Hiệu quả của thực tế tăng cường trong phát triển tư duy sáng tạo ở học sinh trung học cơ sở

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại đang không ngừng chuyển mình trước những yêu cầu mới của thời đại số, việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến như thực tế tăng cường (Augmented Reality - AR) đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và giáo dục. Công nghệ AR được kỳ vọng sẽ góp phần thay đổi cách dạy và học truyền thống, đặc biệt trong các môn học khoa học - lĩnh vực đòi hỏi tính trực quan, tư duy logic và khả năng sáng tạo cao. Tuy nhiên, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu ghi nhận lợi ích của AR trong việc nâng cao hứng thú học tập và khả năng tiếp thu kiến thức, tác động cụ thể của AR đến việc phát triển kỹ năng tư duy sáng tạo - đặc biệt ở đối tượng học sinh năng khiếu - vẫn chưa được làm rõ một cách hệ thống và thực nghiệm.

Xuất phát từ khoảng trống đó, bài báo này tập trung đánh giá hiệu quả của việc sử dụng công nghệ thực tế tăng cường trong dạy học môn Khoa học tự nhiên, cụ thể là bài học “Thời tiết và Không gian”, nhằm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh lớp 8 có năng khiếu. Mục tiêu chính của nghiên cứu là kiểm chứng liệu AR có thực sự mang lại sự cải thiện đáng kể trong ba thành phần chính của tư duy sáng tạo - gồm tính lưu loát (fluency), tính linh hoạt (flexibility) và tính độc đáo (originality) - so với phương pháp giảng dạy truyền thống. Nghiên cứu cũng sử dụng chỉ số Modified Black’s Gain Ratio để lượng hóa mức độ hiệu quả của AR trong bối cảnh giáo dục thực tế.

Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn là thiết kế thực nghiệm bán ngẫu nhiên (quasi-experimental) với hai nhóm đối tượng: một nhóm thực nghiệm gồm 41 học sinh được học bằng công nghệ AR qua ứng dụng Aurasma và một nhóm đối chứng gồm 40 học sinh học theo phương pháp truyền thống. Trước khi can thiệp, cả hai nhóm được đánh giá bằng một bài kiểm tra tư duy sáng tạo với 10 câu hỏi mở, xoay quanh ba tiêu chí: lưu loát, linh hoạt và độc đáo. Bài kiểm tra này được xây dựng và hiệu chỉnh dựa trên các tiêu chuẩn đã được kiểm định bởi các chuyên gia giáo dục, đảm bảo độ tin cậy (hệ số α = 0.87) và độ giá trị cấu trúc (thông qua CFA và McDonald’s Omega).

Nguồn: istockphoto.com

Ứng dụng AR Aurasma được lựa chọn cho nhóm thực nghiệm nhờ tính thân thiện, dễ sử dụng trên điện thoại thông minh và khả năng tích hợp các nội dung trực quan như video, hình ảnh động, mô phỏng thời tiết và không gian. Trong quá trình học, học sinh được tiếp xúc với các tình huống học tập có tính tương tác cao, ví dụ như mô phỏng động các hiện tượng khí quyển, video không gian vũ trụ, hoặc trò chơi giáo dục ảo - qua đó thúc đẩy khả năng suy luận, tưởng tượng và xây dựng ý tưởng sáng tạo.

Kết quả nghiên cứu sau 5 tuần triển khai cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai nhóm học sinh. Kiểm định T-test cho thấy nhóm thực nghiệm đạt điểm trung bình cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (p < 0.05). Chỉ số hiệu quả η² = 0.96 cho thấy mức ảnh hưởng rất lớn của AR đến tư duy sáng tạo. Đặc biệt, chỉ số Modified Black’s Gain Ratio = 1.4 vượt ngưỡng 1.0 - minh chứng rõ ràng rằng việc học bằng công nghệ AR giúp học sinh tăng cường đáng kể khả năng sáng tạo so với mức khởi điểm. Phân tích sâu hơn cho thấy, việc học bằng AR mang lại nhiều lợi ích tích cực: học sinh có cơ hội tích hợp kiến thức một cách linh hoạt, khai phá các cách tiếp cận đa dạng cho một vấn đề, và hình thành ý tưởng mới nhờ các tương tác trực quan và môi trường học tập giàu tính khám phá. Ngoài ra, AR cũng thúc đẩy giao tiếp và hợp tác nhóm, góp phần làm phong phú các góc nhìn và nâng cao khả năng tư duy phản biện. Những yếu tố này được xem là nền tảng quan trọng của tư duy sáng tạo trong giáo dục khoa học.

Mặc dù nghiên cứu đã chứng minh rõ hiệu quả của AR đối với học sinh năng khiếu, nhưng vẫn còn tồn tại một số hạn chế. Do đối tượng nghiên cứu là học sinh có năng lực tư duy vượt trội và được học trong môi trường học tập tốt (Trường King Abdullah Schools for Excellence, Jordan), nên kết quả khó có thể khái quát cho mọi nhóm học sinh. Các đối tượng học sinh có trình độ trung bình hoặc có khó khăn trong học tập có thể cần được hỗ trợ thêm về nội dung, công cụ hoặc phương pháp để đạt hiệu quả tương tự. Bên cạnh đó, giáo viên cũng cần được đào tạo bài bản về kỹ thuật sử dụng và tích hợp AR trong giảng dạy để phát huy hết tiềm năng của công nghệ này.

Nghiên cứu khuyến nghị nên đưa công nghệ AR vào chương trình giảng dạy chính khóa, đặc biệt ở các môn Khoa học tự nhiên, nơi cần phát triển khả năng tư duy sáng tạo, trực quan và logic. Các trường học cần tổ chức các khóa tập huấn cho giáo viên về ứng dụng AR trong lớp học, đồng thời khuyến khích sự hợp tác giữa các cơ sở giáo dục và công nghệ để xây dựng kho học liệu AR phong phú và phù hợp với chương trình học. Ngoài ra, cần mở rộng phạm vi nghiên cứu sang các nhóm đối tượng đa dạng hơn như học sinh phổ thông trung bình, học sinh có nhu cầu đặc biệt hoặc các vùng miền có điều kiện học tập khác nhau để đánh giá toàn diện hơn về khả năng ứng dụng rộng rãi của công nghệ AR trong giáo dục.

Tóm lại, nghiên cứu đã cung cấp bằng chứng thực nghiệm vững chắc về vai trò tích cực của công nghệ thực tế tăng cường trong việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh trung học cơ sở, đặc biệt là học sinh năng khiếu. Kết quả không chỉ khẳng định tiềm năng của AR như một công cụ hỗ trợ giảng dạy hiệu quả, mà còn mở ra hướng tiếp cận mới cho việc xây dựng chương trình giáo dục sáng tạo trong thời đại số.

Hoàng Dũng lược dịch

Nguồn:

AlAli, R., Wardat, Y., Zaki Aboud, Y., & Alhayek, K. A. (2025). The effectiveness of using augmented reality technology in science education to enhance creative thinking skills among gifted eighth-grade students. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 21(6), em2644. https://doi.org/10.29333/ejmste/16416