Thiết kế đào tạo nghề kỹ thuật tích hợp VR/AR: Kết nối luyện tập mô phỏng với thực hành trên thiết bị thật

Trong thiết kế này, chuẩn năng lực và nhiệm vụ nghề là cơ sở để lựa chọn nội dung và công nghệ phù hợp. Nghiên cứu sử dụng VR để luyện tập quy trình, chẩn đoán và xử lý tình huống, trong khi AR hỗ trợ thao tác gắn với thiết bị thực. Thực hành trên thiết bị thật tiếp tục giữ vai trò hoàn thiện và kiểm chứng năng lực người học. Thiết kế đào tạo được cụ thể hóa thành sáu mô-đun thuộc hai ngành Công nghệ ô tô và Điện công nghiệp tại Trường Cao đẳng nghề số 1 - Bộ Quốc phòng có ý nghĩa cấp thiết hiện nay.

Từ khóa: thực tế ảo, thực tế tăng cường, đào tạo nghề kỹ thuật, đào tạo dựa trên năng lực, chuyển giao kỹ năng, thực hành trên thiết bị thật.

1. MỞ ĐẦU

Hiện nay, chuyển đổi số đang mở rộng khả năng ứng dụng thực tế ảo và thực tế tăng cường (VR/AR) trong đào tạo nghề kỹ thuật. Công nghệ thực tế ảo (VR) cho phép mô phỏng thiết bị, quy trình và tình huống nghề nghiệp trong môi trường có kiểm soát, trong khi đó công nghệ thực tế tăng cường (AR) có thể cung cấp thông tin và hướng dẫn gắn trực tiếp với đối tượng thực. Một số nghiên cứu trước đây cho thấy VR/AR có tiềm năng cải thiện kết quả đào tạo nghề và phát triển kỹ năng thực hành, đặc biệt khi người học cần luyện tập lặp lại hoặc thực hiện những nhiệm vụ khó tổ chức thường xuyên trên thiết bị thật. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu đều cho thấy rằng mức độ hiệu quả khác nhau giữa các bối cảnh, nội dung và cách thức tổ chức đào tạo, cho thấy việc sử dụng công nghệ tự thân chưa bảo đảm kết quả học tập. Một trong những vấn đề cốt lõi của đào tạo nghề là năng lực thực hiện công việc theo yêu cầu nghề nghiệp. Vì vậy, kết quả đạt được trong môi trường VR/AR chỉ thực sự có giá trị khi kỹ năng nghề được duy trì và có thể vận dụng vào thực hành trên thiết bị thật.

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thiết kế và phát triển theo định hướng ứng dụng nhằm xây dựng thiết kế đào tạo nghề kỹ thuật tích hợp VR/AR (hình 1). Quy trình bắt đầu từ phân tích chuẩn năng lực và nhiệm vụ nghề, bao gồm yêu cầu thực hiện, trình tự thao tác, mức độ phức tạp, rủi ro và yêu cầu an toàn. Trên cơ sở đó, môi trường đào tạo được lựa chọn phù hợp với đặc điểm nhiệm vụ, gồm VR, AR hoặc thực hành trên thiết bị thật. Cách tổ chức này phù hợp với định hướng đào tạo dựa trên năng lực và quan điểm cho rằng hiệu quả của công nghệ nhập vai phụ thuộc vào sự phù hợp giữa công nghệ, nhiệm vụ và mục tiêu đào tạo.

Hình 1. Quy trình thiết kế đào tạo nghề kỹ thuật tích hợp VR/AR

Thiết kế được cụ thể trong hai ngành Công nghệ ô tô và Điện công nghiệp tại Trường Cao đẳng nghề số 1 - Bộ Quốc phòng, với sáu mô-đun: VR-OTO-01: Kiểm tra và chẩn đoán hệ thống phanh; VR-OTO-02: Chẩn đoán hệ thống điện/khởi động - nạp; AR-OTO-03: Hướng dẫn bảo dưỡng và tháo lắp cụm kỹ thuật; VR-DIEN-01: Đấu nối mạch/tủ điện công nghiệp; VR-DIEN-02: Chẩn đoán sự cố điện; và AR-DIEN-03: An toàn điện và kiểm tra quy trình.

Việc lựa chọn công nghệ dựa trên đặc điểm của nhiệm vụ nghề. VR được sử dụng cho các nhiệm vụ cần luyện tập quy trình, chẩn đoán, xử lý tình huống hoặc thử - sai nhiều lần trong môi trường có kiểm soát. AR phù hợp với các nhiệm vụ cần kết hợp hướng dẫn số với thao tác trên thiết bị thật, trong khi những kỹ năng phụ thuộc nhiều vào cảm giác vật lý, lực thao tác hoặc đặc tính vật liệu tiếp tục được thực hiện trực tiếp trên thiết bị. Cách phân bổ này phù hợp với các nghiên cứu về VR/AR trong đào tạo kỹ năng và đào tạo nghề.

Các mô-đun sau khi xây dựng được rà soát về sự phù hợp với chuẩn năng lực, nhiệm vụ nghề, lựa chọn công nghệ, trình tự luyện tập, yêu cầu an toàn và khả năng chuyển tiếp sang thiết bị thật. Những nội dung chưa phù hợp được điều chỉnh trước khi hoàn thiện. Quá trình đào tạo được thiết kế theo nguyên tắc giảm dần hỗ trợ, từ luyện tập có hướng dẫn trong môi trường VR/AR đến thực hiện nhiệm vụ trên thiết bị thật. Nguyên tắc này nhằm tạo điều kiện cho kỹ năng được hình thành trong môi trường đào tạo có thể chuyển giao sang thực hành nghề.

3. THIẾT KẾ ĐÀO TẠO NGHỀ KỸ THUẬT TÍCH HỢP VR/AR

Một là, nguyên tắc thiết kế đào tạo được xây dựng trên ba nguyên tắc cụ thể như sau:

Thứ nhất, VR/AR chỉ được tích hợp khi công nghệ tạo ra giá trị đào tạo rõ ràng so với phương thức thực hành thông thường. Không phải mọi nội dung thực hành đều cần được số hóa. VR phù hợp hơn với những nhiệm vụ cần luyện tập lặp lại, chẩn đoán, xử lý tình huống hoặc thử, sai trong môi trường có kiểm soát, trong khi AR phù hợp với các nhiệm vụ cần kết hợp thông tin số với thao tác trên thiết bị thật.

Thứ hai, luyện tập trong môi trường VR/AR phải gắn với nhiệm vụ nghề và chuẩn năng lực. Mục tiêu không dừng ở việc hoàn thành một kịch bản mô phỏng mà hướng đến hình thành trình tự thao tác, khả năng chẩn đoán và ra quyết định, kiểm soát lỗi và tuân thủ yêu cầu an toàn. Những kỹ năng này cần được tiếp tục vận dụng khi người học chuyển sang thực hành trên thiết bị thật. Cách tổ chức này phù hợp với quan điểm đào tạo dựa trên năng lực và yêu cầu chuyển giao kỹ năng từ môi trường đào tạo sang bối cảnh thực hiện công việc.

Thứ ba, thực hành trên thiết bị thật vẫn giữ vai trò thiết yếu đối với những năng lực cần được hoàn thiện và kiểm chứng trong điều kiện thực tế. Vì vậy, VR/AR được sử dụng để chuẩn bị, hỗ trợ và củng cố kỹ năng, thay vì thay thế toàn bộ thực hành vật lý. Nguyên tắc này đặc biệt quan trọng đối với các kỹ năng phụ thuộc vào cảm giác vật lý, lực thao tác, đặc tính vật liệu hoặc tương tác trực tiếp với thiết bị.

Hai là, cấu trúc tích hợp. Thiết kế đào tạo được tổ chức trên sự liên kết giữa chuẩn năng lực và nhiệm vụ nghề, VR/AR, thực hành trên thiết bị thật, hệ thống quản lý học tập (LMS) và môi trường doanh nghiệp. Trong cấu trúc đào tạo tích hợp này (hình 2) thì chuẩn năng lực và nhiệm vụ nghề xác định yêu cầu đầu ra và định hướng nội dung đào tạo. VR/AR hỗ trợ người học luyện tập quy trình, xử lý tình huống, nhận phản hồi và sửa lỗi trong môi trường có kiểm soát trước khi chuyển sang thực hành trên thiết bị thật. Thực hành vật lý tiếp tục giữ vai trò hoàn thiện và kiểm chứng khả năng thực hiện nhiệm vụ nghề. Môi trường doanh nghiệp tạo điều kiện vận dụng kỹ năng trong bối cảnh nghề nghiệp, đồng thời cung cấp phản hồi thực tiễn để điều chỉnh quá trình đào tạo.

Hình 2. Cấu trúc đào tạo nghề kỹ thuật tích hợp VR/AR và chuyển giao kỹ năng

Nguồn: Tác giả xây dựng (2026)

Điểm cốt lõi của cấu trúc này là VR/AR không được tổ chức như một khối đào tạo độc lập và không thay thế thực hành trên thiết bị thật. Công nghệ được bố trí tại những giai đoạn mà nó tạo ra giá trị cho quá trình hình thành kỹ năng. VR hỗ trợ luyện tập quy trình, chẩn đoán và xử lý tình huống; AR hỗ trợ người học khi tương tác với thiết bị thật; còn thực hành vật lý là môi trường để hoàn thiện và kiểm chứng năng lực. Phản hồi từ kết quả thực hành và yêu cầu của doanh nghiệp được sử dụng để điều chỉnh nội dung, nhiệm vụ và hoạt động đào tạo. Cấu trúc này hình thành một quá trình liên tục từ xác định năng lực cần đạt, luyện tập có hỗ trợ công nghệ, thực hành trên thiết bị thật đến vận dụng trong bối cảnh nghề nghiệp. Qua đó, giá trị của VR/AR được xác định bởi khả năng hỗ trợ hình thành và chuyển giao kỹ năng, thay vì mức độ hiện đại của công nghệ.

Ba là, chuyển tiếp từ luyện tập có hỗ trợ VR/AR sang thực hành trên thiết bị thật. Quá trình chuyển tiếp được tổ chức theo nguyên tắc giảm dần mức độ hỗ trợ và tăng dần tính độc lập của người học. Ở giai đoạn đầu, VR/AR hỗ trợ người học làm quen với trình tự thao tác, nhận diện lỗi và thực hiện nhiệm vụ trong môi trường có kiểm soát. Khi kỹ năng được củng cố, các hướng dẫn và phản hồi trực tiếp được giảm dần trước khi người học chuyển sang thực hiện nhiệm vụ trên thiết bị thật. Cách tổ chức này hướng đến khả năng vận dụng kỹ năng trong điều kiện thực hành nghề, thay vì chỉ đạt kết quả tốt trong môi trường mô phỏng.

Để bảo đảm tính liên tục giữa các giai đoạn, bảng tiêu chí đánh giá thực hiện nhiệm vụ được xây dựng dựa trên cùng yêu cầu năng lực. Các tiêu chí cốt lõi gồm chuẩn bị, trình tự và tuân thủ quy trình, độ chính xác kỹ thuật, chẩn đoán và ra quyết định khi phù hợp, an toàn, thời gian thực hiện và mức độ độc lập. Việc sử dụng hệ tiêu chí thống nhất cho phép theo dõi sự phát triển của kỹ năng từ luyện tập có hỗ trợ công nghệ đến thực hiện nhiệm vụ trên thiết bị thật. Đối với những lỗi nghiêm trọng, an toàn được xem là điều kiện của năng lực nghề, không chỉ là một thành phần của điểm tổng hợp. Những lỗi có nguy cơ gây mất an toàn nghiêm trọng hoặc dẫn đến sai lệch kỹ thuật lớn được xác định là không đạt yêu cầu, ngay cả khi tổng điểm thực hiện nhiệm vụ ở mức cao. Cách đánh giá này giúp kết quả phản ánh sát hơn năng lực thực hiện nhiệm vụ trong điều kiện nghề nghiệp thực tế.

4. KẾT LUẬN

Nghiên cứu đề xuất thiết kế đào tạo nghề kỹ thuật tích hợp VR/AR phù hợp với bối cảnh Trường Cao đẳng nghề số 1 - Bộ Quốc phòng, trong đó công nghệ được đặt trong quá trình hình thành năng lực thay vì triển khai như một phương thức đào tạo độc lập. Thiết kế bắt đầu từ chuẩn năng lực và nhiệm vụ nghề, xác định hình thức luyện tập phù hợp, tổ chức hoạt động có hỗ trợ VR/AR theo hướng giảm dần mức độ hỗ trợ và chuyển tiếp sang thực hành trên thiết bị thật để hoàn thiện và kiểm chứng năng lực. Đóng góp chính của nghiên cứu là làm rõ cách thức tích hợp VR/AR vào quá trình đào tạo, bảo đảm sự liên kết giữa chuẩn năng lực, luyện tập có hỗ trợ công nghệ và thực hành trên thiết bị thật. Từ đó, giá trị của công nghệ không được đánh giá chủ yếu qua mức độ nhập vai hay sự hài lòng của người học, mà qua khả năng hỗ trợ hình thành kỹ năng và chuẩn bị cho việc thực hiện nhiệm vụ nghề chính xác, độc lập và an toàn trên thiết bị thật.

Trung tá Nguyễn Hữu Tiệp - Hiệu trưởng

 Trường Cao đẳng nghề số 1 – Bộ Quốc phòng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Baldwin, T. T., & Ford, J. K. (1988). Transfer of training: A review and directions for future research. Personnel Psychology, 41(1), 63–105.
2. Baldwin, T. T., Ford, J. K., & Blume, B. D. (2009). Transfer of training 1988–2008: An updated review and agenda for future research. In G. P. Hodgkinson & J. K. Ford (Eds.), International review of industrial and organizational psychology 2009 (Vol. 24, pp. 41–70). Wiley.
3. Bödding, R., Schriek, S. A., & Maier, G. W. (2025). A systematic review and meta-analysis of mixed reality in vocational education and training: Examining behavioral, cognitive, and affective training outcomes and possible moderators. Virtual Reality, 29, Article 44.
4. Chernikova, O., Heitzmann, N., Stadler, M., Holzberger, D., Seidel, T., & Fischer, F. (2020). Simulation-based learning in higher education: A meta-analysis. Review of Educational Research, 90(4), 499–541.
5. Chiang, F.-K., Shang, X., & Qiao, L. (2022). Augmented reality in vocational training: A systematic review of research and applications. Computers in Human Behavior, 129, 107125.
6. Guthrie, H. (2009). Competence and competency-based training: What the literature says. National Centre for Vocational Education Research.
7. Jongbloed, J., Chaker, R., & Lavoué, E. (2024). Immersive procedural training in virtual reality: A systematic literature review. Computers & Education, 221, 105124.
8. Kolb, D. A. (1984). Experiential learning: Experience as the source of learning and development. Prentice-Hall.
9. Makransky, G., & Petersen, G. B. (2021). The Cognitive Affective Model of Immersive Learning (CAMIL): A theoretical research-based model of learning in immersive virtual reality. Educational Psychology Review, 33, 937–958.
10. Michalski, S. C., Ellison, C., Szpak, A., & Loetscher, T. (2021). Vocational training in virtual environments for people with neurodevelopmental disorders: A systematic review. Frontiers in Psychology, 12, 627301.
11. Mulder, M. (Ed.). (2017). Competence-based vocational and professional education: Bridging the worlds of work and education. Springer.
12. Smith, E. (2010). A review of twenty years of competency-based training in the Australian vocational education and training system. International Journal of Training and Development, 14(1), 54–64.
13. Tusher, H. M., Mallam, S., & Nazir, S. (2024). A systematic review of virtual reality features for skill training. Technology, Knowledge and Learning, 29, 843–878.
14. Yang, C., Zhang, J., Hu, Y., Yang, X., Chen, M., Shan, M., & Li, L. (2024). The impact of virtual reality on practical skills for students in science and engineering education: A meta-analysis. International Journal of STEM Education, 11, Article 28.