Phòng thí nghiệm ảo là gì?
Phòng thí nghiệm ảo là một môi trường tương tác để tạo và thực hiện các thí nghiệm mô phỏng. Phòng thí nghiệm ảo dùng các công nghệ thực tế ảo để tạo ra để mô phỏng các quá trình và hành động như một phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn trong thực tế. Alexiou, Bouras và Giannaka (2005) cho rằng phòng thí nghiệm ảo là cách rẻ nhất để các trường có được phòng thí nghiệm cho tất cả các môn học.
Các phòng thí nghiệm ảo này cung cấp cho người dùng, đặc biệt là giáo viên và học sinh, có cơ hội học tập những trải nghiệm trừu tượng khó làm được trong điều kiện phòng thí nghiệm tại trường. Giáo viên hay học sinh có thể tự thiết kế các điều kiện, bối cảnh ( như: nhiệt độ, thời gian, không gian,…) phù hợp để đạt được các thử nghiệm mong muốn. Với phòng thí nghiệm ảo, tất cả học sinh đều có thể tham gia làm thí nghiệm mô phỏng. Điều này sẽ giúp tất cả học sinh có cơ hội trải nghiệm như nhau thay vì chỉ một vài em đại diện lớp làm thí nghiệm khi ở trong phòng thí nghiệm thực.
Các nguyên tắc để thiết kế mô phỏng cần phụ thuộc vào Nghiên cứu về việc học tập và tương tác của học sinh với các công cụ thí nghiệm trong các môi trường học tập khác nhau (ví dụ, Adams và cộng sự, 2008; Adams, Dubson, Perkins, Reid và Wieman, 2011; và Bransford và cộng sự, 2000 ).
Quý thầy/ cô có thể xem qua phòng thí nghiệm ảo cho môn sinh học ở video bên dưới:
Phòng thí nghiệm ảo và phòng thí nghiệm thực tế
So với không gian hạn chế được cung cấp bởi các máy trạm vật lý, các phòng thí nghiệm ảo có thể được sử dụng với công nghệ hiển thị như máy chiếu tương tác hoặc bảng thông minh cho một lớp học. Những thứ này có thể bổ sung cho những cái hiện có hoặc được sử dụng như một bản dự phòng, đặc biệt là cho các môn học mà phòng thí nghiệm trong thực tế không thể thực hiện được vì thiếu nguồn lực và thực hành thực tế.
Các phòng thí nghiệm ảo sẽ thích hợp, có ý nghĩa và hiệu quả về mặt chi phí với các cơ sở giáo dục ở các nước đang phát triển, nơi cơ sở vật chất chưa được trang bị đầy đủ.
Mặc dù đã có nhiều cơ sở giáo dục trung học và đại học đã thành lập các phòng thí nghiệm thực tế tại trường. Nhưng các phòng thí nghiệm thực tế này vẫn chưa đạt được hết các kỳ vọng cho các môn học vì còn thiếu trang thiết bị, điều kiện thí nghiệm, phòng thí nghiệm chưa đủ cho tất cả các lớp, thời gian cho các lớp thực hành còn hạn chế.
Quý thầy/ cô có thể xem cách một phòng thí nghiệm ảo môn Hóa như thế nào qua video sau:
Thiết kế và nghiên cứu về phòng thí nghiệm ảo
Khi thiết kế phòng thí nghiệm ảo, giáo viên cần chú trọng đến việc thúc đẩy việc học tập và thu hút người học theo những cách tương tác và hiệu quả. Giáo viên cần biết cách xác định rõ tính năng đặc biệt của phòng thí nghiệm ảo. Ngoài sử dụng phòng thí nghiệm ảo, giáo viên có thể sử dụng đa phương tiện để kích thích các giác quan của người học. Các công cụ như hình ảnh, bài giảng video, trình diễn và phản hồi cũng rất hiệu quả để kích thích sự tương tác từ người học. Khi thiết kế phòng thí nghiệm mô phỏng, giáo viên cần dựa trên thử nghiệm thực tế và tạo ra các thí nghiệm ảo tương tự để xây dựng kiến thức thực tế hơn cho người học. Giáo viên cần xem xét tính hiệu quả về chi phí, khả năng hoạt động của các công cụ trong cài đặt vào khóa học và cách các công cụ chạy với các trình duyệt, hệ điều hành và thiết bị khác nhau. Điều này sẽ giúp các em học sinh có trải nghiệm tốt hơn.
Cách áp dụng phòng thí nghiệm ảo để dạy học kết hợp
Trong hầu hết các trường hợp, một phòng thí nghiệm ảo được thiết kế chất lượng cần bắt đầu với các khái niệm liên quan đến lịch sử ( Ví dụ như: Lý do vì sao định luật này ra đời? Ai là người tìm ra học thuyết? Các định luật đã thay đổi thế nào trong tiến trình lịch sử?,…) , các thí nghiệm nền tảng và các mô hình đã nghiên cứu về chủ đề này. Các khái niệm nên có hình ảnh động, phòng triển lãm, video, trình bài, thực hành và cách giải quyết vấn đề.
Giáo viên có thể cho học sinh lập sơ đồ Graphic Organizer về các thí nghiệm để kiểm tra đánh giá khả năng tiếp thu của học sinh.
Mỗi phòng thí nghiệm nên kết thúc bằng các thư mục và liên kết đến các nguồn tài nguyên khác để học sinh có thể nghiên cứu thêm. Học sinh có thể đánh dấu trang các phòng thí nghiệm ảo hoặc thêm chúng vào danh mục khóa học của riêng họ. Ví dụ môn Sinh học học về Não bộ, học sinh không chỉ học về bộ não với những kiến thức hay thí nghiệm được giáo viên hướng dẫn, mà các em còn được trải nghiệm các kiến thức mới nhất từ các chuyên gia trên thế giới nghiên cứu não bộ. Việc lựa chọn các nguồn tài nguyên hay sẽ giúp các em kích thích trí tò mò học hỏi. Đây cũng là một cách hay để các em mở rộng kiến thức, cập nhật kiến thức tiên tiến nhất, phát triển tư duy học hỏi.
Đây là gợi ý của riêng tôi về quy trình áp dụng phòng thí nghiệm ảo để dạy học kết hợp. Quý Thầy/ cô có thể tham khảo và sáng tạo một quy trình riêng nhé! Hãy chia sẻ với cộng đồng quy trình của thầy/cô dưới phần bình luận nhé!
Các phòng thí nghiệm ảo mẫu thông qua các tài nguyên giáo dục mở
Tài nguyên giáo dục mở MERLOT sẽ cung cấp cho các trường và các tổ chức giáo dục một kho lưu trữ rộng lớn về các phòng thí nghiệm ảo khoa học vật lý, toán học và kỹ thuật để bổ sung cho các thí nghiệm thông thường hoặc như các dự án phòng thí nghiệm độc lập.
Molecular Workbench sẽ cung cấp các phòng thí nghiệm khoa học ảo với mã nguồn mở và miễn phí với hàng trăm mô phỏng và tương tác để dạy và học trong tất cả các ngành bao gồm sinh học, vật lý, hóa học, công nghệ sinh học và công nghệ nano. Giáo viên có thể tạo và tùy chỉnh các mô hình phòng thí nghiệm đa dạng. Các nguồn tài liệu có sẵn từ các trường phổ thông đến nghiên cứu khoa học cấp cao cho Đại học. Chúng có thể được truy cập và tải xuống miễn phí.
PraxiLabs cung cấp cho các tổ chức giáo dục và người học một thư viện lớn về các thí nghiệm hóa học và vật lý ảo. Các thí nghiệm bao gồm hóa học tổng quát, phân tích và hữu cơ và có thể được tiến hành mà không có các nguy cơ vật lý liên quan hoặc chi phí cao. Vật lý bao gồm các lĩnh vực như điện, cơ học lượng tử, nhiệt động lực học, v.v., đồng thời cũng được thiết kế để khuyến khích sự tương tác và tham gia.
Labster cung cấp quyền truy cập vào trải nghiệm thực tế cho phép người học thực hiện các thí nghiệm và thực hành các kỹ năng của họ trong bối cảnh học tập thân thiện và không có rủi ro. Với hơn một trăm phòng thí nghiệm ảo, học sinh trung học và đại học có thể xem video một cách thuận tiện để thực hành tốt hơn.
Ngoài ra, ở Việt Nam, Edtech Agency là đội ngũ chuyên gia hàng đầu Việt Nam với 18 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực dịch vụ Edtech, E-learning, nội dung giáo dục kỹ thuật số và bản quyền. Edtech Agency - với mong muốn kết nối tinh hoa công nghệ giáo dục trên thế giới về Việt Nam nhằm tạo điều kiện cho thầy cô và các em học sinh có cơ hội tiếp cận với những sản phẩm giáo dục tiên tiến trên thế giới nâng cao hiệu quả dạy và học. ScholAR là một ứng dụng phòng thí nghiệm ảo đến từ Ấn Độ với hơn 125 MÔ PHỎNG 3D Ở HƠN 400 CHỦ ĐỀ và vẫn hàng ngày được phát triển thêm các mô phỏng phong phú trong chương trình học khối phổ thông. ScholAR là một nền tảng học tập dựa trên thử nghiệm nhằm mục đích đưa phòng thí nghiệm và thế giới bên ngoài vào lớp học. Mục đích là để giải thích các khái niệm phức tạp trong khoa học bằng cách sử dụng các ví dụ từ các sự kiện phổ biến hàng ngày. Edtech Agency cung cấp sản phẩm ScholAR- Với HƠN 125 MÔ PHỎNG - HƠN 400 CHỦ ĐỀ ” và vẫn đang phát triển thêm các mô phỏng và chủ đề. ScholAR là một phòng thí nghiệm ảo hiện đại mang tính năng Mô phỏng Khoa học vào trải nghiệm học tập, từng thí nghiệm một. Nội dung sống động và có tính tương tác cao của chúng tôi được phát triển bằng các công nghệ sẵn sàng cho tương lai, cho phép trải nghiệm thực tế 3D và hỗn hợp. ScholAR là một nền tảng học tập dựa trên thử nghiệm nhằm mục đích đưa phòng thí nghiệm và thế giới bên ngoài vào lớp học. Mục đích là để giải thích các khái niệm phức tạp trong khoa học bằng cách sử dụng các ví dụ từ các sự kiện phổ biến hàng ngày. ScholAR mong muốn trở thành Phòng thí nghiệm STEM ảo tốt nhất trên toàn cầu. ScholAR đang cố gắng mang lại sự chuyển đổi kỹ thuật số trong Học tập trải nghiệm, bằng cách tận dụng các công nghệ tốt nhất hiện nay.
Trong một mô hình kết hợp giữa quản lý giáo dục và thực tiễn ở một quốc gia đang phát triển, các tài nguyên mở có thể được đưa vào các hệ thống quản lý học tập (LMS).