Ứng dụng khoa học và công nghệ trong chế tạo mô hình thông minh đa năng
Giải pháp “Nghiên cứu chế tạo mô hình thông minh đa năng ứng dụng trong giảng dạy” của nhóm tác giả Trần Tuấn Anh, Trần Thái Hậu và Võ Trương Như Ngọc đã đạt giải Nhất trong Hội thi Sáng tạo kỹ thuật Bình Dương lần thứ IX (2019-2021).
Ngày nay, các thành tựu khoa học và công nghệ giúp tăng cường an ninh trong các trường học, hỗ trợ phân tích hành vi học tập, xây dựng các hệ thống quản lý thông tin và hồ sơ giáo dục của học sinh, quản lý và chia sẻ dữ liệu, ghi chép lịch sử học tập, bảng điểm… đảm bảo thông tin thống nhất, minh bạch. Với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, nhiều sản phẩm, ứng dụng trong lĩnh vực giáo dục được ra đời góp phần tác động mạnh mẽ, làm thay đổi phương pháp, phương thức dạy và học. Công nghệ thông tin là phương tiện để tiến tới một xã hội học tập.
Việc ứng dụng công nghệ trong giảng dạy và học tập là xu thế tất yếu của ngành giáo dục, từng bước nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh trong nhà trường. Nhận thức rõ vai trò, tầm quan trọng và hiệu quả của ứng dụng công nghệ trong dạy học, nhóm tác giả đã mạnh dạn tìm tòi, nghiên cứu kết hợp công nghệ số và công nghệ 3 chiều (3D) vào các mô hình giảng dạy vô tri vô giác để biến chúng thành những người thầy đồng hành cùng học sinh-sinh viên nhằm giảm áp lực công việc cho đội ngũ giảng viên, đội ngũ quản lý. Đồng thời giảm chi phí đào tạo và gánh nặng tài chính cho các cơ sở đào tạo từ đó góp phần nâng cao thu nhập, cải thiện đời sống cho giảng viên vốn dĩ đã rất khó khăn.
Ý tưởng thiết kế mô hình
Nhằm thực hiện tốt công tác nâng cao chất lượng, đổi mới phương pháp dạy - học, đồng thời tạo hứng thú cho sinh viên khi tiếp thu bài học một cách tích cực có hiệu quả. Việc sử dụng thiết bị dạy học là một việc làm thường xuyên của đội ngũ giảng viên chúng ta. Tuy nhiên với sự phát triển ngày càng nhanh của cuộc cách mạng 4.0 hiện nay nên một số thiết bị dạy học đã được trang bị hiện tại chưa thể đáp ứng được hoàn toàn như mong muốn đối với người giáo viên trực tiếp đứng lớp cùng với sự kỳ vọng của sinh viên thế hệ mới ngày nay.
Trong chương trình đào tạo khối ngành giáo dục sức khỏe có rất nhiều môn học cần thiết đến những mô hình trực quan để giảng dạy sinh viên. Tuy nhiên, trong khuôn khổ Hội thi và thời gian có hạn, nên nhóm tác giả chỉ chế tạo một mô hình làm đại diện trong giảng dạy môn Giải phẩu sinh lý Người, môn học mà hầu như tất cả sinh viên chuyên ngành y dược đều phải học, đồng thời độ khó và phức tạp của môn học cũng là một vấn đề cần phải quan tâm vì sự đa dạng về số lượng chi tiết và hình thái của các bộ phận cơ quan cơ thể người, điều mà bắt buộc các em sinh viên phải thuộc, hiểu và nhớ lâu. Những mô hình để dạy bộ môn Giải phẩu sinh lý người được nhà Trường cung cấp nói chung rất đẹp, đa tính năng, có thể dạy được đa số chương trình của các lớp hiện hành, phục vụ rất thiết thực trong công tác giảng dạy hiện nay. Tuy nhiên qua thực tiễn giảng dạy, nhóm tác giả đúc kết một số nhận xét như sau:
- Mô hình giải phẩu người hiện có giá thành rất cao. Khi học sinh,sinh viên học cần phải có sự hiện diện của giảng viên, trợ giảng, người quản lý mô hình, phòng thưc tập và kèm theo sách giáo khoa, giáo trình để tra cứu các chi tiết giải phẩu vì hiện tại các mô hình giải phẩu người bán trên thị trường và tại Trường của tác giả công tác không có ghi chú tên gọi các chi tiết trên mô hình.
Khi sinh viên cần ôn tập lại hoặc tự học luôn phải phụ thuộc vào người dạy, làm triệt tiêu tính độc lập tự học và sự hứng thú của học sinh, sinh viên.
Việc giảng thực hành thường chủ yếu dựa vào tranh ảnh.
Mô hình trực quan thường ít được sử dụng do giá thành cao không phù hợp với điều kiện kinh tế một số cơ sở đào tạo (Hình minh họa)
Từ nhận xét đó, qua quan sát và nghiên cứu các bài dạy trong chương trình đào tạo của khối ngành sức khỏe nói riêng và ngành giáo dục nói chung, nhóm tác giả có ý tưởng thiết kế một mô hình giảng dạy thông minh ứng dụng công nghệ 4.0 nhằm áp dụng dạy học ở chương trình. Từ đó, giúp các em học sinh, sinh viên có nhiều hứng thú trong học tập, tạo động lực thành lập thói quen tự học của các em thông qua mô hình thông minh do nhóm tác giả nghiên cứu.
Mô tả, nguyên lý của giải pháp
Mô tả: Giải pháp “Nghiên cứu chế tạo mô hình thông minh đa năng ứng dụng trong giảng dạy” (gọi tắt là Mô hình) hiển thị nội dung chi tiết bằng tiếng Việt và Tiếng Anh, phát ra tiếng nói và bài giảng mô tả chi tiết, cảm biến chạm. Mô hình sử dụng năng lượng sạc Pin 5V nên dễ dàng di chuyển khi giảng bài trên lớp, cổng kết nối USB 2.0 dễ dàng kết nối với các thiết bị khác, đầu ra âm thanh 3.5 khi cần phát âm thanh lớn. Tiết kiệm năng lượng điện. Vật liệu in 3D nhẹ, không độc hại môi trường. Linh kiện dễ tìm nên dễ dàng nhân rộng trong sản xuất ứng dụng đại trà.
Nguyên lý: Đây là mô hình giảng dạy tích hợp bộ nhớ, màn hình hiển thị, bộ phát âm thanh, bộ cảm biến một chạm và sử dụng nguồn 5v.
Để vận hành: Học sinh, sinh viên chỉ cần cung cấp nguồn điện mô hình, sau đó chạm tay vào một chi tiết nào đó trên mô hình mà sinh viên cần biết. Sau khi chạm, Mô hình sẽ hiển thị tên gọi của chi tiết mà sinh viên mong muốn biết trên màn hinh LCD bằng 2 ngôn ngữ (Tiếng Việt và Tiếng Anh), bên cạnh đó Mô hình còn tiếp tục phát ra âm thanh mô tả chi tiết đang chọn cho sinh viên, điều này giúp ích trong vấn đề học nhóm của sinh viên.
Mô hình đã ứng dụng trong giảng dạy bộ môn giải phẩu học tại Đại Học Y Hà Nội. Ứng dụng hướng dẫn sinh viên thực tập y khoa tại Bệnh viện quốc tế Becamex, Bình Dương.
Mô hình được sản xuất với chi phí thấp, linh kiện dễ tìm, dễ nhân rộng trong hệ thống Trường học tại Việt Nam. Tiết kiệm chi phí nhân lực trong việc quản lý sinh viên, tăng khả năng tự học cho học sinh, sinh viên. Có thể thiết lập Thư Viện Thông Minh cho học sinh sinh viên tự học, tăng khả năng hứng thú cho môn học, giảm tải số lượng giáo trình và sách giáo khoa góp phần tiết kiêm chi phí và bảo vệ môi trường.
Với ý tưởng yêu cầu mô hình dạy học “lên tiếng”, giảm bớt áp lực cho giảng viên trong giờ thực hành với lượng học sinh, sinh viên đông đảo. Đồng thời, mong muốn nâng cao tinh thần tự học cho các em nên nhóm tác giả đã tiến hành lồng ghép công nghệ điện tử và công nghệ tạo hình 3D vào trong một mô hình với các thông tin truyền tải đến các em đúng trong giáo trình giảng dạy chỉ với một lần chạm vào chi tiết tương ứng trên mô hình. Tương lai gần có thể tích hợp cả quyển giáo trình giải phẩu sinh lý người vào trọn trong một mô hình người.
Mô hình dự thi cũng là mô hình dạy học được chế tạo Demo (thử nghiệm) từ nhu cầu bức thiết trong thực tế quá trình giảng dạy và trước đây chưa có đơn vị nào thực hiện. Vì thời gian có hạn, nhóm tác giả chỉ có thể chế tạo 01 mô hình mẫu nhằm làm hiện thực hóa ý tưởng thành hiện thực để trình ban giám khảo hội thi xem xét cho ý kiến đóng góp xây dựng nhằm hoàn thiện trong tương lai gần. Hy vọng trong thời gian tới, giải pháp có thể được nhân rộng thêm nhiều mô hình trong các lĩnh vực khác và triển khai ứng dụng giảng dạy tại nhiều Trường trên cả nước.
Tuyết Mai