Tác giả: Ths - Nguyễn Thái Cường
Bộ môn: Kỹ thuật Điện
Trong lĩnh vực giáo dục ở nước ta hiện này, cùng với phát triển của công nghệ thông tin, của cuộc cách mạng 4.0, bên cạnh các phương pháp giảng dạy truyền thống với các công cụ minh họa: vật thật, đồ dùng trực quan, các mô hình…đã xuất hiện thêm các công cụ tiên tiến: máy chiếu, phim ảnh… Đặc biệt với sự đầu tư trang thiết bị hiện đại: máy tính, các thiết bị điện tử, điện thoại thông minh… các phần mềm thực hành ảo ( phần mềm mô phỏng)hay các phương pháp minh họa bằng máy vi tính ngày càng trở nên quen thuộc.
Phần mềm thực hành ảo và ứng dụng của nó trong dạy học thực hành, đặc biệt trong dạy thực hành các học phần cơ sở, các học phần chuyên ngành điện – điện tử, và cũng là một hình thức thể hiện của phương pháp mô phỏng cũng đang là vấn đề thu hút sự quan tâm nghiên cứu trong lĩnh vực giáo dục. Nghiên cứu sử dụng các sản phẩm công nghệ thông tin, các phần mềm ứng dụng sẽ góp phần nâng cao chất lượng giáo dục - đào tạo, đưa khoa học kỹ thuật và nền giáo dục Việt Nam tiến gần hơn với nền tri thức của thế giới. Tuy nhiên, để giải quyết được bài toán sử dụng và ứng dụng các phần mềm thực hành ảo để mô phỏng trong dạy và học đòi hỏi phải có sự quan tâm của tất cả các thành phần liên quan. Trong đó, để hài hòa cả hai mặt kỹ thuật và chất lượng sư phạm, thì vấn đề nên hay không nên sử dụng phần mềm thực hành ảo đã thực sự trở thành một vấn đề đáng được quan tâm nghiên cứu để đưa ra lời giải hợp lý.
Có thể nói phần mềm thực hành ảo hay thực hành thật đều được xếp vào loại thí nghiệm thực hành trực quan, cùng làm sáng tỏ lý thuyết, gây hứng thú cho người học, làm cho người học nhận thức vấn đề rõ ràng hơn, sâu sắc hơn. Tuy nhiên, mỗi cách đều có ưu nhược điểm riêng. Có thể đưa ra một số điểm cơ bản để so sánh ưu, nhược điểm giữa phần mềm thực hành ảo và thực hành thật.
-
Về thời gian, địa điểm: Thực hành thật thường được bố trí ở các địa điểm cố định, dạy và học ở những khung giờ theo tiến độ học tập được ban hành. Phần mềm thực hành ảo người học có thể học theo thời gian và nhịp độ của riêng mình. Nó giúp người học nghiên cứu, chuẩn bị và thực hiện các bài thực hành tại bất cứ đâu và bất cứ lúc nào tùy theo nhu cầu. Vì tất cả các phần mềm thực hành ảo đều có thể truy cập thông qua internet hoặc qua hình thức offline, chúng cung cấp cho người học quyền truy cập không hạn chế vào nền tảng bất cứ khi nào họ muốn. Người học cũng có thể truy cập phần mềm thực hành ảo trên bất kỳ thiết bị nào từ bất kỳ vị trí nào, điều này khiến chúng không thể thiếu cho việc học tập từ xa.
-
Về trang thiết bị: Thực hành thật thường được đầu tư trang thiết bị một lần và được bổ sung, sửa chữa hàng năm. Tuy nhiên, trong thời đại công nghiệp hiện nay công nghệ thay đổi liên tục việc bổ sung sửa chữa đó khó có thể đáp ứng được sự thay đổi. Các phần mềm thực hành ảo mang đến khả năng tiếp cận công nghệ tối tân nhất phục vụ cho việc thực hành cho người học. Người học không cần phải mua những thiết bị lỗi thời cho một phần mềm thực hành ảo vì phần mềm công cụ có thể được tạo ra dù cho các công cụ thật đắt đỏ hoặc hiện đại thế nào.
-
Về chi phí: Trên thực tế giảng dạy, với các nội dung môn học cụ thể, việc lựa chọn sử dụng mô hình hợp lý sẽ thu được hiệu quả tương đương với việc sử dụng vật thật. Mặc dù vậy, để chế tạo hoàn chỉnh một mô hình cụ thể đảm bảo các yêu cầu thay mặt được cho nguyên hình thông thường là khá phức tạp và tốn kinh phí. Do đó, mô hình chỉ được sử dụng trong trường hợp không có phương tiện nào khác để thay thế. Các phần mềm thực hành ảo ít tốn kém hơn nhiều so với các phòng thực hành truyền thống. Một nền tảng phần mềm thực hành ảo duy nhất có thể giúp toàn bộ trường học hoặc cơ sở giáo dục mà họ không cần phải chi một lượng lớn tài nguyên cho thiết bị, bảo quản và bảo trì thiết bị. Nhiều phần mềm thực hành ảo còn được cung cấp miễn phí.
-
Về an toàn: Người học có thể thử nhiều loại thực hành khác nhau trong phần mềm thực hành ảo mà không có nguy cơ tự gây thương tích, điện giật hoặc làm hỏng thiết bị... Chúng cũng có thể thử nghiệm một số tình huống, so sánh chúng và xác định xem cái nào là hiệu quả nhất mà không thực sự thực hiện nó trong thực tiễn. Được thiết kế bằng công nghệ mới nhất, phần mềm thực hành ảo giúp bảo vệ người học khỏi những nguy cơ liên quan đến việc tiến hành các thực hành nguy hiểm trong phòng thực hành thật. Ngoài ra, nó cũng loại bỏ yêu cầu đối phó với các hóa chất độc hại, phóng xạ và các mối nguy hiểm khác và cung cấp một cách hiệu quả để tránh các tai nạn trong phòng thực hành thật.
-
Về khả năng thu hút, sáng tạo của người học: Việc xem các bài thuyết trình và nghe bài giảng về các thực hành có thể trở nên nhàm chán đối với người học. Phần mềm thực hành ảo giúp người hướng dẫn thu hút sự chú ý của người học bằng cách giúp chúng kiểm tra tất cả các quy trình đó trong một thiết lập một cách dễ dàng. Người học có thể tiến hành cùng một bài thực hành nhiều lần để đảm bảo rằng hoàn toàn hiểu rõ lý thuyết. Một ưu điểm chính của phần mềm thực hành ảo là nó giúp người học tái tạo lại các thực hành thực tế. Không giống như một phòng thực hành thật, trong các phần mềm thực hành ảo, các bài thực hành không chỉ có một cơ hội lựa chọn duy nhất. Người học có thể phân tích sai lầm của mình, tìm ra chỗ sai và thử lại bài thực hành nhiều lần. Vì tất cả các kết quả thực hành đều được ghi lại, nên việc theo dõi thông tin liên lạc giữa người học và giảng viên trở nên hiệu quả hơn. Không giống như phòng thực hành thật, trải nghiệm của một người học tham dự các phần mềm thực hành ảo là một trải nghiệm cá nhân. Trải nghiệm cá nhân của mỗi người là duy nhất và đặc trưng bởi quỹ đạo học tập của người. Điều này cho phép người học tìm hiểu cách thiết lập phòng thực hành với sự tương tác cá nhân và sự sáng tạo của riêng mình
Như vậy, có thể thấy khá nhiều ưu điểm của các phần mềm thực hành ảo so với thực hành thật. Tuy nhiên, bên cạch đó nó còn có các nhược điểm như: khó có thể chọn được hết các phần mềm mô phỏng phù hợp hết hoạt động của vật thật, sự phối hợp nhóm giữa người học còn hạn chế, các hình ảnh của vật trên các phần mềm không thể hiện hết được tính năng, cấu tạo…và đặt biệt quan trọng đó là thực hành trên vật thật giúp hình thành kỹ năng, kỹ xảo trong khi đó, các phần mềm thực hành ảo còn hạn chế rất nhiều. Từ sự phân tích trên cho thấy các phần mềm thực hành ảo không thể thay thế cho thực hành thật mà chỉ nên sử dụng ở một số trường hợp cụ thể sau:
-
Trong điều kiện dịch bệnh không thể đến phòng thực hành thật ví dụ đợt dịch COVID vừa qua.
-
Trong điều kiện trang thiết bị thực hành đắt không thể mua sắm cho thực hành thật.
-
Trong điều kiện tự học: trước, sau, ngoài giờ thực hành thật.
-
Trong những thực hành nguy hiểm và độc hại.
-
Trong những thực hành không đòi hỏi hình thành kỹ năng, kỹ xảo của người học.
Kết luận: Với bối cảnh giáo dục luôn thay đổi, giáo dục đại học nói riêng và ngành giáo dục nói chung luôn tìm tòi những cách thức mới để cải thiện quy trình học tập, phương pháp dạy và học. Phần mềm thực hành ảo là nguồn tài nguyên kỹ thuật số tuyệt vời giúp bổ trợ cho quá trình dạy và học nhưng nó không thể thay thế cho thực hành thật mà nó chỉ nên được dùng trong một số trường hợp cụ thể như đã nêu ở trên.