thí nghiệm thực hành ảo ứng dụng trong dạy nghề điện ôtô tại trường cao đẳng nghề ktcn việt nam- hàn quốc- nghệ an

Trong Luật Dạy nghề đã xác định chính sách đầu tư của Nhà nước về phát triển dạy nghề: "Đầu tư có trọng tâm, trọng điểm để đổi mở nội dung, chương trình và phương pháp dạy nghề, phát tri

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-HOÀNG MINH QUANG

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO ỨNG DỤNG TRONG DẠY NGHỀ ĐIỆN ÔTÔ TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KTCN VIỆT NAM- HÀN QUỐC- NGHỆ AN

Chuyên ngành: Sư phạm kỹ thuật

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS.TS NGUYỄN XUÂN LẠC

HÀ NỘI - 2009

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bảy tỏ lòng cảm ơn chân thành:

Thầy giáo hướng dẫn: GS.TS Nhà giáo nhân dân Nguyễn Xuân Lạc đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy và cô giáo trường Cao đẳng nghề kỹ thuật công nghiệp Việt Nam - Hàn Quốc, đã tạo điều kiện

về thời gian để tôi thực hiện bản luận văn này

Khoa Sư phạm kỹ thuật và Viện đào tạo sau đại học- Đại học Bách khoa

Hà Nội đã tạo mọi điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu, tiến hành luận văn.Gia đình và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động viên, giúp

đỡ trong suốt quá trình hoàn thiện luận văn

Vinh, ngày 15 tháng 11 năm 2009

Tác giả

Hoàng Minh Quang

LỜI CAM ĐOAN

Bản luận văn này do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của

GS.TS Nguyễn Xuân Lạc

Tôi xin cam đoan những gì mà tôi viết ra trong luận văn này là do sự tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của tác giả khác nếu có đều được trích dẫn đầy đủ

Luận văn này cho đến nay vẫn chưa hề được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ nào trên toàn quốc cũng như ở nước ngoài và cho đến nay vẫn chưa hề được công bố trên bất kỳ phương tiên thông tin nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan trên đây

Vinh, ngày 15 tháng 11 năm 2009

Tác giả

Hoàng Minh Quang

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6

MỞ ĐẦU 7

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ 17

1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO 17

1.1.1 Thế giới hiện nay 17

1.1.2 Việt Nam hiện nay 20

1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ 22

1.2.1 Một số khái niệm 22

1.2.2 Thực tại ảo (Virtual Reality- VR) 28

1.2.3 Dạy học thực hành nghề 31

1.2.4 Thí nghiệm thực hành ảo 33

1.3 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ 49

1.3.1 Yêu cầu của việc đổi mới phương pháp đào tạo kỹ thuật thực hành .49

1.3.2 Hiệu quả ứng dụng công nghệ thông tin trong đào tạo nghề 54

1.3.3 Khả năng áp dụng TNTH ảo trong đào tạo nghề 57

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 59 Chương 2: XÂY DỤNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG MỘT SỐ THÍ

NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG CHƯƠNG TRÌNH DẠY NGHỀ

ĐIỆN ÔTÔ 61

2.1 XÂY DỰNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ 61

2.1.1 Nguyên tắc xây dựng thí nghiệm thực hành ảo trong đào tạo nghề .61

2.1.2 Quy trình xây dựng TNTH ảo trong đào tạo nghề 68

2.2 SỬ DỤNG TNTH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ 73

2.2.1 Nguyên tắc sử dụng TNTH ảo trong đào tạo nghề 74

2.2.2 Quy trình sử dụng TNTH ảo trong đào tạo nghề 76

2.3 XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG CHƯƠNG TRÌNH DẠY NGHỀ ĐIỆN Ô TÔ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ 79

2.3.1 Giới thiệu về Chương trình khung, Chương trình dạy nghề công nghệ ôtô trình độ cao đẳng nghề 79

2.3.2 Ví dụ về sử dụng thí nghiệm ảo “ Mạch điện đánh lửa điện tử và mạch báo nhiên liệu trên ôtô” 85

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 95

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM, ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI VÀ HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 96

3.1: MỤC ĐÍCH , NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG THỰC NGHIỆM 96

3.1.1: Mục đích : 96

3.1.2: Nhiệm vụ : 96

3.1.3: Đối tượng thực nghiệm: 96

3.1.4 Phương pháp thực nghiệm 97

3.2 NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH THỰC NGHIỆM 97

3.2.1 : Công tác chuẩn bị: 97

3.2.2 Tiến trình thực nghiệm 97

3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 98

3.4 PHƯƠNG PHÁP CHUYÊN GIA 102

3.4.1 Nội dung và cách thức thực hiện 103

3.4.2 Đánh giá kết quả thực nghiệm 104

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 109

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

PHỤ LỤC 114

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Nội dung viết tắt Nghĩa đầy đủ

"Phát triển mạnh hệ thống giáo dục nghề nghiệp, tăng nhanh quy mô đào tạo cao đẳng nghề, trung cấp nghề cho các khu công nghiệp, các vùng kinh tế động lực và cho xuất khẩu lao động Mở rộng mạng lưới cơ sở dạy nghề, phát triển trung tâm dạy nghề quận huyện Tạo chuyển biên căn bản về chất lượng dạy nghề tiếp cận với trình độ tiên tiên của khu vực và thê' giới Đẩy mạnh xã hội hoá, khuyên khích phát triển các hình thức dạy nghề đa dạng, tinh hoạt: dạy nghề ngoài công lập, tại doanh nghiệp, tại làng nghề "

Thể chế hoá chủ trương của Đảng về phát triển dạy nghề, Quốc hội đãban hành Luật Giáo dục- năm 2005, quy định dạy nghề có ba trình độ đào tạo(Sơ cấp nghề, Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề); Luật Dạy nghề- năm 2006,quy định chi tiết về tổ chức, hoạt động của CSDN; quyền và nghĩa vụ của tổchức, cá nhân tham gia hoạt động dạy nghề Trong Luật Dạy nghề đã xác định

chính sách đầu tư của Nhà nước về phát triển dạy nghề: "Đầu tư có trọng tâm, trọng điểm để đổi mở nội dung, chương trình và phương pháp dạy nghề, phát triển đội ngũ giáo viên, hiện đại hoá thiết bị, đẩy mạnh nghiên cứu khoa học nhằm nâng cao chất lượng dạy nghề, tập trung xây dựng một số cơ sở dạy nghề tiếp cận với trình độ tiên tiến của khu vực và thế giới; chú trọng phát triển dạy nghề ở các vùng có điều kiện kinh tế- xã hội đặc biệt khó khăn; đầu

tư đào tạo các nghề thị trường lao động có nhu cầu, nhưng khó thực hiện xã hội hoá "

Hiện tại, tỷ lệ lao động qua đào tạo nghề ở nước ta còn thấp (khoảng25% năm 2009) chất lượng GD- ĐT nói chung và chất lượng đào tạo nghề nóiriêng còn nhiều bất cập, nhất là cơ cấu đào tạo Trình độ nhân lực chưa đápứng được những đòi hỏi ngày càng cao của thị trường lao động trong nước vàquốc tế Theo đánh giá của Ngân hàng thế giới (WB) chất lượng nguồn nhânlực của Việt Nam chỉ đạt 3,89 điểm (thang điểm l0)- xếp thứ 11 trong 12nước ở Châu Á được tham gia xếp hạng

2 Thực trạng công tác dạy nghề ở nước ta hiện nay

Thực hiện các Nghị quyết của Đảng về định hướng phát triển dạy nghề

và Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010, từ năm 2001 đến nay ngànhDạy nghề đã được phục hồi sau một thời gian dài bị suy giảm, từng bướcđược đổi mới và phát triển đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cấu nhân lực kỹthuật trực tiếp trong sản xuất kinh doanh, dịch vụ phục vụ phát triển kinh tế-

xã hội

Mạng lưới các cơ sở dạy nghề (CSDN) giai đoạn 2001- 2009 được pháttriển theo quy hoạch trên toàn quốc, đa dạng về hình thức sở hữu và loại hìnhđào tạo Bên cạnh những kết quả đã đạt được, ngành Dạy nghề vẫn còn tồn tạinhiều yếu kém, bất cập, do vậy chất lượng dạy nghề còn thấp chưa đáp ứngđược yêu cầu của thị trường lao động

Một trong những nguyên nhân cơ bản phải kể đến đó là do các điều kiệnbảo đảm chất lượng dạy nghề tuy đã được cải thiện nhưng vẫn còn bất thường

- Đội ngũ giáo viên còn thiếu về số lượng và yếu về chất lượng, nhất làtrình độ kỹ năng thực hành nghề, ngoại ngữ, tin học ứng dụng, phương phápgiảng dạy;

- Nhiều chương trình, giáo trình dạy nghề chậm được cập nhật, sửa đổi,

bổ sung để phù hợp với yêu cầu của sản xuất, kinh doanh, dịch vụ;

- Nhiều CSDN có diện tích nhỏ so với quy mô đào tạo, thiếu xưởng thựchành, ký túc xá, khu thể dục thể thao; trang thiết bị dạy nghề thiếu về chủngloại, số lượng và lạc hậu về công nghệ

3 Thực trạng dạy học tương tác trong các truờng Cao đẳng nghề.

* Tương tác trong dạy học trước đây.

Sự tương tác giữa người dạy và người học vẫn được sử dụng từ trước đếnnay trong quá trình dạy học, nhưng mới chỉ dừng lại ở mức độ nhất định còn

nhiều hạn chế cần khắc phục, chưa phát huy được tính chủ động sáng tạo củangười học, như:

- Sự tương tác về cơ bản vẫn là thầy giảng, trò ghi

- Tương tác chỉ diễn ra trong thời gian nhất định, trong giờ ôn bài, hướngdẫn bài tập và thực hành

- Để có một bài giảng mang tính trực quan, sinh động bằng mô hình môphỏng, giáo viên phải mất thời gian chuẩn bị Ví dụ để tạo ra một bài môphỏng đối tượng động bằng powerpoint giáo viên có thể mất hàng giờ, có khiđến hàng ngày để chuẩn bị, mặt khác đòi hỏi giáo viên phải có nhiều thủ thuậthay "mẹo" để tạo ra được những đối tượng mong muốn

- Ở trên lớp, tương tác giữa thầy và trò về cơ bản chỉ giải quyết được cácvấn đề về lý thuyết; còn thực hành phải đến phòng thí nghiệm Ví dụ, mộthoạt hình powerpoint chỉ có thể tương tác ở mức chạy, dừng không thay đổiđược tham số

- Như vậy tương tác trong dạy học trước đây vẫn chưa làm cho ngườihọc thực sự trở thành người chủ động, sáng tạo trong quá trình chiếm lĩnh trithức Đây là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu, tìm hướng giải quyếttrong giai đoạn ngày nay

* Tương tác trong dạy học bằng máy tính:

Trong thời đại ngày nay - thời đại công nghệ thông tin và truyền thông(ICT), việc ứng dụng công nghệ mới vào giáo dục và đào tạo, đã tạo ra sựthay đổi mang tính đột phá về mối quan hệ tương tác giữa người dạy và ngườihọc trong quá trình dạy học, tạo ra những khả năng tương tác mới, như:

- Môi trường trong lớp học là môi trường ảo, thực nghiệm ảo, tương tác

ảo nhờ ứng dụng các phần mềm dạy học, công nghệ thông tin và truyền

thông Như vậy, trong quá trình dạy học, người học vừa được học "lýthuyết"vừa được "thực hành".

- Thời gian tương tác diễn ra ngay trên lớp, người học không những hiểu

mà còn làm được, tuỳ theo yêu cầu của bài học

Cơ cấu cứng nhắc theo truyền thống về mối quan hệ "không gian thờigian - trật tự thang bậc" sẽ bị phá vỡ Sự tương tác giữa thầy và trò khôngnhất thiết phải "giáp mặt" mà có thể "gián tiếp" thông qua các hình thức đạotạo từ xa nhờ ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông Mối quan hệgiữa thầy và trò là mối quan hệ cộng tác: trò chủ động, sáng tạo; thầy hướngdẫn, định hướng

Ở đây, tác giả đề cập đến sự tương tác giữa thầy và trò sử dụng phươngtiện dạy học là máy tính, công nghệ thông tin và truyền thông nhưng khôngcoi thường những tương tác truyền thống sử dụng các phương tiện như phấn

bảng, tranh ảnh, phim, mà muốn đề cập đến một lĩnh vực mới để thấy

đ-ược yêu cầu, nhiệm vụ và thách thức đối với người giáo viên trong thời đạimới - thời đại thông tin Xét cho cùng đây là quá trình phát triển tất yếu, quátrình phát triển theo "đường xoáy ốc"

* Ứng dụng quan điểm sư phạm tương tác vào dạy học môn Điện ô tô

Đặc điểm môn học Điện ô tô

Là một môn học kỹ thuật, đối tượng nghiên cứu là các hiện tượng, địnhluật quy luật cơ bản về điện và ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ ô tô Dođặc thù môn học như vậy nên nó là môn học vừa có tính cụ thể vừa có tínhtrừu tượng, đặc biệt mang nhiều tính thực tiễn, là một môn học đã được khẳngđịnh "chưa bao giờ có”

Tính cụ thể

Nội dung môn học bao gồm các kiến thức thực tế cho ngành điện ô tô,ngoài ra Điện ô tô cũng là cơ sở phát triển các ngành điện tử, thông tin liênlạc, kỹ thuật đo, Với các nội dung học này, tốt nhất người học được thao tácvận hành trực tiếp trên máy thật, mạch điện thật, mô hình sát thật, nhưng sẽrất tốn kém Trong trường hợp này, người học có thể thao tác thực hành trựctiếp với máy tính thông qua các mô hình ảo, mạch điện ảo nếu có, đặc biệttrong hệ thống điện ô tô tương tác thay đổi tham số rất ít nó chỉ thay đổi tham

số tốc độ của động cơ ô tô nên để có thể tương tác bằng mô phỏng các mạchđiện ảo bằng các phần mền khác nhau

Tính trừu tượng:

Trong Điện ô tô có nhiều đối tượng không thể nhìn thấy hoặc sờ thấy ược đòi hỏi phải biết tưởng tượng, hình dung, phán đoán, Ví dụ như, takhông thể nhìn thấy đường đi của dòng điện, đường sức từ của từ trường, hay

đ-quá trình vận hành nội tại của một động cơ điện, một máy phát điện, Như

vậy yêu cầu đặt ra là: với người dạy phải mô phỏng hoá, trực quan hoá cácđối tượng trừu tượng đó, còn với người học phải có khả năng phân tích, tínhtoán, khả năng sử dụng mô hình ngay trên máy tính thông qua việc sử dựngcác phần mềm chuyên dụng

ví dụ, dùng phần mềm Flash ta tạo ra mô hình mô phỏng định luật Faraday:khi có từ thông biến thiên qua cuộn dây thì sinh ra dòng điện cảm ứng trongcuộn dây

Mô phỏng thí nghiệm định luật Faraday.

Khi dùng chuột di chuyển nam châm tạo ra từ trường biến thiên qua cuộndây, trên mô hình bóng đèn sẽ sáng thể hiện có dòng điện chạy trong cuộndây

Ví dụ khác tương tác về sự thay đổi điện áp hay dòng điện khi ta thay đổi điệntrở của mạch điện (http://phet.colorado.edu/index.php)

Mô phỏng tương tác giữa R,I và V

Tính thực hành:

Hệ thống Điện ô tô là môn học đòi hỏi lý thuyết luôn luôn phải đi đôi vớithực hành Chỉ có thực hành mới đa người học tiếp cận được với thực tiễn,giúp người học có được kỹ năng, kỹ xảo nghề nghiệp

Từ những phân tích trên, ta nhận thấy rằng trong quá trình dạy học môn

Hệ thống Điện ô tô rất cần những phần mềm có khả năng mô phỏng tốt khảnăng tương tác cao để tạo ra được một môi trường thực hành ảo, người học cóthể tương tác trên các đối tượng ảo này qua đó hiểu được đối tượng nghiên

cứu, cao hơn nữa, người học không chỉ dừng lại ở mức độ hiểu mà còn sửdụng được các phần mềm, để phục vụ cho quá trình học tập, nghiên cứu củamình.

4 Sự xuất hiện hình thức đào tạo mới

Rất nhiều các quốc gia phát triển như Đức, Anh, Mỹ đã tiến hành nghiêncứu và áp dụng đào tạo từ xa nói chung Về kỹ thuật, đào tạo từ xa đã đượcnghiên cứu tương đối toàn diện Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ củakhoa học kỹ thuật, đặc biệt với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin (CNTT) thìcách thức tiến hành, qui mô, chất lượng đào tạo những khóa học từ xa đã cótiến bộ vượt bậc

Đối với Việt Nam, đào tạo từ xa chưa phát triển do một số nguyên nhânkhách quan và chủ quan trong đó có trình độ đội ngũ giáo viên, trình độ độingũ phát triển đa phương tiện, cơ sở hạ tầng về thông tin và kinh phí Tuy mớiđược phát triển ở nước ta song những kết quả đã đạt được cho thấy phươngthức đào tạo này là một trong những giải pháp có tính chiến lược đáp ứng nhucầu học tập ngày càng tăng của xã hội

Kết luận như vậy, không có nghĩa là đào tạo từ xa không có những khókhăn, không còn những hạn chế Ở đây chỉ đề cập tới một hạn chế cụ thể rấtkhó khắc phục của đào tạo từ xa đó là vấn đề thí nghiệm thực hành (TNTH)của các môn khoa học tự nhiên và kỹ thuật Cụ thể hơn là làm thế nào để cóthể tổ chức TNTH trong giáo dục từ xa Có nhiều phương án được đề xuất,trong đó việc xây dựng các bài TNTH ảo trong máy tính mà đề tài đề cập tới

là một giải pháp góp phần giải quyết cho vấn đề nêu trên Mặc dù TNTH ảo

đề cập trong luận văn này được định hướng và xây dựng chủ yếu cho hìnhthức dạy học giáp mặt, tuy nhiên, có thể hỗ trợ rất tết cho các hình thức đàotạo kể trên

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu cách thức xây dựng và sử dụng TNTH ảo trong đàotạo nghề điện ôtô Trên cơ sở đó, tiến hành xây dựng một số bài TNTH ảocho 2 chương điển hình trong chương trình dạy nghề Điện ôtô nhằm hỗ trợTNTH thực đồng thời bổ sung những bài TNTH mà trong thực tế khó hoặckhông thể thực hiện được.

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là TNTH ảo

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đề tài nghiên cứu về TNTH ảo cho dạyhọc nghề , trên cơ sở đó xây dựng và sử dụng một số bài TNTH ảo chochương trình dạy nghề Điện ôtô tại trường cao đẳng nghề công nghiệp ViệtNam- Hàn Quốc tại Nghệ An

IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Xây dựng và sử dụng TNTH ảo trong đào tạo nghề sẽ góp phần nâng caohứng thú nhận thức, phát huy tính tích cực học tập của người học, do đó gópphần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật

V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụngTNTH ảo trong đào tạo nghề

- Ứng dụng một số phần mềm tương tác tham số , tương tác ảo cho một

số bài TNTH ảo điển hình hỗ trợ cho dạy nghề điện ôtô

VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚU

- Phân tích, tổng hợp tài liệu và các công trình nghiên cứu trong lĩnh vựcgiáo dục, đào tạo nghề ở Việt Nam và nước ngoài

- Quan sát hoạt động dạy học và đánh giá trong dạy học thực hành nghề(DHTHN) ở một số trường dạy nghề.

- Phương pháp mô phỏng trong NCKH và DH

- Phương pháp chuyên gia nhằm đánh giá tính cấp thiết khả thi của quytrình và công cụ đánh giá đã xây dựng

VII NHƯNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Phân tích và làm rõ được một số khái niệm cơ bản liên quan tới TNTH

ảo như: thí nghiệm, thực hành; thuật ngữ ảo; mô phỏng; TNTH ảo; mối liên

hệ giữa mô phỏng và TNTH ảo, góp phần hoàn thiện lý luận về TNTH ảo;

- Đề xuất qui trình xây dựng và sử dụng TNTH ảo;

- Khai thác chương trình ứng dụng có sẵn trên Intemet, dựa trên các kếtquả nghiên cứu của đề tài tác giả đã xây dựng được 2 bài TNTH nằm trong

chương trình môn học Mạch điện hệ thống đánh lửa điện tử và mạch điện báo nhiên liệu bằng điện trên ôtô nằm trong chương trình dạy nghề điện ôtô

trình độ cao đẳng nghề tại trường cao đẳng nghề KTCN Việt nam-Hàn Quốc

VIII CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung củaluận văn được thể hiện trong 3 chương được trình bày dưới đây:

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ

DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ

Ngoài phần tổng quan về tình hình nghiên cứu và ứng dụng TNTH ảo trênthế giới và tại Việt Nam, chương này trình bày cơ sở lý luận về TNTH ảo,trong đó đi sâu vào phân tích các khái niệm: mô phỏng, TNTH ảo; mối liên hệ

giữa mô phỏng và TNTH ảo; khả năng xây dựng và sử dụng TNTH ảo trongđào tạo nghề nhằm nâng cao chất lượng nguồn nhân lực kỹ thuật; khảo sátthực trạng sử dụng mô phỏng trong DH.

CHƯƠNG 2: XÂY DỤNG VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ ÚNG DỤNG XÂY DỤNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG CHƯƠNG TRÌNH DẠY NGHỀ ĐIỆN ÔTÔ.

Nội dung chương này là vận dụng kết quả nghiên cứu trong chương 1 đềxuất qui trình xây dựng và sử dụng TNTH ảo trong đào tạo nghề; nghiên cứu

và đưa vào sử dụng 02 bài TNTH ảo cho một số nội dung cụ thể trong chươngtrình dạy nghề Điện ôtô trình độ Cao đẳng nghề

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM, ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI VÀ HIỆU QUẢ

CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨUNội dung của chương này trình bày nhiệm vụ và đối tượng thựcnghiệm,nội dung tiến trình thực nghiệm, tính khả thi của đề tài Áp dụng quytrình đã đề xuất vào việc lựa chọn quy trình xây dựng và sử dụng TNTH ảocho 2 bài học cụ thể của học phần đang xét nhằm kiểm định hiệu quả và khảnăng sử dụng của chúng

1.1.1 Thế giới hiện nay

"Thực tại ảo, là một khái niệm mới xuất hiện khoảng đầu thập kỷ 90,nhưng Ở Mỹ và Châu âu, thực tại ảo đã và đang trở thành một công nghệ mũinhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực (nghiên cứu và công

nghiệp, GD- ĐT cũng như thương mại và giải trí ) Chính vì vậy, côngnghệ thực tại ảo- một công nghệ mới được dùng để xây dựng một không gian,một thế giới ảo, nhằm tái tạo, bắt chước phần nào thế giới thực đã, đang đượcnghiên cứu và chắc chắn sẽ phát triển mạnh mẽ trong tương lai Trong số rấtnhiều tài liệu đề cập đến công nghệ này, phải kể đến đó là: Virtual Reality-Thực tại ảo, bước sang thế giới bên kia [4]

Ở mức độ đơn giản hơn, thực tại ảo (được trình bày trong luận văn này)

đó là các phần mềm chạy trên máy tính đơn lẻ hay mạng máy tính, chúng giảlập phần nào thế giới thực Từ đó, giúp người sử dụng thực hiện các thao tácvới môi trường, các đối tượng, quá trình, hệ thống do các chương trình đó tạo

ra nhằm khám phá, phát hiện các quy luật, kiểm nghiệm khoa học, hình thành

kỹ năng Khi đề cập tới những phần mềm, những thao tác trong môi trường

do các phần mềm đó tạo ra, thuật ngữ ảo cũng được sử dụng

TNTH ảo là một lĩnh vực được nghiên cứu và phát triển trong nhữngnăm gần đây và đã có nhiều sản phẩm được gọi là TNTH ảo được ứng dụngtrong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống trong đó có lĩnh vực GD- ĐT Một vàitrong số đó là:

- Crocodile Physics là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm

ảo môn vật lý trong nhà trường, có rất nhiều phiên bản của phần mềm đãđược đưa ra và phiên bản mới nhất hiện nay là phiên bản Crocodile Physics

605, ra đời vào năm 2006 với rất nhiều tính năng mới so với các phiên bảntrước đó Crocodile Physics có thể mô phỏng cơ học, điện, điện tử, quanghọc, và sóng cơ học Trong mỗi phần cơ, sóng, điện, quang có đầy đủ nhữngthuộc tính để ta có thể mô phỏng các thí nghiệm vật lý phổ thông

- Trong lĩnh vực điện điện tử: Protel, Proteus, Matlab, Multisim, Orcad,Workbench là các phần mềm hỗ trợ người sử dụng trong việc thiết kế mạchđiện- điện tử Với sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực điện- điện tử việc

thiết kế và mô phỏng mạch điện- điện tử trên máy tính bằng các phần mềmchuyên dụng đã được triển khai, áp dụng rộng rãi và rất có hiệu quả tại cáctrường dạy nghề Các phần mềm kể trên với tên gọi chung là EDA(ElectronicDesign Automation- Tự động thiết kế mạch điện tử) Tuỳ thuộc vào đặc điểmnội dung, mục tiêu của từng môn học mà các giáo viên dạy nghề lựa chọn mộttrong số các phần mềm EDA làm phương tiện giảng dạy vì mỗi phần mềmđều có một đặc điểm riêng Chẳng hạn như, với một thư viện linh kiện rất lớn

và các công cụ tiện ích, Multisim cung cấp một số công cụ ảo Chúng ta sửdụng các công cụ này để đo lường các thông số của mạch Các công cụ nàygần tương ứng với các công cụ trong phòng thí nghiệm Chúng thật sự là mộtphương tiện tết và dễ dàng nhất để ta có thể quan sát đo lường kết quả môphỏng Chính vì vậy, Multisim đã được rất nhiều các giáo viên dạy nghề sửdụng làm phương tiện giảng dạy và là công cụ hỗ trợ người học trong việcthực hành mạch điện tử vì thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, tính trung thực vàsinh động trong mô phỏng của nó

Orcad cũng trở thành một trong những phần mềm hàng đầu, hỗ trợ người

sử dụng vẽ, mô phỏng và thiết kế mạch in qua thư viện linh kiện rất lớn cùngvới các công cụ tiện ích

Bên cạnh Multisim và Orcad phải kể đến Electronic Workbench (EWB).Thuật ngữ “work- bench" trong tiếng Anh có nghĩa là bàn làm việc của thợ

Có nghĩa là: khi thao tác trên EWB, ta có cảm giác giống như đang làm việctrên bàn thợ vậy Sau khi lựa chọn, sắp xếp các linh kiện, hàn nối dây giữachúng lại với nhau theo sơ đổ nguyên lý, rồi lắp các cơ cấu đo để đo cácthông số cần khảo sát (nếu cần) và cấp điện cho mạch để xem kết quả, có thểđiều chỉnh thông số hoặc vị trí của các linh kiện trong mạch mà không sợ bịtiêu hao do cháy nổ, hư hỏng linh kiện, cơ cấu đo Một ưu điểm nữa phải kểđến trong việc sử dụng EWB để thiết kế mạch điện- điện tử đó là tính "chuẩn

xác,, của tín hiệu bởi trong mạch thực tế, ngoài tín hiệu thực nó còn chồngchập vào đó vô số những tín hiệu nhiễu trong khi với EWB thì tín hiệu nhậnđược là tín hiệu thật 100% Với những đặc tính vừa phân tích ở trên, ta nhậnthấy EWB rất thích hợp cho các lớp thực tập, trung cấp hoặc công nhân lànhnghề vì ở đây yêu cầu chính là định tính còn định lượng là không cao Đặcbiệt rất thích hợp đối với các kỹ thuật viên sửa chữa điện tử, EWB có thể xemnhư một bàn thợ "cao cấm'

- Trên Internet, một số trang web [17], [18], [19] và [20] đã giới thiệucác bài TNTH ảo, theo đó, bất cứ ai truy cập vào các web sức đó đều thao tácđược với các bài TNTH đã được chuẩn bị sẵn Đó là các chương trình môphỏng được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java và tồn tại trên trang web dướidạng những Java Applet

Những thành tựu đã đạt được trong việc ứng đụng công nghệ thực tại ảonhằm nâng cao hiệu quả GD- ĐT, đặc biệt hiệu quả đào tạo nghề cho thấytiềm năng to lớn của thực tại ảo, khẳng định vai trò quan trọng của TNTH ảotrong dạy học nói chung trong dạy và học qua mạng nói riêng Tuy nhiên, quanghiên cứu và tìm hiểu cho thấy, cơ sở lý luận cho việc xây dựng và sử dụngthực tại ảo (cụ thể là TNTH ảo) trong đào tạo nghề vẫn chưa được đề cập tới

1.1.2 Việt Nam hiện nay

Tại Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu liên quan tới TNTH

ảo, như:

- Công trình "Thí nghiệm ảo và thí nghiệm hoá học" do PGS.TS NguyễnĐặc Chuy, khoa Hoá học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội và các cộng sựxây dựng [8, Tr.55]

- Có rất nhiều tài liệu đề cập tới công nghệ thực tại ảo ứng dụng trongdạy học phải kể đến đó là "ứng dụng Công nghệ thông tin trong tổ chức hoạtđộng nhận thức vật lý tích cực, tự chủ và sáng tạo" [12] Trong cuốn sách này,

tác giả Phạm Xuân Quế đã trình bày và phân tích một trong những PTDH sốmới hỗ trợ các thí nghiệm vật lý cụ thể là thí nghiệm về các chuyển động cơhọc đó là phần mềm phân tích băng hình [12, Tr.33].

- Nghiên cứu, ứng dụng hệ thống hiện thực ảo trên nền tảng của kỹ thuật

ảo đã và đang được phát triển ứng dụng rộng rãi trên khắp thế giới và trongrất nhiều lĩnh vực khác nhau Ở Việt Nam các nhà khoa học và kỹ thuật đãbước đầu ứng dụng thử nghiệm kỹ thuật hiện thực ảo trong một số lĩnh vựcnhư: nghiên cứu- thử nghiệm rô bốt công nghiệp; nghiên cứu- thử nghiệmmáy và cơ cấu; huấn luyện và tập lái máy bay, tàu thủy, Ô tô, Nhiềutrường dạy lái xe ở Việt Nam cũng đã trang bị ca bin điện tử cho học viênthực tập Một số ứng dụng cụ thể phải kể đến như:

- Trong chế tạo khuôn dập vỏ Ô tô: Với mong muốn đóng góp vào việcthực hiện chủ trương nâng cao tỷ lệ nội địa hóa của ngành chế tạo Ô tô trongnước, lần đầu tiên các nhà khoa học bộ môn Gia công áp lực trường Đại họcBách khoa Hà Nội đã nghiên cứu và thiết kế chế tạo khuôn dập vỏ Ô tô bằngcông nghệ ảo Mặc dù ngành lắp ráp Ô tô, xe máy ở Việt Nam trong nhữngnăm qua đã khá phát triển theo kịp với quá trình hội nhập kinh tế và đáp ứngnhu cầu người tiêu dùng nhưng riêng trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo các chitiết vỏ mỏng cỡ lớn, có hình dạng phức tạp mà đặc biệt là các vỏ Ô tô là vấn

đề còn mới mẻ ở nước ta và là một khó khăn đối với ngành công nghiệp sảnxuất, chế tạo Ô tô Sỡ dĩ như vậy là vì việc thiết kế các quy trình công nghệdập, thiết kế và chế tạo khuôn mẫu vỏ Ô tô có nhiều nét đặc thù và có nhữngyêu cầu kỹ thuật cao so với các chi tiết thông thường Bằng công nghệ môphỏng số (ảo) khuôn dập và quá trình dập vỏ được mô phỏng trên vi tính cóthể xác định chính xác các chi tiết đạt tiêu chuẩn đề ra cho một bộ khuôn hoànchỉnh Toàn bộ quá trình thiết kế, gia công chế tạo được sử dụng phần mềmchuyên nghiệp Pro Egineer, Edge Cam để mô phỏng các quá trình biến

dạng, tìm phương án tối ưu thiết kế công nghệ thích hợp và khuôn dập tươngứng Sau khi lập trình trên máy tính, với máy ép thủy lực 1.000 tấn, khuôndập sẽ cho ra lò những chi tiết vỏ xe từ đơn giản đến phức tạp nhất một cáchtối ưu nhất, tránh công đoạn sản xuất thử nhiều lần, tiết kiệm chi phí và sứclao động Thành công này đã mở ra một hướng phát triển mới trong lĩnh vựcthiết kế, chế tạo khuôn dập vỏ vốn còn non yếu ở nước ta

- Luận án tiến sỹ giáo dục của TS Lê Huy Hoàng nghiên cứu về "Thínghiệm, thực hành ảo - ứng dụng trong dạy học Kỹ thuật công nghiệp lớp 12-Trung học phổ thông" đã đưa ra cơ sở lý luận tương đối hoàn chỉnh về xâydựng và sử dụng TNTH ảo Tuy nhiên, phạm vi của đề tài là TNTH ảo trongdạy học Kỹ thuật công nghiệp lớp 12 Còn trong đào tạo nghề, chưa có mộtcông trình nghiên cứu nào đề cập tới TNTH ảo như một lý luận về xây dựng

và sử dụng TNTH ảo trong dạy nghề

Do đó, đề tài được thực hiện với mục tiêu khái quát hoá về mặt cơ sở lýluận và thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng TNTH ảo trong đào tạo nghềnói chung, trong dạy nghề Điện ôtô nói riêng Trên cơ sở đó, xây dựng thửnghiệm một số bài TNTH ảo điển hình Các vấn đề đặt ra như: khi nào thìdùng thuật ngữ ảo; thế nào là TNTH ảo; vai trò của TNTH ảo trong đào tạonghề là gì; tiêu chí nào để phân loại TNTH ảo; mối liên hệ giữa mô phỏng vàTNTH ảo; quy trình nào cho thiết kế, xây dựng và nguyên tắc sử dụng TNTH

ảo sẽ được đề cập trong luận văn

1.2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG THÍNGHIỆM THỰC HÀNH ẢO TRONG ĐÀO TẠO NGHỀ

1.2.1 Một số khái niệm

l.2.l.1 Một số khái niệm liên quan đến đào tạo nghề (ĐTN)

a Đào tạo nghề

ĐTN là quá trình phát triển có hệ thống kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vàthái độ nghề nghiệp; ĐTN là nhằm hướng vào hoạt động nghê nghiệp và hoạtđộng xã hội Mục tiêu đào tạo là trạng thái phát triển của nhân cách được dựkiến trên cơ sở yêu cầu phát triển kinh tế xã hội và được hiểu là chất lượngcần đạt tới đối với người học sau quá trình đào tạo ĐTN khác với đào tạo lýthuyết học thuật mặc dù ranh giới không dễ phân định ĐTN cũng có nhữngnhân tố sư phạm như các thiết chế giáo dục khác nhưng nhấn mạnh nhiều hơnvào khía cạnh kỹ thuật và công nghệ

b Kỹ năng, kỹ xảo

“Kỹ năng là khả năng của con người thực hiện công việc một cách cóhiệu quả và chất lượng trong một thời gian thích hợp, trong những điều kiệnnhất định dựa vào tri thức và kỹ xảo đã có " [3,Tr.75] Như vậy, kỹ năng cónội dung là những quá trình tâm lý và luôn gắn với những hoạt động cụ thể,

kỹ năng là kiến thức trong hành động "Kỹ xảo là hoạt động hay thành phầncủa hoạt động đã được tự động hóa nhờ luyện tập " [3,Tr.75].Như vậy, kỹ xảonhư một thuộc tính nhân cách vì nó khá ổn định và bền vững

c Năng lực thực hành nghề

Năng lực hành nghề là khả năng và sự sẵn sàng hành động một cách độclập, phù hợp với đối tượng trong các tình huống hoạt động nghề nghiệp vàhoạt động xã hội Trong cơ chế thị trường, năng lực hành nghề cũng chính làkhả năng tìm kiếm việc làm và tự tạo việc làm để lập thân, lập nghiệp Saukhi được đào tạo nghề, cấu trúc năng lực của người học nghề bao gồm: nănglực chuyên môn nghề, năng lực phương pháp và năng lực xã hội

d Phương tiện và phương tiện dạy học (PTDH)

Một cách chung nhất, phương tiện là cái dùng để làm một việc gì, để đạtmột mục đích nào đó và PTDH được hiểu là toàn bộ những trang thiết bị, đồdùng, dụng cụ phục vụ việc giảng dạy và học tập Đề cập tới khái niệm

'PTDH có ý kiến cho rằng PTDH là các công cụ nhằm truyền đạt những thôngđiệp từ người dạy đến người học trong quá trình dạy học Tuy nhiên, trongthời đại CNTT phát triển như vũ bão hiện nay, khái niệm này đã không cònphù hợp Theo tác giả, "PTDH là toàn bộ những trang thiết bị, đồ dùng, dụng

cụ phục vụ việc giảng dạy và học tập, có tính tương tác được sử dụng nhằm

hỗ trợ hiệu quả trong quá trình truyền đạt của người dạy và quá trình lĩnh hộicủa người học"

1.2.1.2.Một số khái niệm liên quan đến TNTH ảo.

là nó bảo đảm khả năng tác động thực tế một cách chủ động lên các hiệntượng và quá trình nghiên cứu Ở đây người nghiên cứu không bị hạn chế cáchiện tượng mà còn can thiệp có ý thức vào quá trình diễn biến tự nhiên củachúng

Như vậy có thể hiểu, "Thí nghiệm là phương pháp nghiên cứu thựcnghiệm với tác động chủ động của người tiến hành trong việc: Tạo dựng đốitượng nghiên cứu theo dự định; Điều khiển quá trình diễn biến; và Phục hồiquá trình thực nghiệm trong những điều kiện như nhau [9, Tr.2] Trong từ điểntiếng Việt thí nghiệm được giải nghĩa là "gây ra một hiện tượng, một sự biếnđổi nào đó trong điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu, nghiên cứu, kiểmtra hay chứng minh" thí nghiệm là "một loạt các thử nghiệm hoặc kiểmnghiệm được tiến hành nhằm chứng minh hoặc bác bỏ một giả thuyết" Các

trích dẫn và cách hiểu trên đây đều có nội tương đối thống nhất và cho thấythí nghiệm có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển nhận thức của conngười về thế giới Thí nghiệm là một phần của hiện thực khách quan đượcthực hiện hoặc tái tạo lại trong những điều kiện đặc biệt, trong đó con người

có thể chủ động điều khiển các yếu tố tác động vào quá trình xảy ra để phục

vụ cho các mục đích nhất định Từ đó, có thể hiểu "thí nghiệm là việc thựchiện các thao tác một cách có chủ ý lên các đối tượng của một hệ thống vàquan sát, thu nhận thông tin về các ảnh hưởng do các tác động gây ra đối với

hệ thống Trên cơ sở đó khảo sát, minh hoạ, chứng minh hoặc bác bỏ một giảthuyết khoa học "

Trong lĩnh vực đào tạo nghề, thực hành được hiểu là quá trình tác độngqua lại thống nhất giữa học tập và lao động Thông qua thực tập, lao động sảnxuất người học lĩnh hội và hoàn thiện những cơ sở quan trọng của nghềnghiệp, tiếp thu những giá trị cơ bản của giáo dục lao động, hình thành vàphát triển nhân cách người công nhân, nhân viên nghiệp vụ, giáo viên dạynghề theo mục tiêu đào tạo Như vậy, nhiệm vụ của dạy thực hành nghề cóthể khái quát là:

- Củng cố, hoàn thiện, vận dụng và khẳng định sự đúng đắn các kiến thức

lý thuyết kỹ thuật;

- Hình thành và rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo kỹ thuật, phát triển tư duy,bồi dưỡng năng lực kỹ thuật;

- Thực hiện các chức năng giáo dục

c Thuật ngữ ảo

Ngày nay, thuật ngữ ảo được dùng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực, đặcbiệt là trong CNTT, Vật lý học, Toán học, Bảo tàng học Tuy nhiên, hiểu vàvận dụng thuật ngữ ảo thế nào cho đúng? Nội dung đề cập dưới đây sẽ làmsáng tỏ điều đó

d Mô hình

Mô hình (Model) là một sơ đồ phản ánh đối tượng hoặc hệ thống Conngười dùng sơ đồ đó để nghiên cứu, thực nghiệm nhằm tìm ra các quy luậthoạt động của đối tượng hoặc hệ thống Hay nói một cách khác, mô hình làđối tượng thay thế của đối tượng gốc (đối tượng thực tê) dùng để nghiên cứu

về đối tượng gốc [5,Tr.6] Bàn về khái niệm mô hình trong dạy học, có một số

ý kiến khác cho rằng: Mô hình là phương tiện dạy học hình khối (3 chiều)phản ánh tính chất, cấu tạo cơ bản của vật thật Mô hình thường được thay đổi

về tỷ lệ so với vật thật Giá trị sư phạm của mô hình là ở chỗ nó có khả năngtruyền đạt lượng tin về sự phân bố và tác động qua lại giữa các bộ phận trong

mô hình Theo nghĩa chung nhất, mô hình được hiểu là "một thể hiện bằngthực thể hay bằng khái niệm một số thuộc tính và quan hệ đặc trưng của mộtđối tượng nào đó (gọi là nguyên hình) nhằm mục đích nhận thức: Làm đốitượng quan sát thay cho nguyên hình, hoặc và làm đối tượng nghiên cứu (thựcnghiệm hay suy diễn) về nguyên hình" [9, Tr 18] Để làm được điều đó, Môhình cần phải phản ánh được những đặc điểm cơ bản của vật thật mà nó thaythế Trong thực tế quá trình giảng dạy với một số nội dung sử dụng mô hìnhcũng có hiệu quả tương đương với sử dụng vật thật Tuy nhiên vì chế tạo môhình thường rất phức tạp và đắt tiền nên người ta chỉ sử dụng mô hình trong

trường hợp không có phương tiện nào khác để thay thế Hiện chưa có một lýthuyết tổng quan về mô hình nói chung, mà chỉ có những lý thuyết được xâydựng cho từng loại mô hình

e Mô phỏng

Mô phỏng (Simulation) được ứng dụng rộng rãi trong kinh tế, kỹ thuật vànhiều lĩnh vực khác Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng là con đườngnghiên cứu thứ ba, song song với nghiên cứu lý thuyết thuần túy và nghiêncứu thực nghiệm trên đối tượng thực Nó được sử dụng khi không thể, khôngcần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực

Trong thực tế, đã có nhiều công trình nghiên cứu về mô phỏng Theo đócũng đã có nhiều quan điểm xung quanh khái niệm mô phỏng:

Theo từ điển chính xác Oxford, bản 1976, "Mô phỏng có nghĩa là giảcách, làm ra vẻ như, hành động như, bắt chước giống với, mang hình thứccủa, giả bộ như , làm giả các điều kiện của tình huống nào đó thông qua một

mô hình với mục đích huấn luyện hoặc tiện lợi

Nghĩa thứ hai, mô phỏng là một phương pháp nghiên cứu về đối tượng,

hệ thống thực thông qua mô hình của nó

Trong luận văn này, mô phỏng được hiểu theo nghĩa thứ hai, tức là "thựcnghiệm quan sát được và điều khiển được trên mô hình" Mô phỏng bao gồmnhững quá trình sau đây:

1 Xây dựng mô hình cho đối tượng nghiên cứu

2 Thực nghiệm trên mô hình để có kết quả về đối tượng nghiên cứu

3 Kiểm nghiệm lại kết quả thu được

Lý thuyết cũng như thực nghiệm chứng minh được rằng chúng ta chỉ cóthể xây dựng được các mô hình gần giống với đối tượng thực mà thôi, vìtrong quá trình mô hình hóa bao giờ cũng chấp nhận một số giả thiết nhằmlàm giảm bớt độ phức tạp của mô hình, để mô hình có thể ứng dụng thuận

tiện trong thực tế Mặc dù vậy, mô phỏng vẫn là một phương pháp hữu hiệu

để con người nghiên cứu đối tượng, nhận biết các quá trình, các quy luật tựnhiên Ngày nay nhờ có sự trợ giúp đắc lực của kỹ thuật máy tính, kỹ thuật tinhọc, người ta đã phát triển các phương pháp mô hình hóa cho phép xây dựngcác mô hình ngày càng gần với đối tượng nghiên cứu Đặc biệt, phương pháp

mô phỏng số là một phương pháp hữu hiệu để nghiên cứu những đối tượng cócấu trúc phức tạp, các đối tượng mà trong đó có các biến ngẫu nhiên Sự pháttriển của CNTT mà cụ thể là kỹ thuật máy tính đã giúp cho việc thu nhận, lựachọn, xử lý các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chínhxác

Trong Công nghệ dạy học ở nước ta hiện nay, ngoài các phương phápquen thuộc là hình vẽ, đồ dùng dạy học trực quan và các phương tiện nghenhìn mà thầy trò khó tham gia tạo dựng, cải tiến như phim, băng hình domáy tính ngày càng phổ biến, phương pháp mô phỏng bằng đồ hoạ vi tính đãtrở nên phổ biến ở các trường đại học, cao đẳng chuyên nghiệp và khá nhiềutrường phổ thông Tuy nhiên, việc sử dụng các ngôn ngữ cao cấp hoặc phầnmềm mô phỏng chuyên dụng vào việc dạy học ở các trường, đặc biệt làtrường dạy nghề còn gặp nhiều khó khăn như việc lập trình mô phỏng rấtphức tạp, yêu cấu giáo viên phải có trình độ máy tính tương đối thành thạo.Mặt khác, các phần mềm chuyên đụng thường chiếm bộ nhớ rất lớn khiến choviệc cài đặt không thuận tiện Vì thế, vấn đề đặt ra là xây dựng phần mềmthiết thực, phù hợp hay tạo ra những sản phẩm mô phỏng phục vụ dạy học lànhững vấn đề mà ngành sư phạm kỹ thuật và dạy nghề cần quan tâm nghiêncứu TNTH ảo được nghiên cứu trong phạm vi của đề tài này chính là mộttrong những thể hiện cụ thể của mô phỏng, là một vấn đề cần được quan tâmnghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong GD- ĐT nói chung mà đặc biệt làtrong dạy nghề để nhằm nâng cao hiệu quả công tác đào tạo

1.2.2 Thực tại ảo (Virtual Reality- VR)

1.2.2.1 Khái niệm thực tại ảo

Có nhiều định nghĩa khác nhau về thực tại ảo, một vài trong số đó là:

"Thực tại ảo là công nghệ sử dụng các kỹ thuật mô hình hóa không gian bachiều với sự hỗ trợ của các thiết bị đa phương tiện hiện đại để xây dựng mộtthế giới mô phỏng bằng máy tính- môi trường ảo (virtual environment) Trongthế giới ảo này, người sử dụng không còn được xem như người quan sát bênngoài mà đã thực sự trở thành một phần của hệ thống" [8, Tr.356] Theo TS

Lê Huy Hoàng, thực tại ảo có thể hiểu là một hệ thống cho phép một hoặcnhiều người sử dụng (users) di chuyển, phản ứng trong một môi trường môphỏng điện toán Dưới sự hỗ trợ của các thiết bị kèm theo, người sử dụng cóthể cảm nhận, thao tác với các đối tượng ảo (virtual objects) giống như vớicác đối tượng trong thế giới thực Sự tương tác "tự nhiên" này khiến ngườidùng có cảm giác "đắm chìm" trong một môi trường ảo Môi trường đó đượcxây dựng bởi mô hình toán học và những chương trình máy tính (computerprograms) [7, Tr 22]

1.2.2.2 Đặc điểm của hệ thực tại ảo

Thực tại ảo là một thế giới thực song lại ảo, vì một phần của thế giớithực sẽ được tái tạo trên máy tính, trong môi trường không gian ba chiều gắnvới các thiết bị đầu vào, cho phép con người tương tác với môi trường ảo đó.Những tương tác đó sẽ được chương trình xử lý để đem lại cho con ngườicảm nhận về sự thay đổi của môi trường như trong thực tế Tất cả những điềunày diễn ra trong môi trường không gian ba chiều Dưới khía cạnh CNTT,thực tại ảo là một hệ thống mô phỏng trong đó đồ họa máy tính được sử dụng

để tạo ra một thế giới "nhân tạo- như thật" Thế giới này không tĩnh tại, mà lạiphản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu vào) của người sử dụng (nhờ hành

động, lời nói, ) Người sử dụng tương tác với mô hình, trong đó tương tácđược mô phỏng từ thao tác với các đối tượng thực Điều này xác định một đặctính chính của thực tại ảo, đó là tương tác thời gian thực (real- timeinteractivity)[15, Tr.36] Thời gian thực ở đây có nghĩa là khả năng của máytính có thể nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và tác động ngaylập tức làm thay đổi thế giới ảo Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trênmàn hình ngay theo ý muốn của họ và bị thu hút- cảm giác "đắm chìm" bởi sự

mô phỏng này Điều này chúng ta có thể nhận thấy ngay khi đi tham quan bảotàng ảo- bảo tàng số kết hợp được các đặc tính của thực tại ảo Tham quantrong bảo tàng ảo- tham quan ảo, người dùng không chỉ thực sự cảm nhậnđược sự hiện hữu "sống" của các hiện vật trong môi trường đó, mà còn có thểtương tác với môi trường như là một thành phần thực sự của môi trường đó

1 2.2.3 Một số ứng dụng chính của thực tại ảo

Trong những năm gần đây, như là thành quả của các ngành khoa họccông nghệ khác nhau, các thiết bị thực tại ảo phát triển một cách mạnh mẽ.Với năng lực tính toán mạnh hơn, khả năng của bộ nhớ trong cao hơn, nhỏnhẹ và rẻ tiền hơn trước, với sự tiến bộ trong việc chế tạo bộ hiển thị tinh thểlỏng có kích thước nhỏ đã tạo khả năng cho các nhà khoa học phát triển các

hệ thống mô phỏng thực tại ảo với chất lượng cao

Tại các nước phát triển, chúng ta có thể nhận thấy thực tại ảo được ứngdụng trong mọi lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, vàđáp ứng mọi nhu cầu: nghiên cứu, giáo dục, thương mại…

Để có một kết quả học tập cao nhất, chúng ta sử dụng nhiều phương pháphọc tập khác nhau, trong đó có phương pháp trực quan Thực tế cho thấy, họcbằng phương pháp trực quan thì nhanh hơn các phương pháp khác Vì vậy,thực tại ảo đã và đang trở thành một công cụ hữu hiệu trong giáo dục, đặc biệt

là với trẻ em Ngoài ra nó cũng là phương tiện dạy học mang lại hiệu quả đào

tạo lớn đối với một số ngành nghề đòi hỏi phải thực hành Ví dụ như: huấnluyện phi công, lái xe Một số trường có đào tạo nghề lái xe tại Việt Namhiện nay cũng đang sử dụng phương tiện cho phép người học thực hành trên

cơ sở thực tại ảo

Giáo dục luôn là mối quan tâm hàng đấu của mỗi quốc gia Việc nghiêncứu để đưa ra phương pháp giáo dục hiệu quả đã khó, song vấn đề khó khănhơn là làm sao kích thích được niềm say mê học tập, nghiên cứu của ngườihọc và tác động đến tính tự giác, khả năng tư duy và tưởng tượng của ngườihọc, cung cấp môi trường học tập, nghiên cứu tết nhất nhằm phát huy hếtnhững khả năng của con người Chúng ta đã thấy hiệu quả to lớn của việcứng dụng tin học vào trong giáo dục trên thế giới cũng như ở Việt Nam Song,phần lớn các ứng dụng tin học vào giáo dục mà chúng ta biết mới chỉ lànhững giáo trình tin học nhằm rèn luyện tư duy tin học cho con người, chứnhững ứng dụng nhằm rèn luyện những khả năng khác của con người thì chưaphổ biến

1.2.2.4 Kết luận về thực tại ảo

Thực tại ảo có tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn Tất cả những ứng dụngcủa thực tại ảo đều liên quan tới việc xây dựng các mô hình mô phỏng thếgiới trên máy vi tính, cung cấp khả năng quan sát và tương tác của các môhình với người sử dụng thông qua các thiết bị đầu vào và đầu ra Như vậy, cóthể nói vấn đề chính của thực tại ảo là phải xây dựng mô hình mô phỏng thếgiới thực trên máy tính theo không gian 3D, cung cấp các dịch vụ tương tácgiữa môi trường mô phỏng với người sử dụng thông qua thiết bị vào ra Và cóthể nói tóm lại một điều: Mọi lĩnh vực "có thật" trong cuộc sống đều có thểứng dụng nhục tế ảo" để nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn

1.2.3 Dạy học thực hành nghề

1 2.3.1 Đặc điểm của dạy học thực hành nghề

Dạy học thực hành nghề là một quá trình sư phạm giải quyết các nhiệm vụ

do giáo viên thực hành và học sinh học nghề tổ chức, thực hiện một cách cókhoa học và có mục đích nhằm tạo những cơ sở của kỹ năng, kỹ xảo nghềnghiệp cho người công nhân tương lai Quá trình ấy cùng với quá trình dạy lýthuyết và hoạt động ngoài giờ học tạo nên một thể thống nhất và nó được tiếnhành dưới sự chỉ đạo của giáo viên Trong dạy học nghề thì dạy học thựchành giữ vai trò chủ đạo Qua đó, học sinh học nghề trau dồi năng lực học tập

và lao động độc lập, tự giác, tích cực và ngày càng sáng tạo

1.2.3.2 Vai trò của phương tiện dạy học trong dạy học thực hành nghề

Học thực hành là quá trình tác động thống nhất giữa học tập và lao động.Thông qua thực tập sản xuất, lao động sản xuất, người học sẽ lĩnh hội và hoànthiện những cơ sở quan trọng của nghề nghiệp, có thể tiếp thu những giá trị cơbản của giáo dục lao động, từ đó hình thành và phát triển nhân cách của ngườihọc theo mục tiêu đào tạo Nếu như giáo dục ngày xưa nghiêng nặng về việcchú trọng đến tri thức thuần túy, thì giáo dục hiện đại ngày nay chú trọng cảcông cụ, phương tiện, thiết bị vật chất truyền tải tri thức đến với người học.không đơn thuần chỉ là phương tiện giúp người dạy truyền đạt có hiệu quả nộidung kiến thức cho người học mà nó còn là đối tượng nhận thức của ngườihọc, là yếu tố kích thích tính tò mò, lòng hăng say và tính tích cực học tập củangười học Do yêu cầu tăng hoạt động TNTH, cũng như yêu cầu ứng dụngnên khi xây dựng chương trình cần đặt đúng vị trí của PTDH trong quá trìnhđào tạo nghề

Việc đầu tư trang thiết bị cho đào tạo tại các CSDN theo các định hướngsau:

- Thiết bị gắn với ngành nghề và quy mô đào tạo;

- Thiết bị phù hợp với mục tiêu đào tạo- nội dung chương trình đào tạo

- Phương pháp dạy học;

- Thiết bị phù hợp với sự phát triển của KHKT, phù hợp với công nghệsản xuất ở cơ sở; Cùng với TBDH, PTKTDH cũng có một vai trò vô cùngquan trọng trong dạy học PTKTDH bao gồm: máy chiếu qua đầu, máy chiếuvật thể, MVT, ti vi, đầu video/VCD/DVD, máy chiếu đa phương tiện PTKTDH làm cho bài giảng có hiệu quả hơn vì cho phép chúng ta trình bàybài giảng bằng nhiều phương pháp rất hấp dẫn ngưu 1 học Điều quan trọng làchúng ta phải xác định được mục tiêu của bài giảng để có thể lựa chọnPTKTDH hỗ trợ tốt nhất cho từng mục tiêu

1.2.3.3 Thực trạng thiết bị dạy học thực hành nghề

Trong những năm qua, các điều kiện đảm bảo chất lượng dạy nghề đãđược cải thiện: Đội ngũ giáo viên dạy nghề tăng về số lượng; nhiều chươngtrình dạy nghề đã được đổi mới về nội dung cho phù hợp với kỹ thuật, côngnghệ sản xuất; cơ sở vật chất và thiết bị dạy nghề của khoảng 60% số CSDN

đã được trang bị bổ sung, nâng cấp nhờ sự tăng cường đầu tư nguồn kinh phícho phát triển dạy nghề từ Chương trình Mục tiêu quốc gia; khoảng 70% họcsinh sinh viên tìm được việc làm hoặc tự tạo việc làm ngay sau khi tết nghiệp.Những nhân tố kể trên đã góp phần thúc đẩy phát triển sự nghiệp đào tạo nghề

ở nước ta Về cơ sở vật chất và trang thiết bị dạy nghề, theo báo cáo tình hìnhdạy nghề giai đoạn 2002 - 2009:

- Hầu hết các CSDN có đủ thiết bị thực hành cơ bản Một số cơ sở đã xâydựng đồng bộ từ phòng học lý thuyết, xưởng thực hành, thư viện, khu giáodục thể chất, ký túc xá khang trang, hiện đại 40 trường dạy nghề được đầu

tư tập trung đã có thiết bị dạy nghề hiện đại ở một số nghề, nhờ đó quy môtuyển mới đã tăng gấp 2- 3 lần (như các trường cao đẳng nghề Điện, cao đẳngnghề Cơ điện- Luyện kim, cao đẳng nghề mỏ Hồng Cẩm.,Trường cao đẳng

nghề KTCN Việt nam- Hàn Quốc ) Nhìn chung cơ sở vật chất, trang thiết bịcho dạy và học nghề của các CSDN này đã được đổi mới căn bản và trở thànhcác cơ sở đào tạo nghề nòng cất cung cấp nguồn lao động có kỹ thuật cho đấtnước Bên cạnh những thành tựu đã đạt được, ngành dạy nghề vẫn đang đứngtrước nhiều khó khăn, thách thức trước yêu cấu đổi mới nhằm nâng cao chấtlượng nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu của thị trường lao động trong và ngoàinước Cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho quá trình đào tạo là một trong

ba điều kiện cơ bản nhằm đảm bảo chất lượng dạy nghề vẫn còn thiếu về sốlượng và lạc hậu về chất lượng, trừ một số trường mới được đầu tư thông quacác dự án về đào tạo nghề

1.2.4 Thí nghiệm thực hành ảo

1.2.4.1 Khái niệm TNTH ảo

Bàn về TNTH ảo có một số ý kiến cho rằng: TNTH ảo là tập hợp các tàinguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập, nhằm mục đích

mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học, xảy ra trong tự nhiênhay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính năng tương tác cao, giaodiện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điềukiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thực hiện trong phòng thínghiệm

Tiếp cận khái niệm "thí nghiệm thật- ảo" dưới góc độ cách thức và dụng

cụ tiến hành thí nghiệm, một số ý kiến cho rằng: Thí nghiệm thật là các thínghiệm được thực hiện bằng các dụng cụ thí nghiệm thật, các hoá chất, linhkiện, vật liệu thật Còn thí nghiệm ảo là các thí nghiệm được thực hiện trênMVT, thí nghiệm ảo thực chất là mô hình của thí nghiệm thật trên máy vitính

Khi bàn về phòng thí nghiệm ảo (V-lab) một số ý kiến khác lại cho rằng:Khái niệm về V-lab được dựa trên phòng thí nghiệm thực gồm các máy móc

thực được điều khiển từ xa, vì vậy nó không chỉ đơn thuần tiên quan đến các

mô phỏng ảo Cất lõi của V-lab là các thiết bị thí nghiệm, trong nhiều trườnghợp là các thiết bị thí nghiệm dành cho quá trình thí nghiệm đồng dạng hoặc

mô phỏng vật lý Thiết bị thí nghiệm được điều khiển từ xa thông qua liên kếtmạng Trên quan điểm này, khái niệm "ảo" của TNTH được hiểu là sử dụngphòng TNTH qua truy cập mạng Internet

Còn PGS.TS Vũ Trọng Rỹ cho rằng "thí nghiệm ảo là một loại sản phẩm

đa phương tiện (Multimedia), một loại phần mềm dạy học mô phỏng thínghiệm về hiện tượng, quá trình vật lí, hoá học, sinh học, nào đó xảy ratrong tự nhiên hoặc trong phòng thí nghiệm, được tạo ra bởi sự tích hợp các

dữ liệu dạng số trên máy tính, có khả năng tương tác với người dùng và cógiao diện thân thiện với người dùng" [13, Tr.20] Cách tiếp cận này chỉ xemthí nghiệm ảo là một công cụ, phương tiện Mặc dù tác giả đã đề cập tới khảnăng tương tác với người dùng tuy nhiên nếu sự tác động.có chủ ý lên các đốitượng của hệ thống thì chưa thể gọi là thí nghiệm

Theo TS Lê Huy Hoàng, khái niệm về TNTH ảo được xây dựng thôngqua sự tiếp cận các thuật ngữ ảo, thí nghiệm và thực hành Theo đó, có thểhiểu: "TNTH ảo là TNTH được thực hiện bởi các thao tác lên các đối tượng

ảo với mục đích hình thành kỹ năng, khảo sát, minh hoạ hay chứng minh một

lý thuyết khoa học và được sử dụng để hỗ trợ đồng thời khắc phục một số hạnchế của TNTH thực" [6, Tr.29]

1.2.4.2 Đặc điểm TNTH ảo

Trong TNTH ảo, một mô hình số được sử dụng để thay thế cho các đốitượng, hệ thống, quá trình thực Do đó, so với TNTH thực, nó có những đặcđiểm riêng đó là:

1 Là sản phẩm của quá trình mô phỏng số

2 Thường là các TNTH khó hoặc không thể hiện được bởi TNTHthực.Có thể làm TNTH mọi lúc, mọi nơi

3 Có sự sai khác, lược bớt nhất định về giao diện cũng như mức độ phảnánh so với TNTH thực Một số yếu tố có thể được xem xét trong các điều kiện

lý tưởng

4 Đối tượng thể hiện trong TNTH ảo rất đa dạng, phong phú Khấu haothiết bị, chi tiêu vật tư, nguyên vật liệu liên quan tới các bài TNTH ảo khôngtổn tại

5 Tiến hành thao tác với các đối tượng, thay đổi tham số của bàiTNTH thông qua giao diện của máy tính hay các thiết bị phụ trợ Số lượngcác thao tác với TNTH ảo không hạn chế, khả năng thay đổi' tham số lớn.Thao tác với TNTH ảo dễ dàng, chính xác, không bị yếu tố tâm lý chi phối

1 2.4.3 Phân loại TNTH ảo

Có nhiều tiêu chí để phân loại TNTH ảo như mục đích sử dụng trên lớp,cách thức thao tác với TNTH Trong luận văn này, tác giả phân loại TNTH

ảo dựa trên tiêu chí về cách thức tương tác với TNTH và hình thức biểu diễnkết quả của TNTH Theo đó TNTH ảo bao gồm một số mức độ sau:

(l) TNTH ảo giống như thật

Để TNTH giống như thật, việc xây dựng các bài TNTH ảo dựa trên côngnghệ thực tại ảo { 1.2.2 } Trong trường hợp này, người học không trực tiếptác động tới mô hình số của bài TNTH thông qua giao diện máy tính (bànphím, chuột ) mà thông qua hệ thống các thiết bị giao diện thực tại ảo bao'gồm các thiết bị giao diện thị giác, thính giác và cảm giác Khi đó, người học

sẽ thao tác với bài TNTH giống như trong thực tế (có thể cầm, nắm, dichuyển, thay đổi tham số cho các đối tượng ) và đều nhận được cảm giácthực Với việc sử dụng các thiết bị giao diện thực tại ảo, các kết quả của bàiTNTH tác động trực tiếp tới các giác quan của người học theo cách giống như

thật Với hình thức TNTH này, có thể tạo ra được các bài TNTH cho các nộidung trong thực tế không thể tiến hành được Đặc biệt, nó cho phép hìnhthành kỹ năng thao tác chân tay, một trong những điểm được cho là hạn chếcủa TNTH ảo Tuy nhiên, đây là một công nghệ phức tạp, ngoài một mô hình

số phức tạp, máy tính, các thiết bị ngoại vi còn cần thêm nhiều thiết bị đắt tiềnnhư kính đội đầu, găng tay hữu tuyến Do vậy, đề tài không nghiên cứu, xâydựng TNTH ảo dựa trên công nghệ này

(2) TNTH ảo cho kết quả thực

TNTH ảo loại này dựa trên công nghệ mô phỏng số điều khiển hoạt độngcủa các thiết bị thực thông qua các cam giao tiếp

Việc thao tác với mô hình số thể hiện bài TNTH được tiến hành thôngqua giao diện của máy tính (bàn phím, chuột) tác động tới các đối tượng, chứcnăng của TNTH Kết quả của TNTH được gìn tới cam giao tiếp và điều khiểncác đối tượng thật (đồng hồ đo, máy hiện sóng, mạch hiển thị tín hiệu, âmthanh ) Các bài TNTH loại này được dùng để thể hiện khả năng thay thếchức năng của đối tượng, hệ thống thực bằng máy tính và chủ yếu dùng vàochức năng điều khiển hệ thống chấp hành Cũng giống như trường hợp trên,xét thấy chưa có sự phù hợp khi vận dụng mức độ này, đề tài cũng không xâydựng và sử dụng TNTH ảo theo hướng này

(3) TNTH ảo cho kết quả phù hợp

Đây là loại TNTH ảo được xây dựng với công nghệ đơn giản nhất, khôngđòi hỏi các trang thiết bị kèm theo, đó là mô phỏng điện toán Các TNTH loạinày thường sử dụng các hình ảnh gần giống thực hoặc các ký hiệu tượngtrưng để thể hiện các đối tượng của hệ thống Khi thực nghiệm trên mô hình,

sẽ cho kết quả phù hợp với hệ thống thực Thao tác với TNTH được tiến hànhgiống như đối với TNTH cho kết quả thực Nội dung thể hiện cũng như kếtquả của TNTH được hiển thị ngay trên màn hình của máy tính

Hình 1.4 Mô hình thể hiện TNTH ảo cho kết quả phù hợp

Mức độ TNTH này được áp nhiều trong minh hoạ, chứng minh, thiết kế,sáng tạo Nhờ nó, hàng loạt các vấn đề về khoa' học, kỹ thuật được giảiquyết một cách thuận lợi và kinh tế Đây cũng chính là mô hình đề tài áp dụng

để thiết kế và xây dựng các bài TNTH ảo cho một số nội dung thuộc chươngtrình dạy nghề Điện công nghiệp

Thao tác ,thí nghiệm, thực hành

Mô hình số thể hiện bài

TN-TH

Giao diện máy tính Hiển thị kết quả trên

màn hình máy tính

1 2.4.4 Mỗi liên hệ giữa TNTH ảo với mô phỏng

Trong TNTH ảo, yếu tố tương tác với mô hình đặc biệt được coi trọng

Đó là trình tự thao tác, hình thức thao tác, sự gia công về mặt sư phạm đối vớiTNTH nhằm đạt hiệu quả cao nhất khi thao tác trong môi trường ảo Quanghiên cứu cho thấy, giữa mô phỏng và TNTH ảo có những mối liên hệ nhấtđịnh, hình 1.10

Hình 1.5 Sơ đồ môi liên hệ giữa TN TH ảo với mô phỏng

Theo sơ đồ trên, TNTH ảo chính là một trường hợp riêng của mô phỏng.Nói cách khác, TNTH ảo là sự cụ thể hoá giai đoạn thực nghiệm trên mô hìnhtrong sơ đổ cấu trúc của mô phỏng (hình l.lo) Nội dung cụ thể cho TNTH ảo

là mô hình của đối tượng nghiên cứu phải là mô hình số Như vậy, TNTH ảocòn được hiểu là TNTH được tiến hành trên mô hình số của đối tượng nghiêncứu thực

1 2.4.5 Yếu tố tương tác với mô hình trong TNTH ảo

Tương tác là đặc tính không thể thiếu của một hệ thực tại ảo { l.2.2.2}

Do vậy, trong TNTH ảo yếu tố tương tác với môi trường cũng đặc biệtđược coi trọng Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả chỉ nghiên cứu TNTH

ảo ở cấp độ TNTH ảo cho kết quả phù hợp, ở cấp độ này, tính tương tác củaTNTH ảo chính là tương tác với máy tính (tương tác người máy), cụ thể làtương tác với mô hình số của đối tượng cần được nghiên cứu Tương tácngười máy được xem như sự đối thoại giữa người dùng và máy tính Việc lựachọn kiểu giao tiếp sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến bản chất của quá trình đối thoại

Có nhiều kiểu tương tác được sử dụng trong giao tiếp như:

1 Giao tiếp dòng lệnh

2 Giao tiếp bảng chọn (Menu)

3 Giao tiếp bằng ngôn ngữ tự nhiên

4 Giao tiếp bằng hỏi đáp và truy vấn

5 Giao tiếp điền theo mẫu

6 Giao tiếp dạng WIMP

Hiện nay, giao tiếp dạng WIMP được sử dụng phổ biến trong tương tácngười- máy Với hệ thống cửa sổ (các vùng màn hình), các biểu tượng, cácbảng chọn và con trỏ là bộ công cụ để người dùng tương tác (lựa chọn, dichuyển, điều chỉnh các kích thước, thay đổi tham số, kẻo thả .) với các đốitượng như văn bản, đồ họa Sự phát triển của công nghệ phấn cứng và phấnmềm đã cho phép con người có khả năng tương tác linh động hơn rất nhiều, ví

dụ như là chúng ta không cần phải sử dụng các thiết bị trỏ phức tạp mà sửdụng ngay các thao tác bằng tay Chúng ta chỉ việc chiếu giao diện nên mộtmàn hình lớn sau đó dùng tay thao tác ngay trên màn hình chiếu như là chúng

ta đang sử dụng chuột để điều khiển các chức năng của máy Như vậy máytính không những tương tác với chúng ta qua màn hình và các thiết bị trỏ mà