ứng dụng thí nghiệm - thực hành ảo trong dạy thực hành kỹ thuật số

Trong nội dung đồ án, em không đi sâu vào nghiên cứu thực tại ảo vàcông nghệ thực tại ảo mà chỉ tìm hiểu một hình thức thể hiện là thí nghiệm –thực hành ảo và ứng dụng thí nghiệm – thực

LỜI NÓI ĐẦU

***

Trong thời đại phát triển khoa học, công nghệ thông tin và truyền thông(ICT), con người và tất cả những gì xung quanh cuộc sống của con ngườiđều có sự thay đổi dưới tác động của sức mạnh công nghệ

Trong đó, giáo dục cũng là một trong số các lĩnh vực ứng dụng

hiệu quả công nghệ thông tin và các thành tựu khoa học – kỹ thuật Việc ứngdụng thành công các thiết bị kỹ thuật số: máy tính, máy chiếu, phần mềm…

đã mang đến cho giáo dục những điều kiện phát triển thuận lợi Trong dạyhọc, dựa trên xu hướng sử dụng môi trường thực tại ảo (VR), các nhà giáodục đã nghiên cứu xây dựng và sử dụng thành công công nghệ này trong quátrình dạy và học

Trong nội dung đồ án, em không đi sâu vào nghiên cứu thực tại ảo vàcông nghệ thực tại ảo mà chỉ tìm hiểu một hình thức thể hiện là thí nghiệm –thực hành ảo và ứng dụng thí nghiệm – thực hành ảo trong dạy học thựchành Kỹ thuật số Việc tìm hiểu nội dung này không chỉ giúp em có đượcnhững hiểu biết xung quang vấn đề thí nghiệm – thực hành ảo, mà còn cóthể thu được những kiến thức bổ ích trong công việc sau này

Kết thúc thời gian làm đồ án, em xin chân thành cảm ơn thầy BùiNgọc Sơn ( Bộ môn Công nghệ dạy học – Khoa Sư phạm kỹ thuật – TrườngĐại học Bách Khoa Hà Nội ) – đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốtquá trình thực hiện đề tài Sự chỉ bảo và định hướng của thầy là nền tảngvững chắc giúp em có thể hoàn thành đề tài một cách tốt nhất Một lần nữa,

em xin cảm ơn và kính chúc thầy sức khỏe, niềm vui và thành đạt!

Cảm ơn các thầy cô khoa Sư phạm kỹ thuật và các bạn bè đã tạo điềukiện, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

1

MỤC LỤC

***

Lời nói đầu……… 1

Mục lục………2

Danh sách hình vẽ……… 4

Danh sách bảng biểu……… 6

Danh sách các từ viết tắt……… 7

MỞ ĐẦU……….8

CHƯƠNG I – CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM - THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY THỰC HÀNH… …13

1.1 Tình hình ứng dụng CNTT và truyền thông hiện nay………… 13

1.1.1 Trong du lịch - giải trí……… ……… … ………13

1.1.2 Trong giáo dục……… …… ……… …25

1.1.3 Trong lĩnh vực khoa học–kỹ thuật và một số lĩnh vực khác 34

1.2 Cơ sở lý luận về ứng dụng TN – TH ảo trong dạy học thực hành……… 42

1.2.1 Một số khái niệm……… …42

1.2.2 Sử dụng Game trong dạy học……… ….61

CHƯƠNG II - CƠ SỞ THỰC TIỄN VIỆC ỨNG DỤNG THÍ NGHIỆM –THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY THỰC HÀNH…… 68

2.1 Thực trạng dạy học thực hành nói chung……… 68

2.1.1 Nội dung – Phương pháp dạy học thực hành…… ……… 68

2.1.2 Trình độ giáo viên dạy thực hành……….……… 72

2.1.3 Phương tiện – Cơ sở vật chất dạy học thực hành………73

2.1.4 Khả năng phát huy tính tích cực sáng tạo của người học… 78

2.2 Những đòi hỏi hiện nay trong dạy thực hành………80

2.2.1 Đòi hỏi về phương pháp dạy học thực hành………….…… 80

2

2.2.2 Đòi hỏi về đổi mới nội dung–phương tiện dạy học thựchành………812.2.3 Nâng cao trình độ đội ngũ giáo viên và cơ sở vật chất dạy

học thực hành……….83

2.3 Khả năng ứng dụng TN – TH ảo trong dạy học thực hành…… 84

2.3.1 Ưu điểm của TN – TH ảo so với TH – TH thực……… 842.3.2 Hiệu quả ứng dụng công nghệ thông tin……….……… 87CHƯƠNG III – ỨNG DỤNG TN – TH ẢO TRONG DẠY

THỰC HÀNH KỸ THUẬT SỐ………94

3.1 Ứng dụng TN – TH ảo trong dạy học thực hành……….94

3.1.1 Nguyên tắc sử dụng TN – TH ảo trong dạy thực hành… … 953.1.2 Quy trình sử dụng TN – TH ảo trong dạy thực hành…………98

3.2 Ứng dụng TN – TH ảo trong dạy thực hành Kỹ thuật số……….103

3.2.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của Kỹ thuật số……….… 1033.2.2 Giới thiệu một số phần mềm để xây dựng và sử dụng TN – THảo……… 1093.2.3 Ứng dụng xây dựng một bài dạy thực hành cụ thể

môn Kỹ thuật số - có sử dụng TN – TH ảo……… 115KẾT LUẬN……….122TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 123

3

DANH SÁCH HÌNH VẼ

***

Hình 1.1 Giao diện làm việc của YouTube……… 15

Hình 1.2 Thẻ nhớ SlotMusic và máy nghe nhạc Sansa slotMusic……… 16

Hình 1.3 Apple iPod Touch (16GB)………17

Hình 1.4 Giao diện khới động của trò chơi……… 19

Hình 1.5 Không gian phòng nhảy Audition……….20

Hình 1.6 Một cảnh trong Chuyện hai chiếc bình……….21

Hình 1.7 Toàn cảnh thánh đường Aya Sofya…… ………23

Hình 1.8 Thánh đường Hagia Sofia nhìn từ bên ngoài……… …24

Hình 1.9 Nhà hát Odeon of Pericles………25

Hình 1.10 Giao diện phần mềm giúp học tốt vật lý Physics Simulations…30 Hình 1.11 Phần mềm thiết kế thí nghiệm vật lý ảo lớp 12……… 31

Hình 1.12 Giao diện làm việc của Crocodile Chemistry……… 32

Hình 1.13 Mô phỏng kiểm tra độ an toàn của người trong xe……….37

Hình 1.14 Màn hình mô phỏng lái máy bay……….38

Hình 1.15 Giao diện thi lý thuyết lái xe ô tô, mô tô 2 bánh……….40

Hình 1.16 Mô phỏng lái xe ô tô……… 41

Hình 1.17 Trò chơi toán học Flash……… 62

Hình 1.18 Trò chơi toán học Monkey Math……….63

Hình 1.19 Học tiếng Anh bằng máy chơi game NintendoDS……… 64

Hình 2.1 Giờ học thực hành nghề sửa ô tô……… 70

Hình 2.2 Giờ học thực hành nghề điện tử……… 70

Hình 2.3 Giờ thực hành chuyên ngành cơ khí……….76

Hình 2.4 Bãi tập thực hành ngoài trời……….76

Hình 3.1 Sơ đồ thể hiện quy trình sử dụng Thí nghiệm – thực hành ảo 99

4

Hình 3.2 Một học sinh đang tương tác với một tấm bảng kỹ thuật số… 106Hình 3.3 Library of Congress - Thư viện lớn nhất thế giới……… 107Hình 3.4 Hệ thống rạp hát gia đình của Samsung……….109Hình 3.5 Màn hình chính của phần mềm Crocodile Physics 6.05………110Hình 3.6 Thí nghiệm hóa học với Crocodile chemistry……… ……….111Hình 3.7 Hình ảnh phần mềm The Digital Frog……… 113Hình 3.8 Kết quả hiển thị mô phỏng mạch chạy chữ SPKT ĐT…………121

5

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

***

ICT Information and communication

technology

Công nghệ thông tin vàtruyền thông

IT Information technology Công nghệ thông tin

CBT Computer Base Training Dạy học dựa vào máy tính

CAD Computer – Aided Design Phần mềm thiết kế với sự

trợ giúp của máy tínhVLab Virtual Laboratory Phòng thực hành ảo

7

Xuất phát từ yêu cầu cụ thể của việc dạy các môn kỹ thuật và yêu cầucủa dạy học thực hành, đòi hỏi người dạy phải cung cấp đủ về kiến thức,thuần thục về kỹ năng cho người học để có thể trang bị cho người học hànhtrang tốt nhất có thể khi ra trường Trong khi đó, một thực trạng đặt ra trongvấn đề dạy thực hành hiện nay đó là vấn đề không đổi mới trong phươngpháp, hạn chế về phương tiện giảng dạy dẫn đến sự không hứng thú tiếp thucủa người học Do đó, đòi hỏi phải có một phương pháp giảng dạy mới tạo

8

ấn tượng và có hiệu quả trong quá trình dạy học Nhất là trong thời đại pháttriển công nghệ thông tin, khi xu hướng sử dụng máy tính và các phần mềmứng dụng đang ngày càng phổ biến thì trong dạy học cũng phải có nhữngthay đổi để có thể bắt kịp với nhịp độ phát triển giáo dục trong khu vực cũngnhư trên thế giới

Bên cạnh đó, trên cơ sở thực tế, sự có mặt và phạm vi ứng dụng củacông nghệ số ngày càng khẳng định vai trò cũng như những đóng góp quantrọng của nó trong hầu hết các lĩnh vực Chính vì vậy, việc giảng dạy kỹthuật số đã và đang được quan tâm phát triển trong các trường chuyênnghiệp hiện nay Đặc biệt là trong vấn đề dạy học thực hành, là giai đoạnhình thành và phát triển những kiến thức, tri thức kỹ năng, kỹ xảo cơ bản tạonền tảng cho sự phát triển nghề nghiệp sau này của người học

Chính vì vậy, trong đồ án của mình, em lựa chọn đề tài “Ứng dụng thínghiệm - thực hành ảo trong dạy thực hành kỹ thuật số” để minh họa và làm

rõ hơn cho tác dụng của việc sử dụng thí nghiệm – thực hành ảo trong quátrình dạy học thực hành nói chung và dạy thực hành kỹ thuật số nói riêng

Hy vọng, với sự đóng góp của thí nghiệm – thực hành ảo trong dạy vàhọc sẽ đem đến một phong cách giảng dạy, học tập mới chất lượng và lý thú.Góp phần giúp người học, đặc biệt là các em học sinh chủ động, tích cực tìmhiểu và nắm bắt tri thức công nghệ trong các môn học có tính ứng dụng thựctiễn cao như môn học kỹ thuật số

a) Đối tượng nghiên cứu:

Thí nghiệm – thực hành ảo và quá trình sử dụng thí nghiệm –

thực hành ảo trong dạy thực hành môn Kỹ thuật số

b) Mục tiêu nghiên cứu:

9

 Đặc điểm thí nghiệm - thực hành ảo

 Đánh giá tác dụng của thí nghiệm - thực hành ảo trong:

 Dạy học

 Đặc biệt là trong dạy thực hành

 Quá trình sử dụng thí nghiệm – thực hành ảo trong dạy học thực hành

 Nghiên cứu cơ sở lý luận về thí nghiệm - thực hành ảo

 Nghiên cứu về dạy học thực hành

 Xây dựng mẫu một bài dạy thực hành Kỹ thuật số có sử dụng thực hành ảo

Đề tài “ Ứng dụng thí nghiệm - thực hành ảo trong dạy thực hành môn

kỹ thuật số” cho sinh viên chuyên ngành điện tử các trường trung họcchuyên nghiệp và cao đẳng, đại học và các trung tâm đào tạo nghềđiện tử

Sử dụng kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết và phươngpháp thực nghiệm

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết :

Tổng hợp và phân tích các tài liệu lý thuyết để xây dựng cơ sở lý luận cho đề tài

7 Dự kiến kết cấu nội dung

Dự kiến kết cấu nội dung của đề tài gồm 3 chương

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM – THỰC HÀNH ẢO

Nội dung chương này trình bày về tình hình ứng dụng công nghệthông tin và truyền thông hiện nay và một số khái niệm liên quan đến thínghiệm – thực hành ảo, dạy học thực hành

CHƯƠNG II

CƠ SỞ THỰC TIỄN

Bao gồm các vấn đề liên quan đến thực trạng dạy và học thực hành ởnước ta trong giai đoạn hiện nay, những đòi hỏi đặt ra cho dạy học thựchành Trên cơ sở đó, xem xét khả năng ứng dụng của thí nghiệm – thực hành

ảo trong dạy và học thực hành

CHƯƠNG III

ỨNG DỤNG THÍ NGHIỆM – THỰC HÀNH ẢO TRONG DẠY THỰC

HÀNH KỸ THUẬT SỐ

Trên nền tảng cơ sở thực tiễn đưa ra ở phần trên, nội dung chương này

là sự trình bày các nguyên tắc, quy trình sử dụng thí nghiệm – thực hành ảotrong việc dạy thực hành và ứng dụng sử dụng cho một bài thực hành cụ thểtrong dạy thực hành Kỹ thuật số Qua đó, thể hiện rõ vai trò, vị trí và hiệuquả sử dụng thí nghiệm – thực hành ảo trong quá trình dạy học thực hành

 TÀI LIỆU THAM KHẢO

11

 Đưa ra được một số tiêu chuẩn chung nhất trong việc ứng dụng thí nghiệm – thực hành ảo trong dạy thực hành.

 Xây dựng mẫu một bài thí nghiệm - thực hành ảo cụ thể trongdạy thực hành Kỹ thuật số

9 Lĩnh vực ứng dụng

Ứng dụng trong dạy thực hành kỹ thuật số và trong các nội dung họctập yêu cầu tính trực quan, sinh động, đặc biệt là trong dạy và học thực hànhcác môn kỹ thuật, đào tạo nghề

12

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM – THỰC HÀNH ẢO

1.1 Tình hình ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông hiện nay

Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và những thànhtựu công nghệ đã kéo theo sự phát triển của rất nhiều các lĩnh vực đời sống,

xã hội Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin (CNTT) vàtruyền thông cùng với công nghệ kết nối internet không chỉ đem lại lợinhuận về mặt kinh tế mà còn góp phần thu hẹp khoảng cách địa lý, trình độhiểu biết giữa các khu vực, quốc gia và con người trên thế giới Bên cạnh đó,việc ứng dụng khoa học – kỹ thuật và các thành quả công nghệ thông tin còngóp phần mở ra những con đường mới triển vọng cho sự phát triển các mặtkinh tế, giáo dục, văn hóa – du lịch…, tạo điều kiện thuận lợi để tiến hànhcông việc một cách hiệu quả Trong đó, máy vi tính với các phần mềmphong phú đã trở thành một công cụ đa năng ứng dụng trong mọi lĩnh vựccủa nghiên cứu, sản xuất và đời sống Tuy nhiên nếu như công dụng củamáy tính là có thể đo đếm được thì sự ra đời của mạng máy tính toàn cầu(Internet) đem lại những hiệu quả vô cùng lớn, không thể đo đếm được.Chính vì vậy, ngày nay chúng ta thường nghe nói đến thuật ngữ CNTT vàTruyền thông (ICT) thay vì CNTT (IT) Trong nội dung dưới đậy, chúng tacùng tìm hiểu các ứng dụng nổi bật của công nghệ thông tin và truyền thôngtrong: giáo dục, du lịch - giải trí và một số lĩnh vực khoa học – kỹ thuật

1.1.1 Trong du lịch - giải trí

Như chúng ta đã biết, công nghệ thông tin (IT) là ngành kỹ thuật vậndụng tất cả các tiến bộ về khoa học, công nghệ, kỹ thuật lập trình, điện tử,toán học, quản trị học để thu thập, biến đổi, truyền tải, lưu trữ, phân tích,

13

suy luận, sắp xếp thông tin phục vụ cho lợi ích của con người Bằng cách

sử dụng máy tính, internet, phần mềm…công nghệ thông tin đã khẳng định

vị trí và vai trò to lớn trong du lịch, giải trí và các lĩnh vực khác của đời sống

xã hội

 Trong giải trí

Công nghệ thông tin và truyền thông thể hiện khả năng ứng dụng nổibật trong các hình thức thư giãn hiệu quả: xem tin tức, nói chuyện qua mạng(chat), nghe nhạc, xem phim trực tuyến (phim online),…đặc biệt là trong cáctrò chơi điện tử Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế và nhu cầu giải trítrong thời đại mới, mạng internet ra đời đã mang đến cho con người một thếgiới giải trí vừa đa dạng về thể loại, nội dung vừa sinh động về hình thức thểhiện Một cách cụ thể:

+ Trong phim ảnh và ca nhạc:

Sự ra đời của một loạt các trang nhạc số đã cung cấp cho người nghemột thư viện nhạc khổng lồ Trong các trang này, chỉ với một vài thao tácnhấp chuột đơn giản, bạn có thể thưởng thức trực tiếp hoặc tải về máy mộtcách nhanh chóng các bài nhạc mà mình yêu thích Hơn thế nữa, trongtrường hợp bạn không muốn phải chen chúc trong đam đông khán giả hoặckhông có thời gian theo dõi trực tiếp các buổi ca nhạc, hài kịch,…thì côngnghệ kết nối internet sẽ mang đến trong chiếc máy tính của bạn đầy đủnhững hình ảnh và không khí sôi động này Điển hình với việc sử dụng từ

khóa “youtube” bạn có tìm kiếm và thưởng thức được phần lớn các đoạn

phim, các clip ca nhạc, thời trang… mà bạn quan tâm

14

Hình 1.1 Giao diện làm việc của YouTube 1

Youtube là một trang web chia sẻ video, nơi người dùng có thể tải lên,xem và chia sẻ các video clip, là môi trường quảng cáo, truyền thông phổbiến và hiệu quả, là một trong số các trang giải trí thu hút được sự chú ý củanhiều độ tuổi người xem khác nhau

Ngoài ra, trong thời đại phát triển công nghệ, các hãng sản xuất khôngngừng nghiên cứu, nâng cấp và cho ra đời các thiết bị giải trí ngày càng hiệnđại hơn, đáp ứng tối đa nhu cầu của người dùng Trong đó, sự ra đời của cácthiết bị lưu trữ và nghe nhạc bỏ túi (mini) đã và đang thu hút được sự chú ýcủa rất nhiều bạn trẻ Trong đó phải kể đến sự xuất hiện của thẻ nhớ và xuhướng thưởng thức âm nhạc trong thẻ nhớ Năm 2008, hãng SanDisk đã ramắt một sản phẩm máy nghe nhạc cầm tay mới Sansa slotMusic Player.Theo công ty cho biết thì thiết này được thiết kế đặc biệt dành cho việc sửdụng với loại thẻ slotMusic Đây là một thẻ nhớ có khả năng chứa các album

1http://www.youtube.com/watch?v=rRXf1NYL7hw&feature=related

15

âm nhạc Đặc biệt, loại thẻ này có một đầu đọc sử dụng giao tiếp USB, do

đó, người dùng cũng có thể sử dụng thẻ nhớ với bất kỳ chiếc máy tính nào

hỗ trợ chuẩn USB2

Hình 1.2 Thẻ nhớ SlotMusic và máy nghe nhạc Sansa slotMus 3

Không chỉ có vậy, các con đường tiếp cận thông tin giải trí ngày càngđược phát triển đa dạng Dựa trên nền tảng kết hợp hiệu quả giữa công nghệthông tin và công nghệ số, đã mở ra cho con người một phong cách làmviệc, giải trí mới mẻ và hiện đại Trong đó phải kể đến nền công nghiệp điệnảnh, một lĩnh vực ứng dụng hiệu quả công nghệ thông tin (các kỹ xảo điệnảnh được xây dựng trên kỹ thuật thiết kế đồ họa 3D, kỹ thuật lập trình máytính…) Trong lịch sử điện ảnh, đã có rất nhiều các bộ phim nổi tiếng khôngchỉ dựa trên nội dung hay mà còn phải nhờ đến sự đóng góp quan trọng của

kỹ xảo điện ảnh, như: Titanic, Công viên khủng long, Trân Châu Cảng, Xácướp Ai Cập, Người Hùng Cùng các hình thức trình chiếu cũng ngày càngphong phú Bên cạnh việc theo dõi các tác phẩm điện ảnh và nhiều thông tinkhác trên truyền hình, qua mạng, người dùng còn có thể xem phim, xembóng đá…tại bất cứ nơi nào với các máy xem phim di động hiện đại

2USB (Universal Serial Bus) là thiết bị lưu trữ thông tin và kết nối với máy tính.

3http://www.thongtincongnghe.com/article/8019

16

Hình 1.3 Apple iPod Touch (16GB) 4

Apple iPod Touch có chất lượng hình ảnh tốt, kết nối Wi-Fi internetthuận tiện cho phép tải phim và nhạc và các thông tin khác5

Với Apple iPod Touch cũng như một số loại máy xem phim di độngkhác Archos 605 WiFi (30GB), Archos AV500 Mobile DVR (30GB),Archos 504 (80GB), Creative Zen Vision W (60GB), người dùng có thể xemphim trên các kênh ti vi, kết nối mạng không dây cho phép tải phim và nhạcnhanh chóng…

+ Trong các trò chơi giải trí:

Sự xuất hiện của các trò chơi trên máy tính, trò chơi trực tuyến đã đem

lại cho người chơi một hứng thú mới trong việc khám phá và trinh phục cácmục tiêu ảo Đặc biệt là sự có mặt của một loạt các game (trò chơi) đượcthiết kế, xây dựng trên cơ sở thiết kế đồ họa đặc sắc Trong các game này,người chơi được đắm chìm trong một không gian sống động như thật với cácnhân vật, đồ đạc… được thể hiện trên không gian ba chiều đẹp mắt Đặcđiểm mới mẻ và đã tạo thành trào lưu phát triển mạnh trong thế giới game

4http://goodsmart.vn/may-nghe-nhac-apple-ipod-touch-16gb-p-10959.html

5http://www.vtc.vn/congnghe/5-may-xem-phim-di-dong-dinh-cao/172675/index.htm

17

này được xây dựng và ứng dụng giữa trên công nghệ thực tại ảo VirtualReality (VR).

Thực tại ảo (Virtual Reality - VR), là công nghệ sử dụng các kỹ thuật

mô hình hóa không gian ba chiều với sự hỗ trợ của các thiết bị đa phươngtiện hiện đại để xây dựng một thế giới mô phỏng bằng máy tính – môitrường ảo (virtual environment) Trong thế giới ảo này, người dùng khôngchỉ đóng vai trò là người quan sát qua về mặt giao diện mà thực sự trở thànhmột phần của hệ thống

Thực tại ảo là thế giới giống như thực song lại không phải thực Trongthực tại ảo, một phần của thế giới thực sẽ được tái tạo trên máy vi tính trongkhông gian ba chiều kết nối với các thiết bị đầu vào (input devices) cho phépngười dùng tương tác với thế giới ảo này Sự tương tác thông minh này sẽđược các chương trình máy tính xử lý để đem đến cảm giác thực sống độngvới những nét biến đổi như trong môi trường thực tế

Về mặt công nghệ thông tin, thực tại ảo là sản phẩm của quá trình môphỏng trong đó đồ họa máy tính được dùng để tạo ra một thế giới “nhân tạo– như thật” Lấy ý tưởng từ sự vận động của thế giới là liên tục, các nhànghiên cứu đã xây dựng đặc tính thời gian thực (real time) cho thực tại ảo.Dựa trên tương tác thời gian thực (real time interactivity), nghĩa là hệ thống

có khả năng nhận biết tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lậptức thế giới ảo Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi theo ý muốn của họ

và bị thu hút

Trong đó, phải kể đến một số game ứng dụng hiệu quả công nghệ nàynhư: Trò chơi Nhịp điệu cuộc sống (Audition), Võ lâm truyền kỳ, Hiệpkhách giang hồ, Thiên long bát bộ… Điển hình là trò chơi nhịp điệu cuộc

18

sống là game có sức thu hút cao và là một trong số các trò chơi lành mạnh,không mang tính bạo lực.

+ Nhịp điệu cuộc sống (Audition) được biết đến như một Điệu nhảy

thiên đường (Dancing Paradise Server), có nguồn gốc và phổ biến đầu tiêntại Hàn Quốc và nhanh chóng được lan truyền, phát triển ở nhiều quốc giakhác: Nhật Bản, Hồng Kong, Trung Quốc, Việt Nam…6

Nhịp điệu cuộc sống (Audition) là một trò chơi nhảy trực tuyến,trong đó người chơi có thể tham dự những điệu nhảy tuyệt vời chỉ với nhữngnút bấm đơn giản là các mũi tên và phím cách trên bàn phím

Hình 1.4 Giao diện khới động của trò chơi 7

Bằng việc sử dụng công nghệ thiết kế đồ họa 3D và kỹ thuật lậptrình, trong Audition, môi trường cuộc sống vui chơi – giải trí, mua sắm…được tái hiện sống động như thật Trong thế giới ảo này, sau khi đăng nhậplàm thành viên của thành phố vũ hội Audition, người chơi có thể tạo nhân

6 Audition, http://vi.wikipedia.org/wiki/Audition.

7http://au.vtc.vn/noidungtintuc/5698/index.htm

19

vật, lựa chọn trang phục…vào sàn nhảy, lựa chọn bạn nhảy, mua sắm, luyệntập…giống như khi tham gia một phòng nhảy trên thực tế.

Hình 1.5 Không gian phòng nhảy Audition 8

Audition được biết đến là một game mô phỏng hoành tráng với hệthống các hoạt ảnh (animation), âm thanh trung thực, sống động và là nơithư giãn lý tưởng cho các game thủ, đặc biệt là những bạn yêu âm nhạc vàthích một cuộc sống năng động, là không gian hoàn hảo để thư giãn và đắmchìm trong những bản nhạc yêu thích và là nơi để bạn thể hiện mình, thểhiện khả năng khiêu vũ, gu thẩm mỹ mang phong cách riêng…

Bên cạnh những ứng dụng nổi bật của thực tại ảo trên thế giới trongviệc thiết kế các trò chơi như trên, ở Việt Nam, kỹ thuật 3D cũng đã đượcứng dụng nhiều trong việc làm quảng cáo, đồ họa kiến trúc…và trong phimhoạt hình Trong đó phải kể đến bộ phim hoạt hình đầu tiên có sự góp mặtcủa kỹ xảo ở nước ta là phim ngắn "Chuyện hai chiếc bình" của hãng phim

tư nhân B&C Areka (Hà Nội)

8http://images.google.com.vn/imgres?imgurl=http://images.onlinegamesinn.com/

audition1.jpg&imgrefurl=http://www.onlinegamesinn.com/showgame/3537/Audition/

&usg= r_L1S38Y6tO38x6wZX9W2sBaS8o=&h=420&w=560&sz=48&hl=vi&start=58&um= 1&tbnid=1mwxttaGMZYByM:&tbnh=100&tbnw=133&prev=/images%3Fq%3Daudition

%26ndsp%3D18%26hl%3Dvi%26sa%3DN%26start%3D54%26um%3D1

20

Hình 1.6 Một cảnh trong Chuyện hai chiếc bìn 9

Chuyện hai chiếc bình là một bước tiến về kỹ thuật làm phim và là bộ phim

hoạt hình Việt Nam đầu tiên được thiết kế, dựng hình hoàn toàn bằng máytính Chuyện hai chiếc bình tuy chỉ đạt giải khuyến khích trong liên hoanphim ngằn lần thứ I nhưng cũng đã tạo được thành công đầu tiên để pháttriển nền sản xuất phim hoạt hình nước ta trong tương lai, góp phần đưa hoạthình Việt trở lại và có được vị trí đáng kể bên cạnh các phim hoạt hình ngoạiquốc

+ Trong du lịch

Thực tại ảo cũng đóng một vai trò quan trọng Với công nghệ này,

các công ty du lịch có thể cho khách xem trước khách sạn và một phầnquang cảnh địa phương nơi khách sắp đến du lịch Tại Thành phố Hồ ChíMinh, công viên văn hóa Đầm Sen – nơi đầu tiên đưa công nghệ thực tại ảovào khai thác cho nhu cầu giải trí - đã thu hút lượng lớn khách vào thamquan, không chỉ có trẻ em mà ngay những người lớn cũng thích nhìn thế giớicủa loài khủng long xưa trong thế giới ảo mà như thực…

Tại Nhật Bản, người ta đã xây dựng những “phòng trượt tuyết ảo”.Tới đó, người chơi không chỉ được trượt tuyết thỏa thích mà còn tha hồ lựa

9http://vietbao.vn/Van-hoa/Phim-hoat-hinh-ky-thuat-3D-dau-tien-sap-ra-mat/20022247/181/

21

chọn những bãi tuyết đẹp trên thế giới Nếu bạn muốn thử nhảy dù từ một độcao thật đáng sợ, VR sẽ giúp bạn trải nghiệm cảm giác đó VR cũng có thểđặt chúng ta vào những môi trường giả tưởng, hoàn toàn khác thế giới thựcnhưng lại rất thực theo cảm nhận của các giác quan Theo hướng này, sự ly

kỳ của những game nhập vai trong thực tại ảo có lẽ chỉ còn phụ thuộc vàobiên độ của trí tưởng tượng10

Du lịch, một trong số những lĩnh vực đã và đang ngày càng đem lạidoanh thu lớn cho kinh tế đất nước Để góp phần cho du lịch phát triển vàgiữ vững vai trò là một trong số những ngành kinh tế mũi nhọn của đất nướcthì bên cạnh các hoạt động dịch vụ thương mại, phải nói đến sự đóng góp tolớn của sức mạnh công nghệ (Công nghệ bảo tồn, nâng cấp danh lam, thắngcảnh) Ngày nay, cùng sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin vàkhoa học kỹ thuật, con người có thể thực hiện được nhiều hơn những gì màtrước đó mới chỉ được đưa ra trên sách vở Bên cạnh việc ứng dụng trong dulịch, thực tại ảo còn giúp duy trì các di sản văn hóa Thực tại ảo sử dụngkhông gian ba chiều (3D), đem đến cho khách du lịch cơ hội được tham gianhững chuyến du lịch đặc biệt, cơ hội được đến thăm những địa danh nổitiếng trong quá khứ một cách sống động Với công nghệ mô hình hóa 3D doĐại học Geneva (Thụy Sĩ) phát triển sẽ giúp bạn thực hiện một phần điều

đó11

Tới nay, các nhà nghiên cứu trong nhóm Miralab đã phát triển các môhình thực tại ảo của hai thánh đường Hồi giáo Thổ Nhĩ Kỳ thuộc niên đạiOttoman, thế kỷ 16, cho phép “du khách” vãn cảnh và khám phá tòa dinhthự trong thời gian thực Cả hai công trình này đều là di sản văn hóa thế giớitại thành phố Istanbul của Thổ Nhĩ Kỳ Lúc mới xây dựng, cùng vào thế kỷ

10http://www.conghung.com/?conghung=mod:news|act:detail|newsid:2055

11http://www.tuoitre.com.vn/Tianyon/Index.aspx?ArticleID=33695&ChannelID=16

22

6, thánh đường Hagia Sofia vốn là một nhà thờ Thiên Chúa giáo, còn thánhđường Aya Sofya từng là nhà thờ thánh Sergius và Bacchus

Hình 1.7 Toàn cảnh Thánh đường Aya Sofya 12

Hình 1.8 Thánh đường Hagia Sofia nhìn từ bên ngoài 13

Trong dự án, các nhà nghiên cứu đã sử dụng sơ đồ kiến trúc, cùngnhững bức ảnh và video độ phân giải cao để tạo nên hình mẫu ảo của cácthánh đường Cùng với các tòa nhà, họ còn tạo ra những nhân vật ảo, trong

đó có cả một thầy tế, để mô phỏng những buổi hành lễ vào thứ sáu hàng tuầncủa kỷ nguyên Ottoman Người xem có thể dùng chuột để khảo sát những

mô hình này trong thời gian thực, phóng to (zoom) sát lại để nhìn ngắm chi

12http://diaoc.buyexpress.vn/ndetail_print.jsp?id=715

13 http://wapedia.mobi/vi/Hagia_Sophia

23

tiết của các bức tranh khảm trên tường hoặc lùi ra xa để quan sát toàn cảnhnội thất tòa thánh đường.

Từng chi tiết nhỏ như đồ nội thất, màu sắc và kết cấu của các côngtrình đều được tạo hình trung thực với lịch sử Thêm vào đó, khung cảnh,ánh sáng và âm thanh cũng thay đổi theo vị trí của con trỏ

Mục đích của dự án là cung cấp một lựa chọn mới thay cho những tấmảnh hoặc sơ đồ của các vật thao tác, đồng thời giúp những người muốn tìmhiểu lịch sử được đắm chìm trong không khí của quá khứ Nedjma Cadi-Yazli, thành viên nhóm nghiên cứu Miralab nhận xét: “Công nghệ này chophép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm, với bầu không khí và bốicảnh của các tòa nhà thuộc thời đại đó Chúng tôi đang cố gắng tạo ra ấntượng về sự du hành ngược thời gian Những minh họa này, được thể hiệnvới hình ảnh ba chiều và âm thanh nổi trên màn hình lớn, sẽ giúp người xemcảm thấy như mình đang ở trong tòa nhà”

Nhóm Miralab cho biết, công trình của họ đưa ra được phương thứcchiêm nghiệm quá khứ với công nghệ thực tại ảo, trong khi việc phục chếhoàn toàn các di tích sẽ rất tốn kém, mất nhiều thời gian hoặc không thực tế Vẫn trong lĩnh vực du lịch, nhằm giới thiệu được nhiều hơn các côngtrình mang tính lịch sử cho du khách, ngày càng có nhiều dự án được tiếnhành để phục hồi các di tích một thời nổi tiếng nhưng đã bị tổn hại hoặc pháhủy do thời gian cũng như các yếu tố tác động khác Trong đó phải kể đếncông trình của một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Warwich, Anh,

đã sử dụng công nghệ máy tính hiện đại 3 chiều để tạo ra một mô hình thựctại ảo của Odeon of Pericles - nhà hát được xây dựng vào giữa thế kỷ thứ 5trước công nguyên ở Athens, Hy Lạp Đây là nhà hát trong nhà đầu tiên và

là một nguyên mẫu đối với các thính phòng hiện đại14

14http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Phuc-hoi-cac-nha-hat-co-bang-may-tinh/20008713/188/

24

Hình 1.9 Nhà hát Odeon of Pericles 15

Nhóm nghiên cứu dự định tái tạo 30 nhà hát ở châu Âu, từ nhà hátDionysus ở Athens cho tới nhà hát Globe ở London Họ hy vọng việc sửdụng mô hình thực tại ảo sẽ tạo được điều kiện để hiểu rõ hơn về các vở kịch

cổ và những địa điểm nơi chúng được trình diễn lần đầu tiên

Trên đây là phần trình bày về một số ứng dụng tiêu biểu của thực tại

ảo trong du lịch, giải trí Trong hai lĩnh vực này, với công nghệ mô phỏng,thực tại ảo ngày càng có vai trò tác động hiệu quả đến việc nâng cao chấtlượng và thúc đẩy nền công nghiệp giải trí, du lịch phát triển hiện đại hơn

1.1.2 Trong giáo dục

Giáo dục bao giờ cũng là mối quan tâm hàng đầu với mỗi quốc gia.Đặc biệt với các nước phát triển thì ngân sách và chiến lược dành cho giáodục là tương đối lớn

Nhất là trong thời đại ngày nay, khi khoa học công nghệ không ngừngđổi mới và phát triển thì giáo dục và các thành phần liên quan cũng được đổimới một cách tương ứng Trong đó phải kể đến những đóng góp to lớn củacông nghệ thông tin và truyền thông trong việc đổi mới và nâng cao chấtlượng giáo dục

15 Phục hồi nhà hát cổ bằng máy tính,

http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Phuc-hoi-cac-nha-hat-co-bang-may-tinh/20008713/188/

25

Việc ứng dụng công nghệ thông tin và Internet đang dần dần trở thànhmột phương pháp hiệu quả góp phần nhanh chóng rút ngắn khoảng cáchtrong giáo dục giữa các vùng miền Với việc ứng dụng công nghệ thông tin

và truyền thông, các bậc phụ huynh trên cả nước có thể chia sẻ kinh nghiệm

về cách chăm sóc con cái, các giáo viên có thể chia sẻ các tư liệu ảnh, phim,các bài giảng và giáo án với nhau, để xây dựng một " kho tài nguyên "khổng lồ phục vụ cho việc giảng dạy của mỗi người Bên cạnh đó, học sinhcũng có thể thông qua các mạng xã hội để trao đổi những kiến thức về họctập và thi cử Trong đó, công nghệ thông tin được sử dụng để:

 Điều hành quản lý giáo dục

+ Tin học hóa công tác quản lý ở các cấpquản lý giáo dục (Bộ,

sở, phòng) và ở các cơ sở giáo dục Xây dựng hệ thống thông tin quản lý giáo dục và thống kê giáo dục thông qua việc tích hợp cơ sở dữ liệu từ các

cơ sở giáo dục đến các cấp quản lý giáo dục

+ Từng bước áp dụng và phát triển hình thức chuyển phát công văn,tài liệu qua mạng

+ Khai thác và sử dụng kết quả phân tích dữ liệu thi tốt nghiệp trunghọc phổ thông và thi tuyển sinh đại học, cao đẳng do Bộ Giáo dục và Ðàotạo cung cấp hàng năm trong công tác quản lý giáo dục của địa phương,đánh giá công tác của từng hội đồng coi thi, chấm thi

Triển khai áp dụng công nghệ thông tin trong dạy và học, hỗ trợ đổi

mới phương pháp giảng dạy, tích hợp ứng dụng công nghệ thông tin ngaytrong mỗi môn học một cách hiệu quả và sáng tạo ở những nơi có điều kiệnthiết bị tin học; xây dựng nội dung thông tin số phục vụ giáo dục Phát huytính tích cực tự học, tự tìm tòi thông tin qua mạng internet của người học;

26

tạo điều kiện để người học có thể học ở mọi nơi, mọi lúc, tìm được nội dunghọc phù hợp; xóa bỏ sự lạc hậu về công nghệ và thông tin do khoảng cáchđịa lý đem lại Khuyến khích giáo viên, giảng viên soạn bài trình chiếu, bàigiảng điện tử và giáo án trên máy tính Khuyến khích giáo viên, giảng viêntrao đổi kinh nghiệm giảng dạy qua website của các cơ sở Giáo dục và Ðàotạo và qua diễn đàn giáo dục trên website bộ Triển khai mạnh mẽ công nghệhọc điện tử (e-Learning) Tổ chức cho giáo viên, giảng viên soạn bài giảngđiện tử e-Learning trực tuyến; tổ chức các khóa học trên mạng, tăng tínhmềm dẻo trong việc lựa chọn cơ hội học tập cho người học16.

+ Các hình thức ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học:

Hiện nay, trên thế giới người ta phân biệt rõ ràng 2 hình thức ứng dụngcông nghệ thông tin trong dạy và học, đó là Computer Base Training( CBT - dạy học dựa vào máy tính), và E-learning (học dựa vào máy tính).Trong đó:

- CBT là hình thức giáo viên sử dụng máy vi tính trên lớp, kèm theo

các trang thiết bị như máy chiếu (hoặc màn hình cỡ lớn) và các thiết bị đaphương tiện (multimedia) để hỗ trợ truyền tải kiến thức đến học sinh, kếthợp với phát huy những thế mạnh của các phần mềm máy tính như hình ảnh,

âm thanh sinh động, các tư liệu phim, ảnh, sự tương tác người và máy Hìnhthức này hỗ trợ cho giáo viên, lấy người dạy làm trung tâm và cơ bản vẫndựa trên mô hình lớp học cũ

- E-learning là hình thức học sinh sử dụng máy tính để tự học các

bài giảng mà giáo viên đã soạn sẵn, hoặc xem các đoạn phim về các tiết dạycủa giáo viên, hoặc có thể trao đổi trực tuyến với giáo viên thông mạngInternet Điểm khác cơ bản của hình thức E-learning là lấy người học làm

16 ngh-thong-tin-trong-giao-dc&catid=17:ptc-tintuc&Itemid=40

http://www.ptc.com.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=249:ng-dng-cong-27

trung tâm, người học sẽ tự làm chủ quá trình học tập của mình, người dạychỉ đóng vai trò hỗ trợ việc học tập cho người học Đây là hình thức họchoàn toàn mới, lấy người học làm trung tâm, trong khi người dạy chỉ là đóngvai trò là người hỗ trợ17

+ Sử dụng các bài giảng điện tử trong dạy học

Từ nhiều năm nay, trong các nhà trường đã sử dụng tương đối phổbiến mô hình giảng dạy sử dụng bài giảng điện tử cùng với các trang thiết bịkhác như máy tính, máy chiếu (projector), Bài giảng điện tử và các trangthiết bị này có thể coi là những công cụ dạy học đa năng vì nó có thể thaythế cho hầu hết các công cụ dạy học khác từ truyền thống (tranh vẽ, bản đồ,

mô hình, ) đến hiện đại (cassette, ti vi, đầu video ) Hơn nữa, nếu các bàigiảng điện tử được đầu tư xây dựng cẩn thận thì sẽ đem lại hiệu quả hơnhẳn, tạo được sự hấp dẫn và học sinh có thể tiếp thu bài giảng dễ dàng hơn.Bài giảng điện tử góp phần trợ giúp cho việc giảng dạy của giáo viên, là sựkết hợp những ưu điểm của phương pháp dạy học truyền thống và của cáccông nghệ hiện đại để đem lại hiệu quả tốt nhất cho giờ dạy

Với những nước có nền khoa học phát triển, thí nghiệm – thực hành

ảo đã và đang được sử dụng như một phương pháp nghiên cứu, dạy học cơbản Tại Viện lịch sử khoa học Max Planck (Berlin), nhà bác học SvenDierig đã xây dựng dự án tạo mô hình ba chiều của Viện sinh lý học Bois-Reumond (Pháp) từ đó, mọi người có thể lên mạng tham quan và học tập.Mặc dù vậy, do kinh phí của dự án quá lớn, Dierig và các đồng nghiệp đãlập kế hoạch xây dựng một phòng thí nghiệm ảo thay cho cả một viện trênthực tế Phòng thí nghiệm này sẽ là công cụ học tập và là một kho tư liệu

17 dung-blog-giao-vien-trong-day-hoc.html

http://www.giaovien.net/bai-viet/bai-viet-ve-ict/doi-dieu-suy-nghi-ve-viec-ung-dung-cntt-va-su-28

nghiên cứu cho sinh viên và những đối tượng quan tâm Sự mở cửa củaphòng thí nghiệm ảosẽ tạo điều kiện cho mọi người có cơ hội tìm hiểu và táitạo lại công việc của các nhà khoa học đóng vai trò tiên phong trong lĩnhvực khoa học thế giới18.

Nhất là trong thời kỳ hiện nay, khi mà môi trường bên ngoài trườnghọc có rất nhiều các hình thức vui chơi giải trí hiện đại và các chương trìnhthú vị khác chi phối đến sự quan tâm của người học Trong khi đó, giáo dụclại là nền tảng đào tạo và phát triển nhân cách con người, từ đó đặt ra yêucầu cho các nhà quản lý giáo dục là phải tìm được phương pháp giáo dụcmới có khả năng kích thích sự say mê và tính giác của người học Thực tại

ảo ra đời đã góp phần giải quyết tương đối hiệu quả vấn đề này Úng dụngthực tại ảo trong dạy học, với tác dụng to lớn của máy tính và các phần mềmứng dụng cho học tập đã và đang trở thành một phương pháp dạy học tối ưutrong thời đại hiện nay Thực tại ảo được biết đến trong giáo dục, đặc biệttrong giảng dạy với các phầm mềm mô phỏng trong: thí nghiệm – thực hành

ảo, mô phỏng phản ứng hóa học, minh họa hiện tượng vật lý, thể hiện lại cáccuộc chiến trong trong lịch sử…bằng các chương trình máy tính thông minh.Thực tại ảo đem đến cho người học cái nhìn trực quan, giúp người học dễtiếp thu tri thức, rèn luyện kỹ năng mà không nhất thiết phải tiến hành trongcác điều kiện thực có thể không cần thiết hoặc nguy hiểm đến sức khỏengười học

Trong lĩnh vực toán học, chúng ta đã được làm quen với khái niệm

thuật ngữ ảo trong nội dung về số phức được giới thiệu trong chương tìnhtoán cao cấp:

Số phức ( Complex number) là số được biểu diễn bởi tổng của một số

thực và một số ảo (số không thực) Được biểu diễn dưới dạng:

18http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Phong-thi-nghiem-len-mang

29

z = a + bi Trong đó:

Đơn vị ảo i được đặc trưng bởi biểu thức: i 2 1

Với a, b là các số thực : a là phần thực

b là phần ảo, ib là phần ảo

Trong vật lý và hóa học, thí nghiệm – thực hành ảo cũng được ứng

dụng hiệu quả Thay thế cho việc thực hiện các thí nghiệm có khả năng gâynguy hiểm, ảnh hưởng không tốt đến người tiến hành

Hình 1.10 Giao diện phần mềm giúp học tôt vật lý Physics Simulations 19

19http://thunhan.wordpress.com/2008/12/03/physics-simulations/

30

Hình 1.11 Phần mềm thiết kế thí nghiệm vật lý ảo lớp 12 20

Trước đó, trong nội dung chương trình phổ thông, chúng ta cũng đã đượclàm quen với thuật ngữ ảo này trong nội dung vật lý quang học với các kháiniệm như: ảnh ảo, tiêu điểm ảo…

20http://ngoclongyd1.violet.vn/present/show/entry_id/465306

31

Hình 1.12 Giao diện làm việc của Crocodile Chemistry 21

Trong thiết kế mạch điện - điện tử, hai trong số các phần mềm thông

dụng được sử dụng là phần mềm vẽ mạch và mô phỏng Orcad và Proteus.ORCAD là một công cụ thiết kế mạch điện tử đơn giản và phổ biến VớiOrcad, người học có thể thiết kế, lắp đặt và chạy mô phỏng một mạch điện

tử cụ thể, thiết kế mạch in…

Phần mềm vẽ mạch điện tử Proteuos Proteuos là phần mềm chuyên

vẽ mạch in và mô phỏng mạch trên không gian ba chiều Proteuos cho phép

mô phỏng hoạt động của mạch điện tử, thiết kế mạch và viết chương trìnhđiều khiển cho các họ vi mạch Sử dụng Proteus, người dùng có thể quan sátquá trình ghép nối, đi dây một cách trực quan, hiểu được nguyên tắc hoạtđộng của một số mạch cơ bản Ứng dụng cho thực hành điện tử, kỹ thuậtsố…

21 nghiem-hoa-h.html

http://www.hoahocvietnam.com/Home/Tin-hoc-trong-hoa-hoc/Crocodile-Chemistry-Phong-thi-32

Trong lĩnh vực cơ khí, phần mềm thiết kế cơ bản thông dụng hiện nay

là phần mềm CAD (computer – Aided Design), là phần mềm thiết kế với sựtrợ giúp của máy tính Việc lựa chọn phần mềm thiết kế nào phụ thuộc vàomục đích công việc và thói quen sử dụng của từng đối tượng Trong đó, một

số phần mềm thiết kế cơ bản phổ biến như: ProE, SolidWord,…cũng cóchức năng tương tự Chương trình CAD hiện nay không chỉ cho phép vẽ đốitượng trong không gian hai chiều mà còn có khả năng dựng hình trongkhông gian ba chiều (3D) dạng khối đặc (solid), dạng mặt (surface), dạngkhung lưới (wireframe) Trong CAD, người dùng chỉ cần thực hiện thao tácthiết kế, chọn chi tiết, kiểu ghép nối và liên kết chúng, sau đó các công việctiếp theo sẽ được phần mềm tính toán và xử lý Dựa trên sự tính toán này cóthể cung cấp những thông số cần thiết vè mặt cơ học: khả năng chịu lực,biến dạng…của chi tiết máy, giúp cho việc điều chỉnh thiết kế đạt hiệu quảthực tế tốt nhất…

Cùng với việc sử dụng các phòng thí nghiệm ảo là sự ứng dụng thựchành ảo trong dạy học Những bài tập thực hành luôn đem lại hứng thú chohọc sinh và góp phần củng cố kiến thức đã học Tuy nhiên, cơ sở vật chấtcủa một số trường chưa đáp ứng được nhu cầu cơ sở hạ tầng cho các phòngthí nghiệm, thực hành Bên cạnh đó, việc thao tác với hóa chất cũng như cácthành phần trong các thí nghiệm lại đòi hỏi sự thận trọng cao Do đó, cùngvới xu hướng sử dụng những công nghệ tiên tiến trong đào tạo hiện nay đểnâng cao chất lượng giáo dục, ngày càng có những sản phẩm công nghệ caođáp ứng nhu cầu đó ra đời Một trong những sản phẩm được đánh giá tốt vềtính năng ưu việt và những tiện ích là VLab – phòng thực hành ảo (Virtual

laboratory) Virtual laboratory là một khái niệm về phòng thực hành ảo,

mà ở đó các học viên có thể thực hành và lựa chọn các ứng dụng như trong

33

một phòng thực hành đầy đủ Những bài tập thực hành luôn đem lại hứngthú cho học viên, nó góp phần củng cố những lý thuyết đã được giảng dạy.

Để xây dựng và sử dụng hiệu quả phòng thực hành ảo đòi hỏi phải cung cấpđầy đủ các yếu tố về mặt kỹ thuật, công nghệ thông tin và các thiết bị cài đặtcần thiết Nhưng sự thuận lợi khi sử dụng phòng thực hành ảo là không yêucầu phải đặt cơ sở hạ tầng, chi phí máy móc, trang thiết bị Khi các điều kiệnnày được đáp ứng đầy đủ thì việc dùng phương pháp thực hành ảo sẽ hìnhthành kỹ năng thao tác máy tính và công nghệ thông tin cho người học, giúpngười học có những lựa chọn phù hợp cho việc học tập và nghiên cứu chấtlượng hơn nữa, đáp ứng tốt những đòi hỏi khắt khe của công việc trongtương lai

Một cách tổng quát, công nghệ thực tại ảo đang ngày càng khẳng định

vị trí và hiệu quả của mình trong các lĩnh vực Trong dạy học, thực tại ảođược biết đến với thuật ngữ thí nghiệm – thực hành ảo, về bản chất chính làviệc sử dụng các phần mềm mô phỏng hỗ trợ cho quá trình dạy và học

1.1.3 Trong lĩnh vực khoa học – kỹ thuật và một số lĩnh vực khác

Như chúng ta đã biết, động lực để xã hội tiến bộ không ngừng là trithức và sự phát triển của tri thức Sự hiểu biết thế giới và xã hội loài ngườingày càng sâu sắc là do chính con người tạo ra Kho tàng tri thức ấy chính làkhoa học Sự ra đời ngày càng nhiều tri thức là do quá trình nghiên cứu khoahọc, đã và đang không ngừng làm giàu thêm kho tàng tri thức của con người

Khoa học là hệ thống những tri thức về tự nhiên, xã hội và tư duy, về

những qui luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy, hệ thốngtri thức này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sởthực tiễn xã hội Khoa học là một lĩnh vực (không chỉ là tri thức) hoạt độngnghiên cứu nhằm mục đích sản xuất ra những tri thức mới về tự nhiên, xã

34

hội và tư duy Để tìm hiểu, nghiên cứu khoa học, có rất nhiều phương phápđược sử dụng Trong đó phải kể đến phương pháp mô phỏng, tái hiện thực tếbằng các phần mềm mô phỏng để tiến hành công việc nghiên cứu Bằng việc

sử dụng các phần mềm và thiết bị mô phỏng, các nhà khoa học có điều kiệnxây dựng, thử nghiệm các phản ứng, dây chuyền phức tạp trước khi tiếnhành trên thực tế Quá trình thao tác này góp phần giảm thiểu tối đa các tổnthất sai hỏng và có cơ hội nắm bắt được các sự cố bất ngờ có thể xảy ratrong khi tiến hành nghiên cứu

Trong lĩnh vực nghiên cứu và khoa học kỹ thuật, hiện nay, với nguồntài trợ của Hội đồng Nghiên cứu Kỹ thuật và Khoa học Vật lý, các nhà khoahọc của trường Đại học York và Wanwick, Mỹ, đang tiến hành nghiên cứu

để xây dựng và hiện thực hóa công trình tái hiện các mô hình lịch sử quy môlớn với sự cảm nhận chân thực của cả năm giác quan Theo nhóm các nhàkhoa học này, họ cho rằng có thể xác định được bí quyết cần thiết để biến ýtưởng này thành hiện thực, trong một dự án có tên “Hướng tới Tính ảoThực” “Tính ảo Thực” là một thuật ngữ được nhóm nghiên cứu đề ra nhằmnhấn mạnh vào mục đích cung cấp một trải nghiệm “thực” trong đó tất cảcác giác quan được kích thích theo một cách mà người sử dụng đạt tới mộttrải nghiệm tri giác hoàn chỉnh, trong đó đối tượng trải nghiệm không thểphân biệt đó là thực hay ảo Nhóm nghiên cứu cho biết, các dự án về Thựctại Ảo đơn thuần chỉ tập trung vào một hoặc hai trong số năm giác quan,thường là nghe và nhìn còn nghiên cứu của nhóm tập trung vào cả năm giácquan Giác quan “Ngửi” sẽ được phát sinh bằng tín hiệu điện tử thông quamột kỹ thuật đang được nhà nghiên cứu Alan Chalmers và nhóm nghiên cứucủa Warwick nghiên cứu Kỹ thuật này sẽ đưa ra một công thức mùi đượctiền xác định theo yêu cầu “Nếm” và “ngửi” được liên kết chặt chẽ với nhau

35

nhưng nhóm dự định cung cấp một giác quan nhất quán liên quan tới vịđược cảm nhận trong miệng Các thiết bị xúc giác sẽ cung cấp chức năngcảm nhận qua sờ mó Một đối tượng chính sẽ được thực nghiệm để đánh giácách năm giác quan tương tác với nhau như trong đời thực22.

Với dự kiến kết quả nghiên cứu này, công nghệ thực tại ảo sẽ ngàymột được xây dựng hoàn thiện và hiệu quả ứng dụng ngày càng cao Phạm

vi ứng dụng của rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực đời sống, xã hội, khoahọc – kỹ thuật Trong đó, mô phỏng là một dạng thể hiện nổi bật của thực tại

ảo đã và đang được ứng dụng hiệu quả trong: quân sự, công nghệ chế tạo,kiến trúc…

Trong công nghệ chế tạo, công việc chế tạo và thử nghiệm máy bay

bước đầu được tiến hành bằng các mô hình mô phỏng được thiết kế và chạythử trên máy tính Công nghệ thiết kế 3D với các công nghệ kỹ thuật hiệnđại, hình ảnh sơ khai của sản phẩm được xây dựng và hiển thị trên khônggian ba chiều, các phần mềm mô phỏng sẽ mô tả nguyên lý hoạt động củamáy bay nhờ sự hiển thị của máy tính và các thiết bị hỗ trợ…Và một loạt các

hệ thống chế tạo trong lĩnh vực sản xuất và lắp giáp cơ khí: sản xuất ô tô,máy móc công nghiệp, xây dựng các hệ thống lò luyện nhiện, điện, nguyêntử…cũng áp dụng công nghệ này để nâng cao chất lượng và góp phần giảmthiểu chi phí, sai hỏng trong quá trình nghiên cứu và xây dựng Đặc biệttrong công nghiệp ô tô, mô phỏng số đã được ứng dụng để mô phỏng cáccuộc va chạm để xem xét mức độ an toàn của ô tô và hành khách Các mô

22http://www.vista.gov.vn/portal/page?

_pageid=33,374021&_dad=portal&_schema=PORTAL&pers_id=279910&item_id=523417&p _details=1

36

phỏng va chạm thể hiện sự phá hủy ảo này được sử dụng trong quá trìnhphân tích và thiết kế các mô hình ô tô23.

Hình 1.13 Mô phỏng kiểm tra độ an toàn của người trong xe 24

Việc sử dụng phương pháp mô phỏng số trong nghiên cứu và thiết kếchế tạo góp phần giảm bớt chi phí linh kiện và số lượng mẫu thực đòi hỏicho việc thiết kế, hơn nữa còn tăng chất lượng chế tạo ôtô với các tính năngvượt trội cũng như dự tính trước mọi khả năng hoạt động trong trường hợpxảy ra tai nạn trên thực tế

Trong Khoa học quân sự, quốc phòng: Trong quân sự, công nghệ

thực tại ảo - VR được dùng để mô phỏng chiến địa, tạo các thiết bị và môitrường ảo giúp tập bắn, tập lái xe tăng, lái máy bay Giúp cung cấp nhữngđiều kiện luyện tập, thử nghiệm tốt nhất cho lực lượng quân đội

+ Phần mềm mô phỏng lái máy bay:

Được thiết kế để hỗ trợ cho quá trình đào tạo phi công trong các lĩnhvực liên quan đến hàng không, không quân Với phần mềm này, người học

23 http://www.hiendaihoa.com/machinery_detail.php?id=121

24 http://images.google.com

37

được đặt trong môi trường với các trang thiết bị và điều kiện như trong mộtkhoang lái thực chỉ khác là nó ở đây nó được thể hiện bằng máy tính25

Hình 1.14 Màn hình mô phỏng lái máy bay[25]

5 Thoát tính năng trình mô phỏng bay

6 Van tiết lưu

12.Cao độ (bộ trên mực nước biển)

Với giao diện được thể hiện như trên màn hình, người học sẽ sử

25http://earth.google.com/intl/vi/userguide/v4/ug_flightsim.html

38

dụng bàn phím và chuột để tương tác với trình mô phỏng máy bay Thao tácvới phần mềm mô phỏng máy bay hình thành cho người học những kỹ năngphản xạ cơ bản để có thế thao tác tập luyện tốt hơn trên không gian thực,nhằm nâng cao chất lượng thực hành trong quá trình luyện tập.

Trong Kiến trúc: Với một máy tính cài phần mềm xem thực tại ảo,

các kiến trúc sư có thể giúp khách hàng của mình nhìn ngắm bên ngoài, xemxét bên trong ngôi nhà mà họ xắp xây dựng Khách hàng còn có thể tải thửcác loại đồ nội thất ảo từ dịch vụ của một nhà cung cấp về bố trí trong nhà

ảo xem có ưng ý hay không, cảm nhận một cách trung thực nhất không giansống tương lai, từ đó có thể đưa ra yêu cầu chỉnh sửa kịp thời Đó chính làcác tính năng khi thiết kế nội thất với công nghệ mô phỏng

Với sự trợ giúp của các phần mềm mô phỏng, kiến trúc sư có thể thiết

kế, xây dựng, thử nghiệm công trình của mình trong những điều kiện môitrường khác nhau mà không cần tiêu tốn nhiều thời gian và kinh phí, giúpcho sản phẩm thiết kế đạt được chất lượng tốt nhất trước khi xây dựng trênthực tế

Trong Y học: Người ta ứng dụng thực tại ảo để tạo môi trường cho

các cuộc phẫu thuật thử nghiệm, phẫu thuật mẫu hoặc cũng có thể được ứngdụng với các cuộc phẫu thuật từ xa cho các bác sỹ Trong môi trường ảonày, các cuộc phẫu thuật được tiến hành không cần có bệnh nhân mà vẫnnhư đang được tiến hành trực tiếp trên bệnh nhân thực Với thực tại ảo, cácbác sỹ có cơ hội thử nghiệm phẫu thuật trên những bệnh nhân mô phỏng,vừa nâng cao tay nghề, vừa nắm bắt được các khả năng đột biến có thể xảy

ra khi phẫu thuật với các bệnh án phức tạp, góp phần giảm nguy hiểm vàđảm bảo thành công ca phẫu thuật trước khi tiến hành trên bệnh nhân thực

39

Đặc biệt nếu có xảy ra sai sót trong quá trình tiến hành thì cũng không để lạihậu quả nào.

Nói chung, công nghệ thực tại ảo, về mặt bản chất chính là sự ứngdụng các phần mềm mô phỏng, còn được sử dụng trong các hoạt động mangtính phổ biến kiến thức và các hoạt động có tính chất xã hội (Phần mềm ứngdụng thực tiễn) Trong đó, một trong số các đóng góp quan trọng phải kể đếncủa của thực tại ảo mà cụ thể ở đây là hình thức thực hành ảo, đó là phầnmềm sát hạch lái xe ô tô, xe máy…

Phần mềm sát hạch lái xe: Là phần mềm được xây dựng trên ngôn

ngữ Visual Basic.Net và được phát triển trên môi trường web giúp phổ biếnmột cách rộng rãi những kiến thức về luật giao thông cho công chúng Phầnmềm có nhiều chức năng: thi trắc nghiệm, xem biển báo, tài liệu tham khảo,thống kê,… Trong đó, phần thi trắc nghiệm là phương tiện hỗ trợ đắc lựcgiúp người dùng có thể vượt qua phần thi lý thuyết bắt buộc trong bất kỳ kỳthi lấy Giấy phép lái xe nào đối với tất cả các loại xe cơ giới Phần mềm lái

xe trực tuyến có giao diện đẹp mắt, thân thiện, được mô phỏng theo Phầnmềm Thi sát hạch Lý thuyết Lái xe chính thức của Cục Đường bộ ViệtNam26

Hình 1.15 Giao diện thi lý thuyết lái xe ô tô, mô tô 2 bánh[26 ]

26http://lenduong.wordpress.com/2007/11/20/phan-mem-sat-hach-ly-thuyet-lai-xe-truc-tuyen

40