Trang chủ Công nghệ & Ứng dụng Công nghệ & Ứng dụng Ứng dụng công nghệ thực tế ảo trong hoạt động đào tạo

Ứng dụng công nghệ thực tế ảo trong hoạt động đào tạo

Giáo dục - đào tạo hiện đại đã và đang chuyển dịch từ sách, bút sang việc sử dụng các công nghệ tương tác giúp truyền đạt kiến thức. Thực tế ảo (hay còn gọi là thực tại ảo), một công nghệ đột phá trong vài năm trở lại đây đang được đưa vào ứng dụng trong ngành giáo dục trên thế giới và tại Việt nam đã bắt đầu khẳng định được hiệu quả của nó.

 Ý nghĩa của việc ứng dụng thực tế ảo trong đào tạo 

Thực tế ảo (Virtual Reality - VR) là một môi trường không gian ba chiều được giả lập bằng máy tính nhằm mô phỏng lại thế giới thực. Trong môi trường mô phỏng đó, con người có thể khám phá kịch bản ảo tương tự với kịch bản của thế giới thực, nghĩa là không chỉ quan sát quan sát mà còn có khả năng tác động và nhận phản hồi thời gian thực. 

Khi nghiên cứu các ứng dụng của VR, cần nhấn mạnh đến ba đặc điểm chính của công nghệ này, đó là tính tương tác (interactive), tính đắm chìm (immersion) và tính tưởng tượng (imagination). Tính tương tác là khả năng người dùng giao tiếp với hệ thống, cho phép họ điều khiển hoặc làm thay đổi trạng thái của môi trường ảo bằng hành động, lời nói, ánh mắt… Tính đắm chìm là cảm giác như đang có mặt trong thế giới ảo hoặc là một phần của thế giới ảo do máy tính tạo ra và hoà lẫn vào thế giới đó. Tính tưởng tượng liên quan đến việc giải quyết các vấn đề trong thế giới thực, chẳng hạn người dùng tưởng tượng như đang điều khiển các thiết bị y tế, quân sự,… Với những đặc tính như vậy, VR đã được những người làm trong ngành giáo dục nghiên cứu ứng dụng và thực sự đã mang đến những nét khác biệt cho công tác giảng dạy và học tập. 

VR giúp trình bày dữ liệu phức tạp theo cách trực quan, dễ tiếp cận. Sinh viên có thể tương tác với các đối tượng trong môi trường ảo để khám phá sâu hơn về chúng, điều này giúp người học vừa cảm thấy thú vị vừa dễ hiểu bài và ghi nhớ sâu hơn. Chẳng hạn, với môn thiên văn học, sinh viên có thể tìm hiểu hệ mặt trời bằng cách quan sát tiến trình hoạt động của các ngôi sao trong không gian ba chiều tương tác vật lý như “di chuyển” các hành tinh trong vũ trụ ảo. VR cũng thực sự hữu ích cho những môn học có tính trình diễn cao như: xây dựng, kiến trúc, du lịch, sinh học hay những môn cần tái tạo lại hình ảnh trong quá khứ như môn lịch sử. 

Bên cạnh đó, VR được ứng dụng rất hiệu quả trong việc mô phỏng các tình huống nguy hiểm hoặc rủi ro trong một môi trường có kiểm soát. Trong huấn luyện quân sự, VR giúp đào tạo các tân binh tiếp xúc với các công cụ, vũ khí an toàn hơn hoặc trải nghiệm qua các môi trường chiến đấu khác nhau. Năm 2011, Học viện huấn luận nhảy dù (căn cứ không quân Hoàng gia RAF Brize Norton, Anh) đã sử dụng thiết bị “virtual plunge” giúp học viên tập luyện các tình huống khẩn cấp nhưng không sợ gặp phải nguy hiểm như trong thực tế. Học viên sẽ mặc áo bảo hộ, đeo kính “thực tế ảo” và được treo lơ lửng trong thiết bị khi tiến hành tập luyện. Hay trong y học, VR được sử dụng để phát triển các mô phỏng phẫu thuật hay hình ảnh ba chiều của cơ thể con người có cơ chế phản hồi thông tin như một cơ thể sống, giúp học viên có thể tiến hành một ca phẫu thuật ảo giống hệt như một ca mổ thực. Điều này giúp học viên tự tin hơn so với việc thực hành trên bệnh nhân thật vì có thể tránh được tổn thương nếu có sơ suất xảy ra.

alt

Một lợi ích khác của VR là thúc đẩy mô hình đào tạo từ xa, một phương thức giáo dục hiện đại đang được nhiều nơi chú trọng phát triển do khắc phục hạn chế về ngăn cách địa lý và giảm được một lượng lớn chi phí do đi lại. Với VR, chỉ cần ngồi tại nhà và đeo kính VR, học viên sẽ có cảm giác như đang ngồi ngay tại lớp học, nghe giảng và tương tác thời gian thực với giáo viên. Ở một hình thức khác, cả lớp học sẽ được ngồi nghe giảng bởi một chuyên gia từ xa thông qua công nghệ ảnh ảo Hologram - công nghệ độc đáo cho phép tạo ra một ảnh 3 chiều trong không khí mà không cần đến màn hình máy chiếu hay bất cứ loại kính đeo chuyên dụng nào. Tuy nhiên, hình thức này hiện nay khá tốn kém và đòi hỏi cao về kỹ thuật nên chưa được áp dụng nhiều.

alt

Hiện nay, thiết bị VR được các nhà sản xuất chú trọng phát triển nhằm cải thiện những hạn chế trước đây, tăng khả năng ứng dụng thực tế. Kính VR chất lượng cao, không gây mệt mỏi sẽ tạo cơ hội cho các học sinh nhỏ tuổi tiếp cận công nghệ hiện đại này. Mới đây, trường tiểu học Newington Green (Anh) đã đưa mô hình đào tạo VR vào lớp học nhằm giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức học trên lớp. Newington Green đã mua 7 máy tính bỏ túi iPod Touch, 10 bộ kính VR, 10 bộ điều khiển bluetooth, và một số bộ sạc. Thiết bị này đã mở ra một phương pháp hoàn toàn mới, giúp học sinh có thể khám phá các địa điểm và tình huống mới trong những buổi học ở trường, kích thích trí tưởng tượng của học sinh. Các học sinh lớp 3 có thể khám phá các toà nhà ở Roma trong khi học sinh lớp 4 được học một bài học “dưới nước”.

alt

Thực tế ứng dụng công nghệ VR trong đào tạo của Việt Nam

Ở Việt Nam, công nghệ VR cũng đã bắt đầu được một số cơ sở đào tạo triển khai ứng dụng. Điển hình là Hệ thống mô phỏng huấn luyện bắn súng bộ binh (Trường bắn ảo) do Viện Công nghệ Mô phỏng - Học viện Kỹ thuật Quân sự nghiên cứu, thiết kế, chế tạo. Hệ thống được sử dụng để huấn luyện bắn và bắn kiểm tra súng bộ binh dựa trên công nghệ mô phỏng nhằm tăng cường kỹ năng ngắm bắn cho bộ đội trước khi thực hiện bắn đạn thật trên thao trường. Hệ thống mô phỏng các đối tượng mục tiêu, thực địa trong môi trường 3D, mô phỏng âm thanh, hình ảnh quá trình tương tác thực - ảo, mô phỏng hiện tượng giật của súng như khi bắn đạn thật. Bên cạnh việc tránh được những rủi ro, hệ thống này giúp giảm thời gian và chi phí huấn luyện trên vũ khí thật. Đồng thời việc huấn luyện thực hành không phụ thuộc vào thao trường và thời thiết, chỉ cần bố trí một phòng có kích thước 8m x 9m thay vì phải có thao trường với không gian có đủ khoảng cách tối thiểu 100m từ người bắn đến mục tiêu thật trên thực địa. Hiện nay, hệ thống Trường bắn ảo đã được triển khai trên 60 trung tâm, phục vụ huấn luyện cho bộ đội chủ lực, dân quân tự vệ và cả đối tượng học sinh, sinh viên và công chức nhà nước trong chương trình giáo dục Quốc phòng toàn dân. 

alt

Trương bắn ảo tại Học viện Kỹ thuật Quân sự (Ảnh do nhóm tác giả cung cấp)

Trong lĩnh vực y học, Khoa Y - Trường Đại học Duy Tân, Đà Nẵng đã áp dụng công nghệ VR để mô phỏng cơ thể ảo phục vụ công tác giảng dạy, học tập, nghiên cứu cho Bộ môn Giải phẫu. Mô hình mô phỏng các bộ phận chính của cơ thể con người như hệ xương, hệ cơ, hệ thần kinh, hệ tiêu hoá. Thông qua mô hình và hệ thống phần cứng điều khiển, tương tác, sinh viên làm quen với việc thực hành trên các thiết bị nội soi và thực hành giải phẫu thay vì học trực tiếp trên xác, tiêu bản hoặc tranh. Ông Lê Văn Chung, Giám đốc Trung tâm mô phỏng trực quan và giả lập (CVS) - Trường ĐH Duy Tân, chủ nhiệm công trình cho biết: “Hiện tại có 3 phiên bản: thứ nhất là phòng mô phỏng thực hành tại trường với chi phí đầu tư khá rẻ, chỉ khoảng 150 đến 200 triệu. Mỗi tiết thực hành có từ 25-30 bạn, được thực hành qua kính 3D. Thứ hai là phiên bản desktop, sinh viên có thể tự thực hành tại nhà và thứ ba là phiên bản mobile”. Ông Chung cũng chia sẻ thêm, mô hình này đã được triển khai tại trường từ 2 năm nay, sinh viên tuy còn bỡ ngỡ vì đang quen với cách học truyền thống nhưng các em rất hứng thú với công nghệ mới này. Hiện nay, nhà trường cũng đã tổ chức các lớp tập huấn cho giảng viên ở một số trường khác đến học tập để về triển khai cho trường. 

alt

Viện Công nghệ thông tin và truyền thông CDIT (Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông), một trong những cơ sở đi đầu trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ VR tại Việt Nam, đã xây dựng và đưa công cụ này vào hỗ trợ giảng viên giảng dạy môn kỹ thuật nhiếp ảnh và kỹ thuật quay phim. Mô hình này được áp dụng từ năm 2016 với việc mô phỏng lại các thiết bị thực tế dưới dạng thiết bị ảo có khả năng tương tác và chạy trên máy tính PC, cho phép sinh viên thực hành trước khi thao tác trên thiết bị thật. Ông Hà Đình Dũng, Phó trưởng Phòng Đa phương tiện (CDIT) cho biết: Việc ứng dụng công nghệ VR vào giảng dạy đã góp phần giải quyết hai vấn đề. Thứ nhất, giải quyết được tình trạng thiếu trang thiết bị thực hành cho sinh viên. Thứ hai, một lượng kiến thức cơ bản được số hoá vào trong ứng dụng do đó giáo viên không cần giảng đi giảng lại kiến thức mà chỉ tập trung giải thích, giải đáp những thắc mắc sinh viên nêu ra. Kết quả, buổi học hấp dẫn hơn, sinh viên hiểu bài hơn, đặc biệt kỹ năng quay phim và chụp ảnh cải thiện hơn trước. 

Ngoài các cơ sở đào tạo chính quy, mới đây Tổ hợp Công nghệ giáo dục Topica đã phát triển mô hình học tiếng Anh trực tuyến thông qua công nghệ video 360omột hình thức đơn giản của VR. Các giáo viên của Topica sẽ có mặt ở các địa danh nổi tiếng như Hollywood, Nhà trắng hay các show lễ hội và sử dụng camera 360 quay lại toàn bộ khung cảnh không gian 3 chiều ở đó trong khi dạy tiếng Anh. Học viên khi đeo kính 3D lên sẽ có cảm giác như đang xuất hiện tại bối cảnh thực, được du lịch và khám phá cùng giảng viên tiếng Anh của mình, do đó tăng sự hứng khởi cho học viên. Mô hình này mới được Topica ứng dụng từ tháng 3 năm 2017 nhưng đã có gần 200 lượt học viên đăng ký chờ trải nghiệm và số lượng chính thức tham gia học là 10 người. 

Như vậy có thể thấy, việc ứng dụng công nghệ VR đã mang đến phương thức đào tạo hoàn toàn mới mẻ, trực quan, sinh động; góp phần nâng cao chất lượng dạy và học; tiết kiệm chi phí và phòng tránh rủi ro khi thực hành trong một số tình huống. Tuy nhiên, đến nayviệc ứng dụng này còn chưa phổ biến, đặc biệt là ở Việt Nam do nhiều rào cản như nhận thức, nguồn nhân lực và trang thiết bị. Theo ông Hà Đình Dũng: “Việc xây dựng nội dung VR đòi hỏi đội ngũ phát triển ngoài kiến thức, kỹ năng lập trình tốt còn phải nắm được kiến thức sư phạm, phải hiểu người dùng thì mới có thể tạo ra sản phẩm đào tạo chất lượng”.

Bùi Thị Vân Anh

Tạp chí Tự động hóa Ngày nay số 194 (tháng 4/2017)


Newer news items:
Older news items:

 

Hỗ trợ online

Hỗ trợ Web
Mr Phương: 0988906030

Liên kết & Quảng cáo


 
 
 

logost new




 


 



Nhà tài trợ


Sửa biến tần

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết