CHƯƠNG 1 Cơ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỤ C TIỀN CỦA VIỆC sữ DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC TÉ Ảo TĂNG CƯỜNG PHÁT TRIÉN NĂNG Lực Tự HỌC CHO HỌC SINH 1. Lịch sử nghiên cứu vấn đề 1. Lịch sử nghiên CÚTI vẩn đề trên thế giói * về sử dụng công nghệ AR trong dạy học Trên thế giới, số lượng nghiên cứu về ứng dụng của AR trong giáo dục đã tăng đáng kể từ năm 2013. Trong đó, có thể kể đến một số nghiên cứu về sử dụng công nghệ này trong dạy học hóa học.
Cụ thể là: Trong nghiên cứu của Joseph A. Naese và cộng sự về chế tạo thiết bị phân tích là một quá trình quan trọng trong hóa học phân tích. Để đơn giàn hóa quy trình này, tác giả đã sử dụng AR và cho phép sinh viên trực tiếp xem cách thức hoạt động của các thiết bị trong môi trường phòng thí nghiệm [27], Nghiên cứu của nhóm tác già Su Cai, Xu Wang và Feng- Kuang Chiang đã thiết kế và phát triển một bộ công cụ học tập AR để hồ trợ HS nghiên cứu hướng tới phân đoạn “Thành phần của các chất” trong chương trình hóa học THCS. Trong môi trường AR được đề xuất, HS có thể có thể quan sát mô hình phân tử hoặc tinh thế từ mọi góc độ, điều khiến các hạt trong thế giới vi mô bằng các điểm đánh dấu, xây dựng các phân tử và chất với các hạt này, đồng thời hiểu và kết luận quá trình cấu tạo chất [25].
Một nghiên cứu khác của Wojciechowski và Cellary (2013) đã xây dựng một môi trường AR trong đó HS có thế tiến hành các thí nghiệm hỏa học, ví dụ: acid hydrochloric (HC1) và sodium hydroxide (NaOH) phản ứng tạo ra muối ăn (NaCl) và nước. Ket quả cho thấy sự tham gia tích cực của người học vào các hoạt động thực hành có tác động đặc biệt tích cực đến cảm nhận về sự thích thú, dẫn đến động lực học tập của họ tăng lên [35]. Vì môi trường AR liền mạch như vậy kết hợp tài liệu học tập và bối cảnh 6 thực tế xung quanh cung cấp cho HS cơ hội để tự mình thao tác với các đối tượng và tiếp cận để khám phá sâu rộng, hiểu rõ hơn về bài học. * về năng lực tự học Trong lịch sử giáo dục, tự học (TH) và NLTH là một khái niệm được đề cập rất sớm, thường được sử dụng với ý nghĩa là người học tự giác, chủ động thực hiện các hoạt động học tập của mình.
Vì vậy, khi nói đến TH và NLTH một số tác giả coi đó là hai khái niệm có chứa cùng một nội dung. Đầu thế kỉ XIX xuất hiện nhiều nghiên cứu về NLTH những nghiên cứu này thường tập trung mô tả quá trinh TH điến hình là nhà giáo dục Mỹ John Dewey, tác giả cho rang HS TH là chú động và tích cực hoạt động, học thông qua cách làm trong quá trình TH HS vẫn tương tác với GV nhưng ở khía cạnh GV phải làm chủ được hoạt động giảng dạy của mình quan sát được những biểu hiện nhận thức của trò chứ không đơn thuần là việc truyền đạt tri thức theo kiểu thầy giảng trò nghe [30], Những năm cuối thế kỷ XX các nhà giáo dục tập trung nghiên cứu bản chất NLTH theo thống kê của Candy (1987) đã xác định có ít nhất 30 khái niệm khác nhau được sử dụng đồng nghĩa [34], Những định nghĩa này thay đồi tùy thuộc vào cá nhân từng người viết và cũng thay đổi quan niệm theo thời gian. Một hướng nghiên cứu khác lại tập trung xác định, phân loại đặc điếm của NLTH để nhận ra vai trò của GV trong việc hướng dẫn HS TH. Cụ thể, Candy trong phân tích lý thuyết toàn diện của mình, ông tiếp tục phát triển khái niệm NLTH theo hai phương diện: yếu tố bên ngoài, nhấn mạnh vào quá trình tự kiếm soát hoạt động học tập và yếu tố bên trong là thuộc tính tâm lý của con người [34], Các nhà nghiên cứu Taylor và Candy đã tập trung mô phỏng, xác định những dấu hiệu của NLTH được bộc lộ ra ngoài.
Những nghiên cửu này hướng tới tìm ra hình thức tác động đến người học để giúp cho người học thuận lợi trong quá trinh TH [32], [34], Cho đến nay, vấn đề TH vẫn tiếp tục được nghiên cứu đế hiểu rõ hơn đặc 7 tính của người TH. Các tác giả xác định TH không chỉ đơn thuân là học một mình, mà nó cần được thực hiện trong môi trường giáo dục. Qua các nghiên cứu, họ đã tập trung vào quá trình nhận thức của người học đế xác định những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình TH, từ đó đề xuất các biện pháp tích cực để tác động đến quá trình TH cùa người học. Lịch sử nghiên cứu vấn đề ở Việt Nam * về sử dụng công nghệ AR trong dạy học Ớ Việt Nam công nghệ AR mới chỉ xuất hiện ở nước ta vài năm gàn đây.
Một số trường đại học cũng có đầu tư cho mảng này như Viện công nghệ Thông tin và Truyền thông CDIT thuộc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông là một trong những tổ chức hàng đầu nghiên cứu về ứng dụng thực tế ảo tại Việt Nam. Họ đã xây dựng và đưa công cụ này vào các bài giảng hồ trợ dạy kỹ thuật chụp ảnh và quay video, mô hình này được đưa vào dạy học từ năm 2016 với việc mô phỏng các thiết bị thực là thiết bị ào tương tác và có thể chạy trên PC, cho phép sinh viên thực hành trước khi làm việc trên thiết bị thực [36]. Khoa y - Đại học Duy Tân với nghiên cứu có tên gọi đày đủ là “ứng dụng công nghệ thực tế ảo, thực tại ảo tăng cường (VR/AR) mô phỏng và tương tác với hệ cơ thể người 3D” đã áp dụng VR/AR để mô phỏng cơ thể ảo để giảng dạy, học tập trong môn Giải phẫu [37], Nếu như trước đây AR chỉ được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ phức tạp, trong nghiên cứu khoa học hoặc trong giảng dạy ở một số trường đại học thì hiện tại AR đã đơn giản hơn rất nhiều, bất kỳ ai cũng có thể tiếp cận chỉ bằng một chiếc điện thoại thông minh nhỏ gọn. Vì vậy việc đưa AR vào trong giáo dục đào tạo đã thu hút được sự chú ý lớn từ cơ quan các cấp học từ mầm non, tiểu học, THCS, trung học phổ thông,.
Có thể kể đến một số công trình nghiên cứu khoa học về việc sử dụng AR trong dạy học được đăng trên các tạp chí khoa học như: Tác giả Vũ Thị Thư Hoài cùng các cộng sự đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng AR trong dạy học với bốn đề tài 8 nghiên cứu trong đó hai đê tài đăng trên tạp chí nước ngoài “Sử dụng mô phỏng cấu trúc phân tử 3D đế phát triến năng lực hóa học cho học sinh Việt Nam” [281, “Phân tích hiệu suất của quy trình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm hóa học ảo sử dụng nền tảng thí nghiệm ảo dựa trên phần mềm và ý nghĩa của nó trong quá trình học tập” [29], và hai bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Giáo dục “Sử dụng phần mềm Chemist by Thix để xây dựng thí nghiệm hóa học ảo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm hóa học cho học sinh trung học phổ thông” số 470 (2020), trang 40-45 và “ứng dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường (AR) trong dạy học thí nghiệm môn Khoa học tự nhiên 8” tập 23 số đặc biệt 7 (2023), trang 147-152. Nhóm tác giả Thái Hoài Minh, Nguyễn Minh Tuấn (2020) với bài báo “ứng dụng công nghệ thực tế tăng cường nhằm nâng cao hứng thú học tập cho học sinh trong dạy học nội dung Hóa học hữu cơ lóp 11 trung học phố thông” đăng trên tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, số 17, trang 1970-1983. Bài báo “ứng dụng thực tế ảo tương tác 4D trong dạy học môn Vật lí và Hóa học” của tác giả Nguyễn Thị Hồng Nhung và cộng sự (2020) đăng trên tạp chí Khoa học Giáo dục, tập 65, số 1, trang 184-191. Trong các nghiên cứu kể trên, các tác giả đều kết luận khi sử dụng AR trong dạy học giúp HS hiểu bài hơn so với cách học truyền thống.
Công nghệ này giúp các kiến thức khô khan, trừu tượng trở nên dễ hiểu và sinh động hơn, giúp người học nắm chắc kiến thức, biết sâu sắc về chủ đề và được trải nghiệm hơn. Hình ảnh đẹp mắt, chân thực tạo hứng thú cho HS tương tác với GV và bài học. * về năng lực tự học Ở Việt Nam vấn đề TH được chú ý từ rất lâu. Những năm 90 của thế kỉ XX những nghiên cứu về TH đã được nhiều tác giả trình bày trong các công trình tâm lí học, giáo dục học, PPDH bộ môn.
Một số tác giả có công trình tiêu biểu như: Nguyễn Cảnh Toàn nêu lên đặc điểm của người TH đó là tự mình động não suy nghĩ, say mê, kiên trì, không ngại khó ngại khổ để chiếm lĩnh một lĩnh vực khoa học nào đó [17]. Thái Duy Tuyên khi tìm hiểu bản 9 chât của TH, tác giả liệt kê các hoạt động cân phải có trong quá trình TH như quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp, rèn luyện kĩ năng, đồng thời tác giả cũng lưu ý đến động cơ, tình cảm của người TH [201. Tác giả Vũ Trọng Rỳ khi nghiên cứu về rèn luyện kì năng (KN) học tập thì chia thành 4 nhóm với tên gọi và tiêu chí có sự khác biệt đó là: K.N nhận thức, KN thực hành, KN tổ chức, KN kiểm tra đánh giá [14], Bước vào thời kì đổi mới hiện nay, tại Hội nghị Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI đã ra Nghị quyết 29-NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, trong đó đặc biệt chú trọng đổi mới dạy và học theo hướng phát triển phẩm chất, NL người học để nâng cao chất lượng nguồn nhân lực. Trong 10 NL cùa HS, NLTH được đặt lên hàng đầu và đóng vai trò quan trọng trong quá trình học tập của HS.