ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY HỌC PHẦN DUNG SAI VÀ KỸ THUẬT ĐO VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

Trung tá QNCN Nguyễn Thị Kim Ngọc

Khoa Cơ bản cơ sở - Trường Cao đẳng Công nghiệp quốc phòng

Gmail: [email protected]

Tóm tắt: Trí tuệ nhân tạo (AI) đang tạo ra những thay đổi mạnh mẽ trong giáo dục, mở ra cơ hội đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động và sáng tạo của người học. Bài viết tập trung phân tích vai trò của AI trong đổi mới phương pháp giảng dạy học phần “Dung sai và kỹ thuật đo”; đánh giá những thuận lợi, khó khăn trong quá trình ứng dụng AI vào thiết kế bài giảng, xây dựng học liệu, tổ chức hoạt động học tập và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của sinh viên. Trên cơ sở đó, bài viết đề xuất một số giải pháp nhằm khai thác hiệu quả AI, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy, đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số và đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao.

Từ khóa: Phương pháp giảng dạy, dung sai và kỹ thuật đo, trí tuệ nhân tạo.

1. Đặt vấn đề

Sự phát triển mạnh mẽ của trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI), đặc biệt là AI tạo sinh, đang tạo ra những thay đổi sâu sắc trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo. Nhiều công cụ AI như ChatGPT, Gemini, Copilot… không chỉ hỗ trợ giảng viên xây dựng học liệu, thiết kế bài giảng mà còn góp phần đổi mới cách thức tổ chức dạy học, tăng cường tương tác và cá thể hóa quá trình học tập. Điều này đặt ra yêu cầu các cơ sở giáo dục đại học, cao đẳng cần chủ động đổi mới phương pháp giảng dạy nhằm khai thác hiệu quả các thành tựu của AI, đồng thời đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số trong giáo dục.

Đối với học phần Dung sai và kỹ thuật đo, nội dung giảng dạy gắn với nhiều khái niệm, tiêu chuẩn kỹ thuật, bản vẽ cơ khí và phương pháp đo kiểm đòi hỏi người học không chỉ nắm vững lý thuyết mà còn có khả năng vận dụng vào thực hành. Tuy nhiên, phương pháp giảng dạy truyền thống vẫn còn những hạn chế trong việc trực quan hóa kiến thức, phát huy tính chủ động của sinh viên và hỗ trợ học tập theo năng lực cá nhân. Xuất phát từ thực tiễn đó, việc nghiên cứu đổi mới phương pháp giảng dạy học phần với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo có ý nghĩa thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo và đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực kỹ thuật trong bối cảnh mới.

2. Nội dung nghiên cứu

2.1. Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong đổi mới phương pháp giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo

Học phần Dung sai và kỹ thuật đo là học phần cơ sở ngành trong chương trình đào tạo các ngành cơ khí, chế tạo máy và kỹ thuật công nghiệp. Học phần trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về dung sai kích thước, dung sai hình học, lắp ghép, chuỗi kích thước, phương pháp đo và sử dụng các dụng cụ đo cơ khí. Đây là nền tảng để người học tiếp cận các học phần chuyên ngành, đồng thời hình thành năng lực đọc bản vẽ kỹ thuật, kiểm tra chất lượng sản phẩm và tổ chức sản xuất trong thực tiễn.

Đặc điểm của học phần là nội dung kiến thức tương đối trừu tượng, chứa nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu người học có khả năng tư duy không gian, phân tích bản vẽ, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết với thực hành. Nếu chỉ sử dụng các phương pháp giảng dạy truyền thống như thuyết trình kết hợp trình chiếu, sinh viên thường gặp khó khăn trong việc hình dung mối quan hệ giữa các loại dung sai, nguyên lý lắp ghép và quy trình đo kiểm. Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến khả năng tiếp thu kiến thức, rèn luyện kỹ năng và vận dụng vào giải quyết các bài toán kỹ thuật.

Sự phát triển mạnh mẽ của trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt là AI tạo sinh, đang mở ra những cơ hội mới trong đổi mới phương pháp giảng dạy ở giáo dục đại học, cao đẳng. Với khả năng xử lý dữ liệu, phân tích ngữ cảnh, tạo nội dung đa phương tiện và tương tác theo thời gian thực, AI trở thành công cụ hỗ trợ hiệu quả cho giảng viên trong thiết kế hoạt động dạy học cũng như hỗ trợ sinh viên trong quá trình tự học và nghiên cứu.

Đối với giảng viên, AI hỗ trợ xây dựng giáo án, thiết kế bài giảng điện tử, biên soạn hệ thống câu hỏi, bài tập và tình huống kỹ thuật phù hợp với từng nội dung học tập. Các công cụ AI còn có thể tạo hình ảnh minh họa, mô phỏng nguyên lý lắp ghép, hướng dẫn sử dụng dụng cụ đo, giải thích các tiêu chuẩn dung sai hoặc hỗ trợ xây dựng học liệu trực quan. Nhờ đó, giảng viên giảm đáng kể thời gian chuẩn bị bài giảng, đồng thời có điều kiện tập trung nhiều hơn vào việc tổ chức các hoạt động học tập, hướng dẫn sinh viên tư duy và giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Đối với sinh viên, AI đóng vai trò là trợ lý học tập thông minh. Người học có thể sử dụng AI để tra cứu kiến thức, giải thích các khái niệm chuyên môn, hướng dẫn giải bài tập, phân tích bản vẽ kỹ thuật hoặc kiểm tra mức độ hiểu bài thông qua các câu hỏi tương tác. AI cũng tạo điều kiện để sinh viên học tập theo nhu cầu và tốc độ của từng cá nhân, góp phần nâng cao khả năng tự học, tự nghiên cứu và phát triển tư duy kỹ thuật.

Bên cạnh đó, AI còn hỗ trợ đổi mới công tác kiểm tra, đánh giá theo hướng khách quan, đa dạng và liên tục. Thông qua việc xây dựng ngân hàng câu hỏi, phân tích kết quả học tập và theo dõi tiến độ của người học, AI giúp giảng viên đánh giá chính xác mức độ đạt chuẩn đầu ra, đồng thời phát hiện những nội dung sinh viên còn hạn chế để có biện pháp điều chỉnh phương pháp giảng dạy phù hợp.

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, AI không thể thay thế vai trò của giảng viên trong quá trình dạy học. Hiệu quả của việc ứng dụng AI phụ thuộc vào năng lực sư phạm của giảng viên, khả năng lựa chọn công cụ phù hợp và việc kết hợp hài hòa giữa công nghệ với các phương pháp giảng dạy tích cực. Vì vậy, AI cần được sử dụng như một công cụ hỗ trợ nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy, phát huy tính chủ động, sáng tạo của sinh viên và đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong bối cảnh chuyển đổi số.

2.2. Một số giải pháp đổi mới phương pháp giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo

Một là, đổi mới thiết kế bài giảng và học liệu số với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo

Đổi mới thiết kế bài giảng và học liệu số là giải pháp có ý nghĩa nền tảng trong quá trình ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo. Chất lượng bài giảng quyết định hiệu quả tổ chức các hoạt động dạy học, đồng thời tạo tiền đề để triển khai các phương pháp giảng dạy tích cực. Đối với học phần có nhiều kiến thức trừu tượng, tiêu chuẩn kỹ thuật và nội dung thực hành như Dung sai và kỹ thuật đo, việc khai thác AI trong thiết kế học liệu sẽ góp phần nâng cao tính trực quan, khả năng tương tác và hiệu quả tiếp nhận kiến thức của sinh viên.

Để thực hiện hiệu quả giải pháp này, trước hết giảng viên cần lựa chọn các công cụ AI phù hợp nhằm hỗ trợ xây dựng giáo án, thiết kế bài giảng điện tử và hệ thống hóa nội dung theo chuẩn đầu ra của học phần. Trên cơ sở đó, AI được sử dụng để tạo hình ảnh minh họa, sơ đồ, mô hình 3D, video mô phỏng quá trình lắp ghép, nguyên lý đo và sử dụng các dụng cụ đo cơ khí, giúp sinh viên dễ hình dung các nội dung kỹ thuật phức tạp. Đồng thời, cần khai thác AI trong xây dựng học liệu số đa dạng như ngân hàng câu hỏi, bài tập tình huống, infographic, tài liệu hướng dẫn tự học và video ngắn phục vụ học tập trước, trong và sau giờ lên lớp. Bên cạnh đó, giảng viên cần thường xuyên cập nhật học liệu theo các tiêu chuẩn kỹ thuật mới, kết hợp giữa nội dung do AI hỗ trợ xây dựng với kinh nghiệm thực tiễn và yêu cầu nghề nghiệp nhằm bảo đảm tính chính xác, tính khoa học và tính ứng dụng của học phần.

Việc đổi mới thiết kế bài giảng chỉ phát huy hiệu quả khi giảng viên làm chủ công nghệ AI và có khả năng kiểm chứng, hiệu chỉnh các nội dung do AI tạo ra. Vì vậy, AI cần được xem là công cụ hỗ trợ, còn việc lựa chọn kiến thức, phương pháp truyền đạt và tổ chức hoạt động học tập vẫn thuộc vai trò chủ đạo của giảng viên.

Hai là, đổi mới tổ chức hoạt động dạy học trên lớp với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo

Đây là giải pháp giữ vai trò trung tâm trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy học phần này. Nếu thiết kế bài giảng tạo tiền đề cho quá trình dạy học thì việc tổ chức các hoạt động học tập quyết định mức độ tham gia, khả năng tư duy và năng lực vận dụng kiến thức của sinh viên. Với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo, quá trình truyền thụ kiến thức theo lối một chiều có thể được chuyển sang mô hình dạy học tương tác, lấy người học làm trung tâm, góp phần phát triển tư duy kỹ thuật và kỹ năng giải quyết vấn đề.

Trước hết giảng viên cần tổ chức các hoạt động học tập theo định hướng giải quyết vấn đề (Problem-Based Learning), trong đó AI được sử dụng như một công cụ hỗ trợ phân tích tình huống, tra cứu tiêu chuẩn kỹ thuật, so sánh các phương án lựa chọn dung sai và kiểu lắp ghép. Thay vì cung cấp sẵn lời giải, giảng viên giao cho sinh viên các bài toán kỹ thuật gắn với chi tiết máy hoặc bản vẽ thực tế, yêu cầu người học khai thác AI để thu thập thông tin, đề xuất phương án và bảo vệ kết quả trước lớp. Trong quá trình đó, giảng viên đóng vai trò định hướng, phản biện và chuẩn hóa kiến thức chuyên môn.

Bên cạnh đó, giảng viên có thể khai thác AI để xây dựng các tình huống giả định trong sản xuất cơ khí, yêu cầu sinh viên phân tích nguyên nhân sai hỏng, lựa chọn phương án kiểm tra và đề xuất biện pháp khắc phục. Cách tiếp cận này góp phần rèn luyện tư duy phân tích, khả năng ra quyết định và năng lực xử lý các tình huống nghề nghiệp. Tuy nhiên, để giải pháp đạt hiệu quả, giảng viên cần kiểm soát chặt chẽ quá trình sử dụng AI của sinh viên, tránh tình trạng phụ thuộc hoàn toàn vào kết quả do AI cung cấp. Mọi kết luận kỹ thuật phải được kiểm chứng bằng kiến thức chuyên môn, tiêu chuẩn hiện hành và các yêu cầu của học phần. Chỉ khi AI được sử dụng đúng mục đích, kết hợp với các phương pháp dạy học tích cực, việc tổ chức hoạt động học tập mới thực sự phát huy hiệu quả trong nâng cao chất lượng đào tạo.

Ba là, xây dựng hệ sinh thái học tập số cho học phần Dung sai và kỹ thuật đo trên nền tảng trí tuệ nhân tạo

Việc xây dựng hệ sinh thái học tập số là giải pháp có ý nghĩa bảo đảm tính bền vững trong đổi mới phương pháp giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo. Hệ sinh thái học tập số tạo ra môi trường học tập liên tục, kết nối giữa dạy học trên lớp, thực hành, tự học và đánh giá kết quả học tập. Đây là điều kiện quan trọng để phát huy hiệu quả của trí tuệ nhân tạo trong toàn bộ quá trình đào tạo.

Giảng viên cần xây dựng kho học liệu số của học phần theo hướng đồng bộ và có khả năng cập nhật thường xuyên. Kho học liệu cần tích hợp giáo trình điện tử, bài giảng, video hướng dẫn thực hành, mô hình 3D, bản vẽ kỹ thuật, tiêu chuẩn dung sai, hướng dẫn sử dụng dụng cụ đo và hệ thống bài tập theo từng chủ đề. AI được sử dụng để hỗ trợ tìm kiếm, phân loại và gợi ý học liệu phù hợp với nhu cầu học tập của từng sinh viên, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác nguồn tài nguyên số.

Cùng với đó, cần phát triển trợ lý học tập thông minh cho học phần nhằm hỗ trợ sinh viên trong quá trình học tập ngoài giờ lên lớp. Trợ lý AI có thể giải đáp các câu hỏi thường gặp, hướng dẫn trình tự giải bài tập, giải thích các thuật ngữ chuyên ngành và gợi ý tài liệu tham khảo phù hợp với từng nội dung học tập. Tuy nhiên, các nội dung tư vấn của AI cần được xây dựng trên cơ sở giáo trình, tiêu chuẩn kỹ thuật và học liệu do giảng viên thẩm định để bảo đảm tính chính xác và thống nhất.

Bên cạnh việc xây dựng học liệu và trợ lý AI, cần hình thành môi trường trao đổi học thuật trực tuyến giữa giảng viên và sinh viên. Thông qua các diễn đàn học tập, lớp học trực tuyến hoặc nền tảng quản lý học tập, sinh viên có thể trao đổi về các bài toán kỹ thuật, chia sẻ kinh nghiệm thực hành và thảo luận các phương án giải quyết vấn đề. AI hỗ trợ tổng hợp nội dung thảo luận, gợi ý chủ đề và phân tích các câu hỏi được quan tâm nhiều nhất để giảng viên điều chỉnh nội dung giảng dạy và hỗ trợ người học kịp thời.

Để hệ sinh thái học tập số hoạt động hiệu quả, cần có sự đầu tư đồng bộ về hạ tầng công nghệ, cơ sở dữ liệu và cơ chế quản lý. Đồng thời, nhà trường cần ban hành quy định về khai thác, sử dụng và chia sẻ học liệu số; bảo đảm an toàn dữ liệu, quyền sở hữu trí tuệ và tính bảo mật trong quá trình ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào hoạt động dạy học.

Bốn là, nâng cao năng lực ứng dụng trí tuệ nhân tạo của giảng viên và sinh viên

Nâng cao năng lực ứng dụng trí tuệ nhân tạo của giảng viên và sinh viên là giải pháp có ý nghĩa quyết định đối với hiệu quả đổi mới phương pháp giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo. Mặc dù AI cung cấp nhiều công cụ hỗ trợ hiện đại, song nếu người sử dụng thiếu kiến thức, kỹ năng hoặc khai thác không đúng mục đích thì hiệu quả mang lại sẽ không cao, thậm chí có thể làm giảm năng lực tư duy độc lập và ảnh hưởng đến chất lượng đào tạo.

Các cơ sở đào tạo cần xây dựng kế hoạch bồi dưỡng, cập nhật kiến thức về AI cho giảng viên thông qua các khóa tập huấn, hội thảo chuyên đề và hoạt động trao đổi kinh nghiệm. Nội dung bồi dưỡng không chỉ tập trung vào việc sử dụng các công cụ AI phổ biến mà còn hướng dẫn giảng viên xây dựng câu lệnh (prompt) hiệu quả, kiểm chứng kết quả do AI tạo ra và tích hợp AI phù hợp với mục tiêu, nội dung của từng bài học. Đồng thời, cần khuyến khích giảng viên chia sẻ các mô hình, kinh nghiệm và sáng kiến trong ứng dụng AI để hình thành cộng đồng học tập và phát triển chuyên môn trong nhà trường.

Đối với sinh viên, cần hướng dẫn phương pháp khai thác AI phục vụ học tập theo hướng chủ động, có chọn lọc và có trách nhiệm. Trong quá trình học tập học phần Dung sai và kỹ thuật đo, sinh viên cần được rèn luyện kỹ năng đặt câu hỏi, đánh giá độ tin cậy của thông tin, đối chiếu kết quả do AI cung cấp với giáo trình, tiêu chuẩn kỹ thuật và thực tiễn sản xuất. Bên cạnh đó, cần tăng cường giáo dục ý thức tuân thủ đạo đức học thuật, không sử dụng AI để sao chép hoặc thay thế hoàn toàn quá trình tư duy, tính toán và giải quyết vấn đề của bản thân.

Song song với hoạt động bồi dưỡng, nhà trường cần ban hành hướng dẫn sử dụng AI trong giảng dạy và học tập, quy định rõ phạm vi sử dụng, trách nhiệm của giảng viên và sinh viên cũng như các nguyên tắc bảo đảm trung thực học thuật, an toàn dữ liệu và bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Đồng thời, cần xây dựng cơ chế khuyến khích giảng viên, sinh viên nghiên cứu, thử nghiệm và đánh giá các mô hình ứng dụng AI phù hợp với đặc thù đào tạo kỹ thuật, tạo cơ sở để từng bước hoàn thiện và nhân rộng các mô hình hiệu quả.

Việc phát triển năng lực ứng dụng AI cho giảng viên và sinh viên không chỉ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo mà còn hình thành năng lực học tập suốt đời, khả năng thích ứng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao trong bối cảnh chuyển đổi số và cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư.

3. Kết luận

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong giảng dạy học phần Dung sai và kỹ thuật đo là xu hướng phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục và chuyển đổi số hiện nay. AI góp phần hỗ trợ giảng viên đổi mới phương pháp giảng dạy, nâng cao chất lượng học liệu, tăng cường tính trực quan và khả năng tương tác, đồng thời giúp sinh viên phát huy năng lực tự học, tư duy kỹ thuật và vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tuy nhiên, AI chỉ thực sự phát huy hiệu quả khi được sử dụng như một công cụ hỗ trợ dưới sự định hướng của giảng viên và gắn với mục tiêu đào tạo của học phần. Việc triển khai đồng bộ các giải pháp được đề xuất sẽ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy, đáp ứng yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao trong bối cảnh chuyển đổi số.

Tài liệu tham khảo:

[1]. Bộ Chính trị (2024). Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia.

[2]. Chính phủ (2020). Quyết định số 749/QĐ-TTg ngày 03/6/2020 phê duyệt Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030.

[3]. UNESCO (2023). Guidance for Generative AI in Education and Research, Paris

[4]. Panagopoulou, F., Parpoula, C., & Karpouzis, K. (2023). Legal and ethical considerations regarding the use of ChatGPT in education. arXiv.

INNOVATION OF TEACHING METHODS COURSE TOLERANCE AND

MEASUREMENT TECHNIQUE WITH THE SUPPORT OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE

Professional Military Lieutenant Colonel Nguyen Thi Kim Ngoc

Department of Basic Sciences – National Defense Industrial College

Gmail: [email protected]

Abstract: Artificial Intelligence (AI) is driving significant changes in education, creating opportunities to innovate teaching methods by fostering learners' active engagement, initiative, and creativity. This article analyzes the role of AI in innovating teaching methods for the "Tolerances and Measurement Techniques" course and evaluates the advantages and challenges associated with applying AI to lesson design, learning material development, the organization of learning activities, and student assessment. Based on this analysis, the article proposes solutions to effectively leverage AI, thereby contributing to improved teaching quality and meeting the demands of digital transformation and the training of high-quality technical human resources.

Keywords: Teaching methods, tolerances and measurement techniques, artificial intelligence.