Công nghệ thực tế ảo (AR) đang góp phần chuyển đổi nền giáo dục tương lai. Hãy cùng tìm hiểu cách AR tạo ra những trải nghiệm mới trong học tập như thế nào trong bài viết sau đây.

Bảng đen, phấn trắng, sách vở có lẽ đã trở thành hình ảnh quen thuộc gắn liền với môi trường giáo dục. Tuy nhiên, ngày nay, những hình ảnh này đã có một chút khác biệt bởi vì các viện giáo dục đã bắt đầu sử dụng máy tính bảng, kính thông minh, hình ảnh 3D trong quá trình giảng dạy trên toàn cầu.

Công nghệ đã thay đổi phương pháp giảng dạy như thế nào? Cụ thể, thực tế tăng cường (AR - Augmented Reality) được ứng dụng giáo dục đang biến một lớp học bình thường trở thành trải nghiệm hấp dẫn hơn bao giờ hết.

1. Thực tế ảo tăng cường là gì?

Thực tế ảo tăng cường (AR) là sự tích hợp thông tin kỹ thuật số với môi trường của người dùng trong thời gian thực. Người dùng AR trải nghiệm môi trường kỹ thuật số trong thế giới thực bằng cách phủ lên quang cảnh thực tế một số vật thể ảo do máy tính tạo ra.

AR cung cấp yếu tố hình ảnh, âm thanh và những thông tin giác quan khác cho người dùng thông qua những thiết bị như điện thoại thông minh, kính thực tế ảo tăng cường. Những yếu tố này mang đến trải nghiệm đan xen, thay đổi nhận thức của người dùng về thế giới thực. Những yếu tố ảo có thể được thêm vào hoặc che phủ hoàn toàn môi trường thực tế.

Xem thêm bài viết: Thực tế tăng cường là gì? Ứng dụng AR trong thực tiễn

2. Công nghệ thực tế ảo giải quyết thách thức học tập trực tuyến

Các trường học và trường đại học trên toàn thế giới đã phải chuyển sang chế độ học tập trực tuyến (online) trong đợt bùng phát đại dịch virus corona (COVID-19). Trước đó, công nghệ giáo dục đã có sự phát triển cao. Năm 2019, các khoản đầu tư vào công nghệ giáo dục toàn cầu đạt 18,66 tỷ đô la Mỹ.

Học trực tuyến mang lại hiệu quả rõ rệt theo một số cách. Nghiên cứu nói rằng sinh viên ghi nhớ nhiều hơn 25-60% tài liệu khi học trực tuyến so với chỉ 8-10% khi học trực tiếp tại lớp học.

Hiệu quả của e-learning (học tập trực tuyến) khác nhau giữa các nhóm tuổi. Ở độ tuổi quá nhỏ, trẻ em rất dễ bị phân tâm. Để giúp trẻ nhỏ thật sự nhập tâm vào môn học, cần có những giải pháp hấp dẫn. Ví dụ, với toán học, các mô hình 3D có hình dạng khác nhau giúp việc giải thích cách tính diện tích và chu vi hiệu quả hơn nhiều so với những gì trẻ học trong lớp học trực tuyến - hạn chế tương tác.

Trải nghiệm học tập với công nghệ thực tế tăng cường không chỉ giúp người học dễ dàng tiếp thu kiến thức mà còn giúp họ có động lực nhờ biến trải nghiệm học tập trở nên thú vị hơn.

Thực tế tăng cường biến các môn học trở nên thú vị hơn bao giờ hết - Ảnh: Internet

3. Ứng dụng thực tế ảo trong giáo dục

AR trong giáo dục - Tổng quan thị trường

Phương pháp giảng dạy ngày càng được số hóa. Ngành công nghệ giáo dục dự kiến ​​sẽ đạt 680,1 tỷ USD vào năm 2027 - tăng trưởng với tốc độ hàng năm là 17,9%. Và AR, xu hướng công nghệ quan trọng trong giáo dục hiện nay, đang dẫn đầu. Từ việc giúp học sinh, sinh viên dễ dàng tiếp thu thông tin đến dạy các em kỹ năng tương tác, các trường học thực tế ảo đang thay đổi lớp học truyền thống.

Để đạt được điều này và tăng thêm giá trị cho trải nghiệm giáo dục, trường học AR đang thay đổi, xây dựng và phát triển chương trình học mới, cũng như đưa vào sử dụng các công cụ thông minh như sách bài tập hỗ trợ AR, bản đồ ảo, sách tô màu 3D,...

Ứng dụng thực tế tăng cường trong giáo dục như thế nào?

Để hiểu thực tế tăng cường hoạt động như thế nào trong giáo dục, trước tiên hãy khám phá các thiết bị chính dành cho AR.

• AR trên thiết bị di động (Bao gồm cả điện thoại thông minh và máy tính bảng): Các thiết bị di động thông minh ngày nay được trang bị ống kính máy ảnh chất lượng cao và kết nối internet mang đến trải nghiệm tốt với thực tế tăng cường.

• Thiết bị gắn trên đầu: Đây là một loại màn hình nhỏ đeo trên đầu. Nó có một màn hình quang học nhỏ ở phía trước mặt hoặc mỗi mắt nhằm cung cấp trải nghiệm nhập vai. Ví dụ: Microsoft HoloLens.

• Kính thông minh: Chúng là thiết bị đeo nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng có tác dụng tương tự thiết bị gắn trên đầu. Google Glass là một ví dụ.

Với sự trợ giúp của máy ảnh hoặc thiết bị gắn trên đầu, giải pháp AR sẽ ghi lại một phần môi trường thật. Nó quét hình ảnh thực tế để xác định điểm cần phủ thông tin bổ sung. Khi giải pháp AR xác định một điểm, nó sẽ yêu cầu nội dung được xác định trước để phủ lên. Sau đó, giải pháp tạo thành một hình ảnh hoàn chỉnh bao gồm môi trường trong thế giới thực và dữ liệu AR.

Để hoạt động trơn tru, mọi giải pháp thực tế tăng cường đều yêu cầu tối thiểu các thành phần sau:

• Máy ảnh: Máy ảnh cảm biến chiều sâu để ghi lại thông tin hình ảnh đối tượng hoặc địa điểm thực tế hiện có.

• Công cụ đăng ký: Bao gồm cảm biến chuyển động và gia tốc kế cho phép máy tính xác định vị trí của thông tin cảm giác.

• Thị giác máy tính: AR yêu cầu các thuật toán học máy (ML - Machine learning) để lấy một hình ảnh từ thế giới bên ngoài và diễn giải nó. Thuật toán ML, bằng cách thêm nét sáng tạo vào thông tin sẵn có sẽ mang lại trải nghiệm AR phong phú cho người dùng.

• Thiết bị xuất: Thiết bị hiển thị nơi người dùng có thể xem kết quả.

Kính thực tế tăng cường giúp trải nghiệm học tập chân thực hơn - Ảnh: Internet

4. Tại sao nên kết hợp AR vào giáo dục

AR trong giáo dục mang đến cho học sinh cơ hội nâng cao hiểu biết về các môn học khác nhau. Sự tương tác mà các giải pháp AR mang lại được chứng minh là làm tăng khả năng ghi nhớ những gì đã học. Hãy cùng tìm hiểu những lý do chính tại sao ứng dụng thực tế tăng cường trong giáo dục lại có lợi.

Học nhanh

Một học sinh tập trung chú ý vào tài liệu học tập có khả năng học nhanh hơn. Công nghệ AR, bằng cách làm cho việc học trở nên hấp dẫn, giúp tăng cường sự tập trung và do đó cho phép học nhanh hơn.

Ứng dụng AR có tính năng hiển thị thông tin khi người dùng hướng camera của điện thoại về phía một đối tượng. Chẳng hạn, nếu học sinh hướng máy ảnh vào một loại rau, họ có thể đọc thông tin dinh dưỡng trên màn hình. Bằng cách hiển thị thông tin bổ sung ngay bên cạnh đối tượng, học sinh thu thập thông tin đó nhanh hơn và lưu giữ thông tin đó trong một thời gian dài hơn.

Bên cạnh đó, AR giúp một số khái niệm khó tái tạo trở nên dễ hình dung hơn. Ví dụ, việc giới thiệu hệ mặt trời thông thường khó khăn và không thực tế. Trong trường hợp này, AR mang lại trải nghiệm tương tác cho sinh viên bằng cách tạo mô hình 3D của hệ mặt trời. Do đó, bằng cách nâng cao trải nghiệm học tập, thực tế tăng cường trong giáo dục có khả năng thúc đẩy đáng kể việc học nhanh.

Hình ảnh 3D thông qua máy tính bảng hỗ trợ AR - Ảnh: Internet

Tăng tính tương tác

Giáo dục đang thay đổi liên tục. Học sinh ngày nay không còn phải ngồi nhiều giờ đồng hồ để ghi chép những gì giáo viên nói. Các bài học trên lớp đã trở nên tương tác hơn.

Theo Trường Y khoa Đại học Stanford: “Học tập tương tác tích cực thu hút học sinh tìm hiểu tài liệu. Nó tiếp thêm sinh lực trong lớp học cho cả sinh viên và giảng viên. Bài giảng được chuyển thành cuộc thảo luận, học sinh và giáo viên trở thành đối tác trên hành trình tiếp thu kiến ​​thức.”

Các buổi học tương tác kết hợp AR giúp học sinh kết nối với bài học và thành viên khác trong nhóm nhanh chóng, lưu giữ được nhiều thông tin. Ví dụ: Giáo viên có thể làm cho các bài học nghệ thuật trở nên tương tác hơn bằng cách đưa học sinh đến bảo tàng hỗ trợ AR, nơi các em không chỉ xem tranh mà còn có được thông tin về họa sĩ, ý nghĩa tác phẩm,...

Mô phỏng 3D làm cho các lớp học trở nên sinh động hơn rất nhiều so với phương pháp học tập truyền thống.

Kích thích nhiều giác quan

Chúng ta học theo những cách khác nhau: Đọc, nghe, nhìn hình ảnh,... Ngày nay, giáo viên đang áp dụng cách tiếp cận đa giác quan để làm hiệu quả quá trình tiếp thu kiến thức.

Học tập đa giác quan cho phép học sinh suy nghĩ theo nhiều chiều hướng. Nó cải thiện trí nhớ, sự tập trung và thúc đẩy tư duy phản biện. Bộ não con người đã tiến hóa để học hỏi và phát triển trong một môi trường đa giác quan. Tâm trí của chúng ta hoạt động tốt nhất khi chúng ta nhìn thấy một đối tượng cụ thể và đồng thời nghe thấy âm thanh.

Dựa trên cơ chế của não bộ, ứng dụng AR kết hợp hình ảnh trực quan với âm thanh. Điều này làm tăng khả năng tiếp thu các khái niệm, kiến thức mới.

5. Một số ví dụ về AR được ứng dụng trong giáo dục thông minh

Ứng dụng AR với trẻ em

Thời thơ ấu là thời điểm quan trọng để phát triển các kỹ năng cốt lõi. Các hoạt động hoặc trò chơi AR tương tác rất có lợi ở giai đoạn này. Dưới đây là một số lợi ích chính mà ứng dụng AR mang lại cho trẻ em:

• Mang lại trải nghiệm học tập tương tác và nhập vai thông qua các trò chơi.

• Cải thiện khả năng khám phá những điều mới, tăng cường khả năng sáng tạo.

• Tăng động lực để học mỗi ngày nhờ cung cấp trải nghiệm thú vị.

• Tăng tính tương tác nhờ học nhóm hiệu quả.

Ứng dụng AR giúp trẻ nhỏ học tập nhanh chóng hơn - Ảnh: Internet

Ứng dụng AR trong các môn học

AR cho phép sinh viên hình dung và tương tác với các khái niệm khó hiểu, từ đó nâng cao trải nghiệm học tập. Một số lợi ích của việc sử dụng các ứng dụng thực tế tăng cường trong việc giảng dạy các môn học:

• Những mô hình học tập sống động giúp học sinh hiểu rõ về các khái niệm.

• Tài liệu học tập hỗ trợ AR giúp cải thiện và tăng cường trí nhớ.

• Các bảng tính hỗ trợ AR làm cho bài tập về nhà hấp dẫn hơn.

• Thực hành các thí nghiệm khoa học an toàn hơn.

• Học sinh có cơ hội vận dụng kiến ​​thức đã học để giải quyết vấn đề.

Ví dụ, sử dụng AR trong môn hóa học giúp học sinh khám phá các nguyên tố và phản ứng xảy ra. Trước tiên, cần chuẩn bị các mô hình khối phần tử, sau đó giữ chúng trước camera của thiết bị để xem các yếu tố này trong thực tế tăng cường.

Nhờ việc quan sát trực quan hơn, học sinh sẽ có thể theo dõi cấu tạo phần tử và phương trình hóa học đại diện cho phản ứng.

Ứng dụng AR để tự học

Hiện nay, học sinh hoàn toàn có thể học bên ngoài lớp học. Học từ xa đã trở nên hiệu quả hơn với các tài liệu học tập hỗ trợ AR. Học sinh Việt Nam có thể tự học tiếng Anh với sự trợ giúp của thực tế tăng cường. 

Một ví dụ thường gặp Google dịch. Ứng dụng này của Google có “chế độ AR”, cho phép người dùng học ngoại ngữ trong thời gian thực. Bạn có thể tra từ ngay lập tức mà không cần nhiều cuốn từ điển các ngôn ngữ khác nhau.

AR trong huấn luyện quân sự

Trước đây, quân đội đã triển khai công nghệ AR để tạo lớp phủ thời gian thực cho phi công lái máy bay chiến đấu. AR biến các khái niệm chiến tranh thành hiện thực. Mặc dù AR không thể thay thế hoàn toàn phương pháp đào tạo truyền thống, nhưng các giải pháp AR giúp giảm bớt chi phí thiết bị và không có rủi ro. Hãy cùng tìm hiểu một số diễn biến gần đây trong lĩnh vực này.

Môi trường huấn luyện tổng hợp với sự trợ giúp của AR và thực tế ảo (VR - Virtual reality), giúp huấn luyện binh lính theo cách thực tế hơn bằng cách đưa họ vào môi trường hoạt động thực tế.

Thực tế tăng cường đã giúp việc học trở nên dễ tiếp cận, nâng cao và tương tác hơn. Xa hơn nữa, AR còn có thể được ứng dụng trong đào tạo tại các doanh nghiệp thay vì chỉ xuất hiện tại các trường học dành cho học sinh, sinh viên.

Nguồn tham khảo:

https://www.biztechcs.com/augmented-reality-in-education/