Trong thời đại cách mạng công nghệ (CMCN) 4.0, giáo dục đang có những đổi mới trong phương pháp kết hợp với công nghệ mới. Trong đó, thực tế ảo (virtual reality - VR) mang đến cho học sinh, sinh viên những cách tiếp cận mới mẻ, dễ tiếp thu và ứng dụng bài học một cách hiệu quả hơn.

Thực tế ảo là môi trường mô phỏng thế giới thực. Nó được giả lập bởi con người và trong môi trường đó mọi hình ảnh, cơ chế hoạt động đều tác động trực tiếp tới mọi giác quan của con người, giúp người trải nghiệm có thể thực hiện những thao tác như tiến, lùi, quay trái, phải để có được những góc nhìn chân thật nhất đem lại những trải nghiệm thực tế ảo ấn tượng.

Công nghệ VR cung cấp ba đặc tính cơ bản:

Tính tương tác tức thời - máy tính có thể nhận biết được tín hiệu thao tác của người dùng trong thế giới thực để ngay lập tức mô phỏng và thực hiện những thao tác đó trong thế giới ảo;

Tạo cảm giác đắm chìm - người sử dụng sẽ cảm thấy bản thân như trở thành một phần của thế giới ảo;

Tính tương tác giữa thực và ảo - người sử dụng có thể di chuyển độc lập trong thế giới ảo và có thể tương tác với các đối tượng ảo trong thế giới đó. Với những đặc tính này, công nghệ thực tế ảo giúp xóa bỏ những hạn chế về thời gian và không gian trong trải nghiệm thực tế ảo của người dùng.

Ứng dụng thực tế ảo vào lĩnh vực giáo dục - xu hướng mới trong kỷ nguyên 4.0

Đào tạo sử dụng công nghệ VR thường được biết đến là quá trình học tập trong môi trường giả lập hoặc nhân tạo. VR được ứng dụng nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo vì những ưu điểm của nó, nhất là trong các lĩnh vực y tế, kỹ thuật, quân sự, văn hóa, du lịch, nghiên cứu khoa học, vũ trụ và không gian… 

Trên thực tế, trong một số lĩnh vực giáo dục, việc cung cấp cho sinh viên môi trường học tập với những cơ hội thực hành cần thiết để phát triển đầy đủ các kỹ năng thực tế cũng là một thách thức lớn đối với hệ thống giáo dục, đặc biệt là đối với các chương trình yêu cầu sử dụng phòng thí nghiệm.

Như một xu thế tất yếu trong bối cảnh công nghệ phát triển mạnh mẽ, các nhà giáo dục đang bắt đầu dựa vào mô phỏng VR để phát triển trải nghiệm học tập. Ứng dụng công nghệ VR trong giảng dạy nói chung, dạy kỹ thuật nói riêng cung cấp cho người học một nền tảng học tập mới và hiệu quả hơn so với các phương pháp dạy học truyền thống.

Ứng dụng công nghệ VR mang lại cho học sinh, sinh viên cách tiếp cận thực tế, dễ hiểu, phong phú và hấp dẫn hơn nhiều so với việc cung cấp thông qua sách, trang web hoặc thậm chí video. Các tiết học trở nên sinh động và cụ thể hơn. Người học sẽ được tương tác và tiếp cận với môi trường ảo để khám phá sâu rộng, hiểu rõ hơn về chúng, điều này giúp người học vừa cảm thấy thú vị vừa dễ hiểu bài và ghi nhớ sâu hơn.

Ví dụ trong môn sinh học, học sinh có thể quan sát các phân tử và quá trình nhập – tách. Hoặc có thể dễ dàng nhớ được các sự kiện lịch sử, các mốc lịch sử quan trọng. Hay hiểu rõ hơn về không gian vũ trụ, dải ngân hà,…

Học viên học sửa chữa có thể trực tiếp thực hành trên máy tính hay điện thoại và không cần dùng nhiều máy móc. Nhờ vậy sẽ tiết kiệm được kinh phí mà vẫn có thể dễ dàng tiếp thu bài học. Do các chi tiết máy móc được số hóa 3D kết hợp cùng VR. Bởi vậy người học có thể thực hành bất cứ lúc nào.

Bên cạnh đó, ở bộ môn quốc phòng công nghệ VR cũng được ứng dụng rất nhiều trong việc mô phỏng các tình huống nguy hiểm hoặc rủi ro trong môi trường kiểm soát. Huấn luyện dựa trên VR cung cấp cho các binh sĩ kinh nghiệm có thể vận hành vũ khí.

Như một công ty của Mỹ Flame Systems cũng đang khai thác sức mạnh của công nghệ VR để giúp huấn luyện các nhân viên cứu hỏa của mình một cách an toàn và hiệu quả hơn về cả chất lượng và chi phí. Theo mô phỏng VR tạo ra cho các bạn sinh viên một số tình huống trong một nhà bếp rực lửa, tại hiện trường vụ rò rỉ xe tăng propane và nhìn thấy một vụ cháy máy bay,… Mô phỏng được điều khiển bằng máy tính thậm chí bao gồm một mô hình lửa giả tạo áp lực giật lại tương tự như thực tế.

Có thể thấy ứng dụng VR trong ngành giáo dục đã đem đến nhiều phương thức đào tạo hoàn toàn mới mẻ, trực quan, sinh động giúp việc học cũng trở nên thú vị hơn nhiều, đồng thời cũng tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng học tập của học sinh và sinh viên.

Ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào đào tạo y học

Trong các bộ môn y khoa, công nghệ VR được ứng dụng nhiều trong quá trình mô phỏng phẫu thuật hay hình ảnh ba chiều của cơ thể người. Tất cả các chi tiết sẽ được tái hiện một cách chân thật nhất giúp các sinh viên có thể hiểu và thực hiện được một ca phẫu thuật ảo hoàn toàn giống thật. Điều này vừa giúp học viên tự tin hơn so với việc thực hành vừa giảm được tổn thất không mong muốn nếu lỡ sơ suất.

Công nghệ VR đang mở rộng cách thức tiến hành các chương trình đào tạo trong lĩnh vực y tế. Nhiều trường học và bệnh viện đã bắt đầu sử dụng các chương trình đào tạo ảo để đào tạo bác sĩ, y tá và nhân viên y tế.

Một trải nghiệm nhập vai có thể truyền cảm hứng hơn nhiều so với hình thức đào tạo truyền thống. Các buổi đào tạo sử dụng VR giúp học viên ghi nhớ sâu những kiến thức thu được, nắm rõ chi tiết, trực quan hóa các quy trình thực hiện phẫu thuật mà họ đã được học trong lý thuyết.

Đối với người mới bắt đầu, đào tạo ứng dụng công nghệ VR là một cách tốt để nghiên cứu lớp giải phẫu của con người theo từng lớp và cơ học của cơ thể con người. Mặt khác, VR cung cấp khả năng tương tác, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn nhiều về các chức năng cơ thể mà các bài giảng lý thuyết không mang lại được.

Như Walter Garcia - một sinh viên phải hoàn thành bằng kỹ thuật về giáo dục điều dưỡng trong bối cảnh dịch bệnh COVID-19. Tám tháng trước khi anh tốt nghiệp, trường đại học của anh đóng cửa chuyển sang hình thức học trực tuyến và hướng dẫn ảo. Walter không gặp vấn đề gì khi truy cập vào máy tính và Internet để tham gia các khóa học trực tuyến của mình.

Tuy nhiên, khi đó Walter đã rất lo ngại vì anh cho rằng mình sẽ phải bỏ lỡ các lớp học quan trọng, có tính chất thực tế, nhằm mục đích phát triển kỹ năng kỹ thuật về việc phân loại bệnh nhân và sơ tán khẩn cấp. Làm thế nào anh ta có thể phát triển những kỹ năng này bằng cách sử dụng WebEx (phần mềm học trực tuyến) hoặc đọc sách hướng dẫn? Walter rất lo lắng về việc phải hoàn thành chương trình học của mình với những lỗ hổng về kỹ năng trong những lĩnh vực quan trọng này.

May mắn thay, giáo viên phòng thí nghiệm của anh, William O’Donovan, một người rất hiểu biết về công nghệ và đã tìm hiểu về một ứng dụng VR được ngành y tế sử dụng phát triển các kỹ năng kỹ thuật cho y tá để ứng phó với các trường hợp y tế khẩn cấp. Sau khi có sự đồng ý của hiệu trưởng trường điều dưỡng, William đã mua kính thực tế ảo và xin giấy phép cho phép sinh viên của mình truy cập vào trình mô phỏng cấp cứu y tế nhập vai này.

Sau khi trải qua một khóa đào tạo về sử dụng công nghệ, sinh viên sẽ được cấp quyền truy cập vào khóa học ảo này. Khóa học có thể được thực hiện tại một phòng được chỉ định trong thư viện của trường đại học hoặc sinh viên có thể mượn kính thực tế ảo và thử trải nghiệm mô phỏng này ở nhà. Thông qua trình mô phỏng, cuối cùng Walter đã có thể vào một phòng cấp cứu ảo và trực tiếp trải nghiệm với các trường hợp cấp cứu - mô phỏng tình huống thực tế một cách sinh động.

Rõ ràng, trong bối cảnh hệ thống chăm sóc sức khỏe toàn cầu đang thiếu vô số chuyên gia được đào tạo bài bản, việc sử dụng công nghệ VR trong y tế sẽ là giải pháp cách mạng hóa giáo dục và đào tạo phẫu thuật hiệu quả, nhất là ở các nước đang phát triển khan hiếm nguồn lực chất lượng và điều kiện cơ sở vật chất.

Một số nghiên cứu cho thấy mô hình đào tạo sử dụng công nghệ VR đạt hiệu quả cao hơn so với đào tạo truyền thống trong việc phát triển các kỹ năng cho sinh viên.

Đào tạo ứng dụng thực tế ảo có thực sự thành công trong phát triển kỹ năng của học viên?

Một nghiên cứu gần đây, được hỗ trợ bởi Quỹ Đối tác Ngân hàng thế giới Hàn Quốc, đã cung cấp một đánh giá có hệ thống về việc đào tạo ứng dụng công nghệ VR có thể phát triển thành công các kỹ năng của sinh viên trong các lĩnh vực giáo dục với việc xem xét 92 thí nghiệm khác nhau.

Hầu hết các thí nghiệm được thực hiện trong các môi trường giáo dục đại học với những chủ đề liên quan đến sức khỏe, an toàn, các phòng thí nghiệm ảo dành cho kỹ sư, khoa học và giáo dục kỹ thuật.

Kết quả nghiên cứu cho thấy trung bình, đào tạo sử dụng công nghệ VR đạt hiệu quả cao hơn so với đào tạo truyền thống trong việc phát triển các kỹ năng kỹ thuật, thực hành và cảm xúc xã hội của sinh viên.

Đối với mỗi giờ đào tạo bổ sung, sinh viên được học tập trong môi trường sử dụng công nghệ VR đạt điểm cao hơn 3% trong các bài đánh giá học tập so với sinh viên học tập với cùng một nội dung chương trình giảng dạy thông qua các phương pháp đào tạo truyền thống.

Những sinh viên hoàn thành khóa đào tạo ứng dụng VR cho thấy mức độ tự tin và hiệu quả đối với việc học của bản thân cao hơn 20% sau khi hoàn thành khóa học của mình.

Mô hình đào tạo ứng dụng công nghệ VR có xu hướng trở thành một mô hình đào tạo hiệu quả để phát triển kỹ năng cho sinh viên và đã được chứng minh đó là một công cụ có giá trị cho những sinh viên như Walte. Sau khi hoàn thành khóa học, Walter đã nhận được một lời mời làm việc hỗ trợ phòng cấp cứu tại bệnh viện địa phương, nơi anh ấy chắc chắn sẽ gặp phải những tình huống tương tự như những gì anh ấy đã trải nghiệm khi tham gia khóa đào tạo ứng dụng công nghệ VR trước đó.

Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đánh giá tác động của mô hình đào tạo sử dụng VR đối với việc học được thực hiện ở các nước thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD), đặc biệt là ở Mỹ, Vương quốc Anh và Canada - những quốc gia có nền kinh tế phát triển. Do đó, kết quả này có thể sẽ không khả thi trong tất cả các cơ sở giáo dục vì một số yếu tố cần thiết để mô hình đào tạo này thành công như kết nối, sự sẵn có của thiết bị và CNTT, kỹ năng cần thiết về công nghệ của giáo viên và sinh viên không phải lúc nào cũng được đảm bảo tại các cơ sở giáo dục ở những nước đang phát triển.

Do đó, trong tương lai, điều quan trọng là phải tiếp tục đánh giá những ưu và nhược điểm của việc sử dụng công nghệ VR trong giảng dạy cho các đối tượng khác nhau cũng như tính hiệu quả về chi phí và khả năng mở rộng của nó.

Tâm An (WEF, tourzy.vn)