 1: VR BIM Software Development
Một ví dụ khác, ứng dụng VR và AR để thử nghiệm với các mô hình tòa nhà 3D để hiểu rõ hơn về độ ổn định cấu trúc của các dự án kỹ thuật. Sử dụng tính năng ảo để hướng dẫn kiến trúc, tái tạo ảo các địa điểm khảo cổ, nghiên cứu công thái học của con người và các kịch bản đào tạo cho các tình huống nguy hiểm. Trong thực tế ảo, các mô hình CAD 3D có thể đưa dữ liệu tính toán và thử nghiệm vào môi trường AR và VR, điều khiển và tinh chỉnh trong thế giới ảo, biến thiết kế công nghiệp thành một quy trình cộng tác và trực quan cao. (Hình 1)
Cuối cùng, minh họa một trải nghiệm một thứ độc nhất vô nhị đối với các công nghệ nhập vai khám phá hệ mặt trời trong đào tạo STEAM, hợp tác xây dựng hình ảnh chân thực trên quy mô lớn về chiếc Rover trên sao Hỏa là việc sử dụng tai nghe hỗn hợp VR HoloLens của Microsoft để “dịch chuyển tức thời” đến Sao Hỏa và “đi bộ” trên bề mặt Sao Hỏa để xác định đường đi tối ưu của Rover.
TS. Nguyễn Hoàng Sỹ cho rằng, các trường học nên bắt đầu triển khai công nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường trong lớp học trong tình hình mới hiện nay, tạo ra nội dung giáo dục với VR và AR nhằm thu hút mọi người đến với khoa học và cho chúng thấy khoa học thú vị và đẹp đẽ như thế nào. Sức mạnh của VR và AR đối với giáo dục là nâng cao môi trường học tập với mục tiêu thu hút, tập trung và sáng tạo, một cánh cửa mở vào tương lai của giáo dục STEM; sinh viên và giảng viên chúng tôi đang tích cực phát triển các phương pháp để trải nghiệm công nghệ nhập vai cùng với trí tuệ nhân tạo (AI), thị giác máy tính và học máy sẽ biến đổi kỹ thuật, cho phép các nhà khoa học trực quan hóa dữ liệu để thúc đẩy nghiên cứu khám phá và cung cấp cơ hội hợp tác mới giữa giảng viên và sinh viên và giữa các ngành.
Công nghệ nhập vai, dựa trên giao diện dữ liệu tính toán và thử nghiệm vào các lĩnh vực bằng ứng dụng AR, VR, màn hình ba chiều 3D; và nền tảng Web360 tọa nên môi trường thực hành lý tưởng, nó mở ra cánh cửa cho các nghiên cứu sâu hơn về tác động của các mô-đun đào tạo dựa trên VR và AR ở mọi cấp độ trong giáo dục, mô phỏng các phòng thí nghiệm ảo, mô hình thực tế ảo, thực tế tăng cường có khả năng tương tác, đồng thời tang tính thực hành và ứng dụng kiến thức thực tế, giúp người học có những trải nghiệm đa giác quan, dễ hiểu, và dễ nhớ. Chúng ta có thể tin rằng tương lai của giáo dục và đổi mới sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ việc sử dụng các công nghệ hình ảnh mới này.¨
Tài liệu tham khảo
[1] Lohnson-Glenberg Mina C (2018). “Immersive VR and Education: Embodied Design Principles That Include Gesture and Hand Controls”, Frontiers in Robotics and AI, vol. 5, 81 , doi: 10.3389/frobt.2018.00081