Nhận thức về sự phức tạp của nhiệm vụ học tập ảnh hưởng đến tương tác của sinh viên trong thực tế ảo

Công nghệ Thực tế ảo nhập vai (immersive Virtual Reality - iVR) trong giáo dục đã trở nên phổ biến rộng rãi trong những năm gần đây. Sử dụng màn hình gắn trên đầu, iVR thu hút sinh viên vào môi trường 3D do máy tính tạo ra trông như thật, nơi họ có thể tương tác trực quan. Các tính năng theo dõi chuyển động và hiển thị 3D độc đáo của iVR mang đến cơ hội giải quyết những thách thức giáo dục chính. 

Đối tượng tham gia nghiên cứu này là 70 sinh viên hóa học đại học năm thứ nhất và năm thứ hai tại một trường đại học công lập lớn ở Úc. Là một phần thuộc chương trình môn hóa học, các sinh viên theo cặp đã hoàn thành ba buổi iVR (iVR bông tuyết, iVR thụ thể vị giác và protein iVR). Bất kỳ hai phiên iVR liên tiếp nào cũng cách nhau 2–3 tuần. Vì tính linh hoạt này, một số sinh viên được ghép đôi với các bạn cùng lớp mà họ đã làm việc trước đó (bạn bè), trong khi các cặp khác không biết nhau (người lạ).

Nguồn: Sưu tầm

Kết quả phân tích cho thấy rằng các bối cảnh học tập dựa trên các phiên iVR khác nhau đã thúc đẩy các tương tác thể chất, khái niệm và xã hội giữa các sinh viên. Khi xử lý các vật thể ảo quen thuộc về mặt khái niệm (phân tử nước) trong bông tuyết iVR, sinh viên tham gia vào các khám phá vật lý và khái niệm ngắn (short conceptual). Trong số những “người lạ”, người được coi là hiểu biết nhiều hơn sẽ chiếm ưu thế trong việc tạo ra ý tưởng và/hoặc thao tác với đồ vật. Trong một môi trường với các vật thể ảo xa lạ về mặt khái niệm (cấu trúc enzyme và cơ chất) trong protein iVR, sinh viên đã nỗ lực nhiều hơn để cộng tác và học hỏi. Sinh viên khám phá môi trường protein iVR một cách rộng rãi và tích hợp nhiều khái niệm hóa học để hoàn thành nhiệm vụ.

Trong môi trường iVR liên quan đến các vật thể ảo quen thuộc về mặt khái niệm (phân tử nước), sinh viên nhận thấy nhiệm vụ học tập là đơn giản và tham gia vào các cuộc thảo luận khái niệm ngắn cũng như tìm hiểu về mặt vật lý có giới hạn. Ngược lại, khi sinh viên gặp phải các cấu trúc hóa học xa lạ về mặt khái niệm (enzim protein phức tạp) trong iVR, họ nhận ra rằng không có cách nào khác để khám phá một vật thể như vậy. Do đó, họ tham gia vào các chuyển động mang tính khám phá để đánh giá đầy đủ cấu trúc 3D phức tạp. Những phát hiện này rất thú vị vì cấu trúc phân tử và mật độ electron của chúng được thể hiện tương tự nhau và các ý tưởng khái niệm mục tiêu cũng tương tự trong các hoạt động học tập iVR. Để hình thành liên kết hydro giữa các phân tử nước, sinh viên cần xem xét thành phần và hình dạng 3D của các phân tử nước, lực hút giữa các vùng tích điện trái dấu, vai trò của các cặp đơn cũng như khoảng cách và hướng giữa các phân tử. Từ đó các em có thể cân nhắc để tìm ra hướng tối ưu của phân tử cơ chất ở lối vào của enzyme.

Nhìn chung, nghiên cứu này cho thấy rằng mặc dù các chương trình iVR dành cho học tập được thiết kế với các tính năng thiết kế tương tự nhau (chẳng hạn như tính tương tác, các chuyển động thể hiện hoặc cộng tác), nhưng không phải tất cả các nhiệm vụ đều có thể tối ưu hóa các tương tác hợp tác từ người học (collaborative interactions). Chỉ những nhiệm vụ làm nổi bật giá trị độc đáo của hình ảnh 3D trong iVR – thể hiện việc khám phá các cấu trúc 3D phức tạp – mới thúc đẩy sự tương tác sâu rộng của sinh viên. Để nhận ra lợi ích giáo dục của iVR đối với việc học khoa học, các nhà giáo dục cần đặc biệt chú ý đến việc thiết kế các nhiệm vụ tương tác trong iVR.

Hồng Anh lược dịch

Nguồn: Matovu, H., Won, M., Hernandez-Alvarado, R. B., Ungu, D. A. K., Treagust, D. F., Tsai, C. C., ... & Tasker, R. (2024). The Perceived Complexity of Learning Tasks Influences Students’ Collaborative Interactions in Immersive Virtual Reality. Journal of Science Education and Technology, 1-14. https://doi.org/10.1007/s10956-024-10103-1