Changes in university mathematics teaching methods due to industrial revolution 4 0

Conference on: “Developing Self-studying Capacity for Tien Giang Students through Teaching Activities in the Field of Natural Sciences” Faculty of Natural Sciences, Tien Giang University Changes in Mathematics Teaching Methods due to Industrial Revolution 4.0 Thay đổi phương pháp dạy học tốn trước Cách mạng cơng nghiệp 4.0 Dr Nguyen Hoang Tien vietnameu@gmail.com 0120-874-1048 Abstract: Mathematics is the king of other sciences However, studying mathematics is for what is here a quite tricky question, and most mathematicians seem to be attentive to math and are less interested in its applications in real life and in relationships with other sciences This leads to inactive teaching methods This article points out and emphasizes active and proactive math’s teaching methods towards practical value proposition for students at graduation and for society and the economy as a whole Keywords: Mathematics, active teaching, practical application Tóm tắt: Tốn học vua khoa học khác Tuy nhiên học tốn để làm lại câu hỏi hóc búa hầu hết nhà toán học dường biết chăm làm tốn mà quan tâm tới ứng dụng đời sống thực tiễn mối liên quan với khoa học khác Điều dẫn đến phương pháp giảng dạy thiếu phần chủ động Bài viết nhấn mạnh phương pháp dạy học tốn tích cực hướng tới ứng dụng mang lại giá trị thực tiễn cho sinh viên trường, cho toàn thể xã hội kinh tế nói chung Từ khóa: Tốn học, giảng dạy tích cực, ứng dụng thực tiễn Học làm toán xưa Toán học khoa học có từ lâu đời nhất, từ thời Cổ đại Kể từ thời kỳ Trung cổ xa xưa, khoa học kỹ thuật ứng dụng tốn học cịn chưa phát triển hiệp sĩ châu Âu thời phải văn võ song toàn Từ thời kỳ Phục hưng trở khoa học kỹ thuật phát triển toán học ứng dụng nhiều tảng cho phát minh khoa học kể từ cách mạng công nghệ đầu tiên, giáo dục cấp, từ tiểu học đại học hai môn học trọng văn học (ngơn ngữ mẹ đẻ, ví dụ: Tiếng Việt) tốn học Vai trị lợi cạnh tranh của võ thuật gươm kiếm giảm dần chúng dần coi môn thể thao tiêu khiển phát minh súng đạn vũ khí sát thương hàng loạt bom nguyên tử, bom sinh học, bom hóa học giết chết lợi Thời kỳ Phục Hưng vào kỷ 16, châu Âu, nôi văn minh nhân loại, phát minh toán học hỗ trợ cho đời phát triển ngành khoa học khác diễn với tốc độ ngày tăng, điều tiếp diễn [1] Tại nước phát triển, liên hệ toán học khoa học ứng dụng khác chưa nhiều chưa thể chặt chẽ Người làm toán dường biết làm toán, xa rời hẳn với sống Ví dụ nước ta cho thấy, học sinh giỏi phổ thơng thi tốn đạt nhiều giải thưởng quốc gia quốc tế hàng năm Các giảng viên đại học nước ta có nhiều thành tích cơng bố khoa học quốc tế, thể đăng danh mục tạp chí ISI Scopus Hàng năm tỉ lệ Tiến sĩ bảo vệ luận án, GS/PGS ngành toán học phong tổng số lượng sinh viên đại học hẳn so với ngành khoa học khác Vì hàng năm số lượng thí sinh vào đại học ngành tốn khơng nhiều so với ngành khác, đặc biệt khối ngành kinh tế Đây yếu tố đảm bảo chất lượng đào tạo bậc đại học ngành toán Việt Nam tiêu chí đo lường chất lượng đại học giới Thế mạnh lĩnh vực toán học (pure mathemathics) theo tinh thần “làm toán để làm toán”, lại yếu lĩnh vực toán ứng dụng (applied mathematics) toán tin học, tốn kinh tế (tài chính, ngân hàng, bảo hiểm, dự báo kinh doanh)… Thời đại công nghiệp 4.0 gõ cửa đất nước chúng ta, khiến quan tâm tới làm tốn theo nghĩa trước mà bỏ qua ứng dụng thực tiễn lĩnh vực khoa học, công nghệ kỹ thuật tốc độ phát triển kinh tế mãi thấp kinh tế mãi trì trệ lạc hậu Cách mạng công nghiệp 4.0 cần thiết thay đổi cách tiếp cận toán học Thuật ngữ "cách mạng công nghiệp 4.0" “cách mạng công nghiệp lần thứ tư” nhắc đến lần vào năm 2011 hội chợ Hannover giới thiệu chương trình cơng nghiệp 4.0, nhằm thúc đẩy ngành tự động hóa khí truyền thống nước Đức Nhóm chun gia cơng nghiệp 4.0 trình bày loạt khuyến nghị thực hóa ngành cơng nghiệp 4.0 cho phủ liên bang Đức Các thành viên nhóm chun gia cơng nhận người cha đẻ động lực đằng sau Industry 4.0 [4] Theo Gartner, cách mạng công nghiệp 4.0 xuất phát từ khái niệm "Industrie 4.0" báo cáo trình phủ Đức năm 2013 "Industrie 4.0" kết nối hệ thống nhúng sở sản xuất thông minh để tạo hội tụ kỹ thuật số công nghiệp, kinh doanh, chức quy trình bên [4] Cách mạng cơng nghiệp lần thứ bắt đầu nước Anh từ nửa cuối kỷ 18 Đến có nhìn nhận thống ba cách mạng công nghiệp xảy ra, cách mạng đặc trưng thay đổi chất trình sản xuất thay đổi tạo bứt tiến đột phá khoa học công nghệ [5] Cách mạng công nghiệp (1.0) sử dụng lượng nước nước để giới hóa sản xuất Cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ hai (2.0) diễn nhờ ứng dụng điện để sản xuất hàng loạt Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (3.0) sử dụng điện tử công nghệ thơng tin để tự động hóa quy trình sản xuất Hiện tại, cách mạng công nghiệp lần thứ tư nảy sinh từ cách mạng lần ba, kết hợp cơng nghệ lại với nhau, làm lu mờ ranh giới giới vật lý, giới kỹ thuật số (thế giới ảo) giới sinh học (thế giới sống)" Theo ông Klaus Schwab, tốc độ đột phá cách mạng công nghiệp 4.0 khơng có tiền lệ lịch sử Khi so sánh với ba cách mạng công nghiệp trước đây, cách mạng công nghiệp 4.0 tiến triển theo hàm số mũ khơng phải tốc độ tuyến tính Hơn nữa, tính liên ngành với cơng nghệ thơng tin truyền thơng làm tảng, phá vỡ hầu hết cấu trúc ngành công nghiệp quốc gia Nó báo trước chuyển đổi chiều rộng lẫn chiều sâu toàn hệ thống sản xuất, kinh doanh quản trị phạm vi tồn cầu Bảng trình bày cụ thể nội dung cách mạng kể Bảng Các cách mạng công nghiệp giới thời Nội dung Cách mạng Mốc công nghiệp gian 1.0 1820-1870 2.0 1870-1913 Giao thông vận tải Động nước (cũng gọi động đốt trong) Các ngành công nghiệp truyền thống (nông, công nghiệp nặng, khí, hóa chất, mỏ, luyện kim) nước phát triển Động điện 3.0 1913-1950 Công nghệ lượng, hàng không, vũ trụ, công nghệ sinh học, kỹ thuật quân sự, công nghệ thông tin truyền thơng Tin học hóa, tự động hóa 4.0 1950-hiện Tích hợp công nghệ lại với dựa tảng công nghệ thông tin truyền thông -Mạng xã hội (Social Network) -Trí tuệ nhân tạo máy học (AI – Artificial Intelligence, Machine Learning) -Internet vạn vật (IoT – Internet of Things) -Dữ liệu lớn (Big Data) -In 3D (3D Printer) -Thực tế ảo (VR – Virtual Reality) -Điện toán đám mây, điện toán nhận thức (Cloud and Cognitive Computing) -Xe tự lái (Driveless cars), máy bay tự lái (Drones) -Robot thông minh, nhà máy thông minh, đô thị thông minh (Smart robot, factory and city) -Đào tạo từ xa, viễn y (E-Learning, Telemedicine) Nguồn: [2], [3] Những thay đổi vũ bão lĩnh vực khoa học cơng nghệ bình diện tồn cầu nêu đặt nhiều thách thức nhà làm toán truyền thống, tức làm toán để làm toán mẹo vắt giải tốn hình học, đại số giải tích xác suất thống kê trình độ phổ thơng trung học Ngay bậc đại học, việc tính tinh phân phân tin học hóa thay phải tính tay hai chục năm trước Cách mạng công nghệ 4.0 thay đổi tư cách tiếp cận toán học mà hầu hết lĩnh vực khoa học khác, mang đến hợp tác, gắn kết lĩnh vực khoa học nhằm tạo lĩnh vực liên ngành hồn tồn có ứng dụng độc đáo, chẳng hạn chư: viễn y học (telemedicine), y sinh học, sinh tin học, toán tin học, tin học kinh tế quản lý… Các nhà toán học thực thụ ngày phải để tâm nhiều tới ứng dụng tiềm tốn học thay tập trung vào chứng minh định lý, giải tốn học búa đam mê mang tính đặc trưng truyền thống ngành Dựa tảng toán học nhà toán học đề xuất phát triển lĩnh vực tốn học áp dụng mang lại giá trị đóng góp to lớn cho thực tế như: a) Toán học dự báo kinh doanh – thiết lập mơ hình tốn học dự báo kết kinh doanh doanh nghiệp hay diễn biến, kiện kinh tế vĩ mơ với kết có độ xác cao b) Tốn ngân hàng, tài bảo hiểm c) Tốn tin học – ứng dụng lý thuyết số, lĩnh vực toán học cổ điển, vào cơng nghệ mã hóa thơng tin giúp nâng cao an tồn hệ thống thơng tin d) Toán ngành khoa học kỹ thuật khác đạng ưa chuộng cách mạng 4.0 kể – tốn mơ kỹ thuật, mơ hình thực tế ảo Dạy học tốn chủ động hướng tới ứng dụng cụ thể đời sống kinh tế xã hội Từ minh chứng trình bày liên quan đến thực tế phát triển khoa học công nghệ thời đại việc dạy học tốn cần phải mang tính chất tích cực chủ động nhằm hướng tới ứng dụng cụ thể mang lại giá trị thiết thực đời sống kinh tế xã hội Khơng tốn học, mà ngành học khác bậc đại học nước ta nặng lý thuyết, trọng vào thực tiễn, tính áp dụng thấp khiến cho học khô khan, chán nản, sinh viên sau học xong đại học khó kiếm việc làm khó đáp ứng tiêu chí địi hỏi thực tiễn thị trường lao động liên quan đến kiến thức, kỹ thái độ Nếu ngành sinh viên ưa chuộng lựa chọn kinh tế (quản trị kinh doanh, kế tốn, tài ngân hàng, quản lý cơng nghiệp…), kỹ thuật (kỹ thuật xây dựng, kỹ thuật máy tính, cơng nghệ sinh học…) vậy, ngành tự nhiên tốn học có lẽ cịn trầm trọng Từ thực tế cho thấy giảng viên toán phải tích cực chủ động việc sử dụng phương pháp giảng dạy kết hợp với định hướng thực tiễn cho sinh viên Thay giải tập tốn khơ khan, giảng viên nên ứng dụng công nghệ thông tin, phần mềm Matlab vào giải tốn phổ thơng khiến cho kết đạt nhanh nhiều so với giải tay Phần thời gian tiết kiệm giảng viên tốn học danh cho sinh viên thực hành phịng mơ tốn học ứng dụng vào đời sống khoa học, kỹ thuật, kinh tế ngành khác Các phịng thực nghiệm mơ nơi tiếp cận thực tế sinh viên, câu nối học đường với môi trường làm việc đại tương lai Điều chắn lý thú tạo niềm hứng khơi cho sinh viên tự học tự nghiên cứu khoa học lĩnh vực tốn học ứng dụng liên quan Thực tế thị trường lao động nước phát triển cho thấy nhu cầu tuyển dụng sinh viên ngành toán ứng dụng cao, phần khả tư logic em vượt trội so với sinh viên khối ngành khác Kết luận Phương pháp dạy học chủ động, đặc biệt mơn tốn coi khơ khan, địi hỏi khả tự học cao người học, tích cực đến từ hai phía, người học người dạy Người học phải có động lực định học tập, biết rõ học tốn để làm mai sau, có ích cho nghiệp tương lai thời cách mạng đại công nghiệp 4.0, thay học tốn để làm tốn giải tốn Người dạy, hay cịn gọi người thầy, phải biết khuyến khích tạo động lực, cho người học ứng dụng thực tế (sự gắn liền với lĩnh vực ngành nghề khác) toán học đời sống kinh tế xã hội giới khoa học công nghệ Người dạy phải mentor (người thầy dìu dắt) giỏi, cho người học thấy ứng dụng tương lai toán học với lựa chọn nghề nghiệp cụ thể người học tự xác định tương lai số lựa chọn lựa chọn tự đề xuất Tính mục đích q trình học tập động mạnh thúc đẩy người học đường tự tìm kiếm kiến thức riêng cần thiết cho Điều khiến cho tốn học khơng cịn khơ khan mà trở thành mơn học có ích cần thiết hết nhân loại Tài liệu tham khảo: https://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%8Bch_s%E1%BB%AD_to%C3% A1n_h%E1%BB%8Dc Nguyễn Hoàng Tiến (2015): Bài giảng tài liệu học tập môn “Kinh tế quốc tế” lưu hành nội khoa Kinh tế - Luật, ĐHTG Nguyễn Hoàng Tiến (2014): Phần khởi nghiệp kinh doanh quốc tế giảng tài liệu học tập môn “Kinh doanh quốc tế”” lưu hành nội tại khoa Kinh tế - Luật, ĐHTG https://news.zing.vn/cach-mang-cong-nghiep-40-la-gi-post750267.html https://vnexpress.net/tin-tuc/khoa-hoc/hieu-ve-cach-mang-cong-nghiep-lanthu-4-3574624.html View publication stats ... sau Industry 4. 0 [4] Theo Gartner, cách mạng công nghiệp 4. 0 xuất phát từ khái niệm "Industrie 4. 0" báo cáo trình phủ Đức năm 201 3 "Industrie 4. 0" kết nối hệ thống nhúng sở sản xuất thông minh... vực to? ?n học (pure mathemathics) theo tinh thần “làm to? ?n để làm to? ?n”, lại yếu lĩnh vực to? ?n ứng dụng (applied mathematics) to? ?n tin học, to? ?n kinh tế (tài chính, ngân hàng, bảo hiểm, dự báo kinh... (telemedicine), y sinh học, sinh tin học, to? ?n tin học, tin học kinh tế quản lý… Các nhà to? ?n học thực thụ ngày phải để tâm nhiều tới ứng dụng tiềm tốn học thay tập trung vào chứng minh định lý,