Mô phỏng thực tế ảo VR
Mô phỏng là gì?
Mô phỏng là việc nghiên cứu trạng thái của mô hình để qua đó hiểu được hệ thống thực, mô phỏng là tiến hành thử nghiệm trên mô hình. Đó là quá trình tiến hành nghiên cứu trên vật thật nhân tạo, tái tạo hiện tượng mà người nghiên cứu cần để quan sát và làm thực nghiệp, từ đó rút ra kết luận tương tự vật thật.
Ta có thể thực hiện việc mô phỏng từ những phương tiện đơn giản như giấy, bút đến các nguyên vật liệu tái tạo lại nguyên mẫu (mô hình bằng gỗ, gạch, sắt…) hay hiện đại hơn là dùng máy tính điện tử (MPMT).
Mô phỏng máy tính sử dụng mô tả toán học, mô hình của hệ thống thực ở dạng chương trình máy tính. MPMT thường được sử dụng rất có hiệu quả để nghiên cứu trạng thái động của nguyên mẫu trong những điều kiện nếu nghiên cứu trên vật thật sẽ khó khăn, tốn kém và không an toàn.
Mô phỏng thực tế ảo là sự kết hợp của mô phỏng 3D trên máy tính và công nghệ thực tế ảo để tạo thành một giải pháp hoàn thiện
Mô phỏng trên máy tính hay còn gọi là số hóa trên máy tính thành các bản hình ảnh 2D, mô hình 3D…
Mô phỏng 3D là hiển thị một chuỗi các hình ảnh hoặc khung hình trên màn hình phỏng theo một chuyển động nào đó. Thực ra, mô phỏng là một dạng ảo ảnh thị giác, tạo nên sự năng động, truyền sinh khí và chuyển động cho những đối tượng khô khan.
Mô phỏng thực tế ảo vr là xu hướng dạy học mới, hiện đại đã và đang được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực giáo dục, các bài giảng có ứng dụng mô phỏng kết hợp phương tiện nghe nhìn hiện đại sẽ tạo cho sinh viên nhiều kỹ năng như: khả năng hoạt động quan sát (các hình ảnh tĩnh hoặc động), khả năng thao tác trên đối tượng, khả năng tự do phát triển tư duy, lựa chọn con đường tối ưu để nhận thức.
Phương pháp dạy học với mô phỏng và giải pháp thực tế ảo vr – vr solution cho giáo dục là gì?
Mô phỏng trong dạy học:
Cùng với sự phát triển công nghệ thông tin, việc đưa máy tính vào các trường học đã tạo ra bước ngoặc lớn trong việc dạy học. Sử dụng mô phỏng trên máy tính là phương pháp dạy học tích cực phát huy cao độ tính độc lập, khả năng làm việc trí tuệ của sinh viên, tạo ra một nhịp độ phong cách trạng thái tâm lí mới làm thay đổi phương pháp và hình thức dạy học. Đặc biệt, mô phỏng diễn tả những quá trình động bên trong của các quá trình, các thiết bị mà trước đây không thể thực hiện trong phạm vi nhà trường. Hiện nay, trong dạy học cũng như nghiên cứu đã tìm kiếm và đưa vào vận dụng “phòng thí nghiệm và thực hành ảo”.
Phương pháp mô phỏng thực tế ảo VR trong dạy học là phương pháp tiếp cận nhận thức thế giới thực thông qua mô hình tĩnh hoặc động. Bằng phương pháp mô phỏng, sinh viên không chỉ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc mà trong quá trình học họ còn có thể tìm ra cách tiếp cận vấn đề, con đường cách thức để đạt mục tiêu bài học. Đặc biệt sinh viên còn có thể tạo dựng và điều khiển tại chỗ các đối tượng theo ý muốn. Tìm tòi phát hiện một số quan niệm mới cũng như rèn luyện kỹ năng nghề nghiệp.
Giải pháp mô phỏng thực tế ảo vr:
Với đặc trưng ưu điểm là mô phỏng trên phần mềm máy tính và tạo ra các không gian 3D, vật thể, công cụ, môi trường đều dạng số 3D, và thông qua việc kết nối với máy tính và phần cứng là các bộ kính thực tế ảo VR sẽ giúp cho người học chìm đắm trong từng không gian, kịch bản bản và thực hành, di chuyển, tương tác hoàn toàn không gian nội dung mô phỏng đó.
Với ưu thế vượt trội hoàn toàn so với các phương pháp mô phỏng truyền thống, nên Mô phỏng thực tế ảo – VR solution được lựa chọn và phổ biến nhanh chóng và áp dụng trong quá trình dạy học, thực hành.
Một giải pháp mô phỏng thực tế ảo cho giáo dục bao gồm các thành phần sau:
- Giải pháp chung tổng thể để giải quyết bài toán chung : Lên khung phần cứng, phần mềm, giải pháp kết nối, tích hợp, triển khai
- Phần cứng và thiết bị: bao gồm các phần cứng và thiết bị máy móc phục vụ cho công việc liên quan đến giải pháp, triển khai, trải nghiệm.
- Phần mềm và các nội dung mô phỏng: bao gồm việc lên được các phần mềm cần thiết cho việc tạo ra các nội dung mô phỏng- các bài học và các gói nội dung hoàn thiện
Việc xây dựng giải pháp, nội dung, để tích hợp lên các thiết bị phần cứng VR cho đến triển khai được gọi là một giải pháp mô phỏng thực tế ảo vr hoàn thiện.
Xây dựng nôi dung cho giải pháp vr cho giáo dục
Như vậy việc xây dựng nội dung mô phỏng thực tế ảo là một việc cần thiết, chiếm phần lớn công sức,thời gian trong một giải pháp vr cho giáo dục. Mô phỏng các bài học, các thực hành hay các thao tác nào đó chúng ta cần có kịch bản chi tiết. Như vậy, công cuộc làm nội dung VR cho giáo dục cần như sau:
- Khung nội dung, bài học cần để mô phỏng, số hóa
- Kịch bản chi tiết của từng mô phỏng, bài học đó
- Các phần mềm phục vụ cho việc dưng 3D, 2D mô phỏng lại theo các kịch bản trên
- Lập trình hoàn thiện các chuyển động, hiệu ứng, tương tác theo các kịch bản trên trong môi trường mô phỏng vr 3D cho giáo dục.
Các loại thiết bị và phần cứng vr cho giáo dục:
Ngoài giải pháp VR và phần nội dung theo kịch bản cần được sản xuất, mô phỏng, lập trình để đạt các yêu cầu đề ra thì các thiết bị, máy tính, phần cứng, kính thực tế ảo – VR handset cần có phục vụ cho giải pháp.
Máy tính dùng cho việc cài các phần mềm phục vụ cho việc dựng 2d, 3d mô phỏng, tạo hiệu ứng, hay cài các phần mềm cho việc lập trình và cũng có thể để kết nối với kính vr
Kính thực tế ảo VR : dùng cho việc cài đặt các ứng dựng mô phỏng hoàn thiện ( phần nội dung sau khi đã mô phỏng ở trên cho người học trải nghiệm, thực hành), tay cầm, điều khiển …
Các thiết bị kết nối để giao tiếp khác như đường mạng giữa các máy với nhau, các phòng với nhau, hay giữa các thiết với nhau…
Ưu điểm nổi bật của phương pháp dạy học với mô phỏng VR
Mô phỏng thực tế ảo cung cấp cho sinh viên những kinh nghiệm cụ thể về đối tượng học tập theo kiểu trải nghiệm gián tiếp. Với khả năng điều khiển đồng thời tất cả các thành phần như hình ảnh, âm thanh, video, theo năng lực và sở thích của cá nhân, sinh viên có thể tự trải nghiệm về đối tượng. Điều này không thể có được nếu như các phương tiện này được thể hiện tuần tự theo một trật tự cố định, một nhịp độ cố định mà chưa hẳn đã phù hợp với người học.
Trong các bài giảng, bằng sự kết hợp của mô phỏng 3 chiều, của âm thanh nổi, bằng diễn biến tuỳ thuộc vào kỹ năng điều khiển của sinh viên, có thể tạo nên được những trạng thái, cảm xúc hồi hộp, sung sướng, lo sợ… mà không một bộ phim hay một hình ảnh, âm thanh riêng lẻ nào có thể tạo nên. Điều quan trọng hơn, đó là từ những trải nghiệm này, sinh viên có được những kinh nghiệm cụ thể về tư duy, về hành vi, về ứng xử., Ở đây, công nghệ và giải pháp mô phỏng vr đã đáp ứng tốt nhất và nhiều nhất có thể so với các giải pháp khác.
Sức mạnh sư phạm của mô phỏng thực tế ảo vr trong giáo dục:
Nó thể hiện ở chỗ nó huy động tất cả khả năng xử lý thông tin của sinh viên. Tất cả các cơ quan cảm giác của con người (tay, mắt, tai …) cùng với bộ não hợp thành một hệ thống có khả năng vô cùng to lớn để biến những dữ liệu vô nghĩa thành thông tin. “Trăm nghe không bằng một thấy và trăm thấy không bằng làm trực tiếp”, nhưng nếu cái thấy là thực thể vận động thì ý nghĩa còn lớn hơn rất nhiều. Do đó mô phỏng có khả năng cung cấp một kiến thức tổng hợp và sâu sắc hơn so với chỉ dùng các giáo trình in kèm theo hình ảnh thông thường.
Các tiềm năng khác của hệ thống mô phỏng thực tế ảo VR:
Mô phỏng được sử dụng để huấn luyện, cung cấp những kinh nghiệm gián tiếp trước khi sinh viên thực hành thực tế. Điều này được thực hiện đối với những công việc có thể gây nhiều nguy hiểm cho con người, ví dụ như việc đóng điện xung kích MBA hay hòa điện máy phát điện đồng bộ. Với những công việc như thế, bằng các trải nghiệm gián tiếp tạo ra nhờ kỹ thuật mô phỏng. Nhờ thế, khi bước vào thực tế (như là một công nhân vận hành máy điện…) sinh viên đã thuần thục các qui trình, qui tắc cần làm để giảm thiểu tối đa rủi ro có thể gây ra cho con người và thiết bị.
Các môi trường được số hóa 3D và đưa vào VR
Công nghệ t ốt nhất cho giáo viên và học sinh:
– Mô phỏng cho phép sinh viên làm việc theo nhịp độ riêng và tự điều khiển cách học của bản thân, kích thích sự say mê học tập của sinh viên. Mô phỏng giúp sinh viên học với một người thầy vô cùng kiên nhẫn.
– Giáo viên cũng có thể tìm thấy ở mô phỏng những khả năng độc đáo cho việc tổ chức giảng dạy, làm cho hoạt động học trở nên tích cực hơn. Ví dụ, giáo viên có thể tải từ internet một đoạn mô phỏng về hoạt động của một máy phát điện, hướng dẫn cho sinh viên cách quan sát chuỗi hoạt động trên mô phỏng và sau đó sinh viên có thể tự mình trình bày lại nguyên lý hoạt động của máy phát điện.
– Giúp giáo viên làm việc một cách sáng tạo, tìm được giải pháp thay thế những hoạt động học thiếu hiệu quả.
– Mô phỏng giúp giáo viên tiết kiệm thời gian, nhờ đó có thể khám phá nhiều chủ đề, tăng cường thời gian giao tiếp, thảo luận với sinh viên.
Các mục tiêu cần đạt được khi dạy học bằng mô phỏng vr
-
Thông tin và lĩnh hội kiến thức
Giáo viên phải đảm bảo rằng sinh viên sẽ tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc thông qua việc dạy học bằng mô phỏng. So với các phương tiện dạy học truyền thống, mô phỏng trên máy tính biểu diễn các hiện tượng trong sự phối hợp với màu sắc âm thanh, lời giải thích, tạo sự cuốn hút sinh viên, kích thích hứng thú học tập, tạo cho sinh viên chú ý thực hiện hành động lĩnh hội khái niệm. Do đó hiệu quả bài giảng và chất lượng lĩnh hội kiến thức của sinh viên được nâng cao hơn.
Giáo viên phải biết tạo cơ hội phát huy tư duy sáng tạo của sinh viên. Cụ thể thông qua các mô phỏng, giáo viên có thể rèn luyện cho sinh viên các thao tác tư duy: cách quan sát, khả năng mô tả và diễn đạt tư duy tạo điều kiện cho họ hình thành năng lực phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa và trừu tượng hóa.
-
Rèn luyện kỹ năng thực hành
Giáo viên phải thông qua bài giảng bằng mô phỏng để rèn luyện cho sinh viên kỹ năng thực hành. Cụ thể sinh viên có thể tự mình tiến hành mô phỏng với các phần mềm đơn giản kết hợp với các kiến thức tin học cơ sở để điều chỉnh tại chỗ quá trình mô phỏng theo ý muốn. Hơn nữa sinh viên còn được rèn luyện kỹ năng tư duy thuật toán, kỹ năng lập trình… tạo khả năng thích ứng với xã hội thông tin trong tương lai.
-
Giáo dục nhân cách kích thích học tập
Giáo viên phải thông qua phương pháp dạy học bằng mô phỏng để rèn luyện cho sinh viên tính độc lập, tự chủ kiên trì, cần cù và chăm chỉ. Đặc điểm phương pháp mô phỏng là gây hứng thú cho sinh viên, làm cho sinh viên yêu thích môn học, tạo tiền đề cho việc định hướng nghề nghiệp.
Công ty VRTech chuyên mô phỏng vr trong giáo dục:
Với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệp chuyên môn về lĩnh vực mô phỏng 3D, thực tế ảo VR và các chuyên gia giải pháp, chúng tôi sẽ có các giải pháp trọng gói và xây dựng kho nội dung mô phỏng cho giáo dục theo khung kịch bản có sẵn theo yêu cầu.
Tham khảo :