Bài viết đề xuất áp dụng các khái niệm của công nghiệp 4.0 cho các cơ sở giáo dục đại học nhằm phát triển các cơ sở giáo dục đại học theo hướng đại học 4.0 giúp người học thích ứng nhanh với quá trình học tập cũng như giúp người dạy tạo ra sự khác biệt trong phương pháp sư phạm trong bối cảnh công nghiệp 4.0 hiện nay. Mời các bạn cùng tham khảo!
VJE Tạp chí Giáo dục, Số 494 (Kì - 1/2021), tr 1-5 ISSN: 2354-0753 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ĐẠI HỌC 4.0 ĐÁP ỨNG XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP LẦN THỨ TƯ Nguyễn Thị Mỹ Lộc1, Hoàng Sỹ Tương2,+ Article History Received: 16/12/2020 Accepted: 29/12/2020 Published: 20/01/2021 Keywords Industry 4.0, education 4.0, university 4.0 Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội; Học viện Kĩ thuật mật mã, Bộ Quốc phòng +Tác giả liên hệ ● Email: hoangsytuong@actvn.eu.vn ABSTRACT Technology has become ubiquitous in educational organizations, which helps to meet the demands of improving, optimizing, and personalizing education The ability to automate learner tracking becomes possible, at least in the assessment of learner's diligence and progress as well as their acquisition of knowledge and skills With constant innovation and development in today's teaching and learning, we need to transform the paradigm of integrating technology into the teaching process to accommodate collaboration and coordination University 4.0 concept and model of University 4.0 is inspired by the industry 4.0 model and applies this concept to higher education to better meet the increasing needs of learners Mở đầu Ngành công nghiệp trải qua nhiều cách mạng khác dẫn đến biến động lớn trọng hoạt động đời sống xã hội, đặc biệt lĩnh vực giáo dục Vì vậy, tổ chức giáo dục lấy cảm hứng từ mơ hình Cách mạng cơng nghiệp lần thứ (Công nghiệp 4.0) để phát triển, bao gồm vấn đề số hóa sở giáo dục, tự động quy trình đào tạo để đáp ứng tốt nhu cầu người học Công nghệ thông tin truyền thông (ICTs) áp dụng sâu rộng sở giáo dục nhằm đáp ứng nhu cầu cải tiến, tối ưu hóa, cá nhân hóa tất lĩnh vực chương trình đào tạo Hiện nay, hướng tới mơ hình đại học siêu kết nối, đặc trưng kết hợp yếu tố công nghệ người nhằm mục đích phục vụ tốt q trình học tập người học Trong bối cảnh giáo dục tồn cầu hóa, khơng có tham gia công nghệ, giảng viên theo sát trình học tập người học Với việc người học lúc tham gia học tập nhiều chuyên ngành khác sở giáo dục đại học việc theo dõi trình học tập khó giúp người học nâng cao hiệu học tập giảm chi phí đào tạo Trong báo này, đề xuất áp dụng khái niệm công nghiệp 4.0 cho sở giáo dục đại học nhằm phát triển sở giáo dục đại học theo hướng đại học 4.0 giúp người học thích ứng nhanh với q trình học tập giúp người dạy tạo khác biệt phương pháp sư phạm bối cảnh công nghiệp 4.0 Nghiên cứu phần trình chuyển đổi hướng tới cách mạng giáo dục nhằm bảo đảm kết hợp công nghệ người tạo điều kiện nâng cao chất lượng học tập Kết nghiên cứu 2.1 Tổng quan công nghiệp 4.0 giáo dục 4.0 2.1.1 Mơ hình Cách mạng cơng nghiệp lần thứ (Công nghiệp 4.0) Để hiểu rõ Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, cần điểm lại cách mạng công nghiệp trước (Diwan, 2017) Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ (Công nghiệp 1.0) đặc trưng giới hóa công nghiệp với việc sử dụng động nước dầu hỏa làm nguồn lượng Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai (Công nghiệp 2.0) dựa việc tổ chức sản xuất sử dụng điện để thúc đẩy trình sản xuất Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba (Công nghiệp 3.0) dựa việc sử dụng linh kiện điện tử cơng nghệ thơng tin để tự động hóa q trình sản xuất Ngày nay, chứng kiến phát triển hệ thống công nghiệp thông minh nhờ việc áp dụng cơng nghệ (trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây, internet vạn vật, liệu lớn, robot), tạo điều kiện cho đời Cách mạng công nghiệp lần thứ (Công nghiệp 4.0) Các cách mạng công nghiệp dẫn đến biến động lớn hoạt động đời sống, đặc biệt lĩnh vực giáo dục Với tảng công nghiệp 4.0, sở GD-ĐT phải hướng tới cách mạng mới: Giáo dục 4.0 trở nên cấp thiết hết VJE Tạp chí Giáo dục, Số 494 (Kì - 1/2021), tr 1-5 ISSN: 2354-0753 2.1.2 Mơ hình cách mạng giáo dục lần thứ tư (Giáo dục 4.0) Để hiểu giáo dục 4.0, điều quan trọng phải bắt đầu cách mạng giáo dục - coi giáo dục 1.0 Cuộc cách mạng giáo dục (Giáo dục 1.0) đặc trưng phương pháp giảng dạy khơng thống, nhà thờ kiểm soát với số lượng giới hạn người học có đặc quyền tham gia vào q trình đào tạo sở tôn giáo Cuộc cách mạng giáo dục lần thứ hai (Giáo dục 2.0) xuất trước địi hỏi xã hội dân chủ hóa đại chúng hóa giáo dục với yêu cầu nhiều người tham gia vào trình đào tạo tốt, tạo giáo dục đại chúng Trong cách mạng giáo dục lần thứ (Giáo dục 3.0) cơng nghệ thơng tin truyền thơng (ICTE) tích hợp vào giáo dục), mơ hình giáo dục “mở” giáo dục trực tuyến (MOOC, COOC, SPOC) đảo ngược cách dạy cách học giúp giáo dục tiếp cận tới công chúng mà không bị ràng buộc khơng gian, thời gian vị trí địa lí, tạo tiền đề cho cách mạng giáo dục Một mặt, giáo dục 4.0 “tương lai giáo dục” việc khai thác tiềm công nghệ kĩ thuật số, liệu cá nhân hóa hội mà kết nối mang lại để thúc đẩy trình học tập suốt đời (Fisk, 2017) Đây cách mạng giáo dục cho phép người học trở thành “kiến trúc sư” q trình học tập, thơng qua việc cá nhân hóa việc học với lộ trình học tập linh hoạt, động thích ứng (Diwan, 2017) Với xu hướng này, giáo dục 4.0 giúp tạo động lực cho sở giáo dục áp dụng chuyển đổi công nghệ phương pháp sư phạm để đáp ứng tốt nhu cầu người học Mặt khác, giáo dục 4.0 hệ trực tiếp công nghiệp 4.0 Để chuẩn bị cho hệ người học tương lai đón nhận cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4, cần gắn giáo dục với công nghiệp 4.0 (Intelitek report, 2018) Giáo dục 4.0 tích hợp tiến khoa học mà công nghiệp 4.0 mang lại máy in 3D, thực tế ảo, điện tốn đám mây, khơng gian chiều, sinh trắc học, hình LCD cảm ứng đa điểm, Internet vạn vật, trí tuệ nhân tạo, liệu lớn, mã QR cho mục đích giáo dục Với xu hướng này, giáo dục 4.0 khuyến khích q trình tích hợp cơng nghệ tiên tiến vào trình dạy học nhằm thúc đẩy liên kết giáo dục công nghiệp 4.0 2.1.3 Phân tích chuyển đổi số phương pháp giảng dạy giáo dục - Chuyển đổi số (Digital transformations) Ngày nay, việc “số hóa” giúp thay đổi thứ, chứng kiến cách mạng lớn giáo dục phá vỡ tương tác nhân tố khác giáo dục Trong bối cảnh chuyển đổi số dựa tích hợp cơng nghệ tạo công cụ học tập suốt đời giúp thúc đẩy phát triển phương pháp học tập sáng tạo môi trường học tập thông minh + Các hệ thống quản lí học tập (Learning Management Systems - LMS) Các giải pháp hệ thống quản lí học tập cung cấp dịch vụ quản trị tự động hoạt động liên quan đến học tập (Quản lí nguồn học liệu, lộ trình đào tạo, người học, người dạy ) LMS cung cấp cho người học khả học tập theo khả riêng mình, tư vấn nguồn học liệu, cá nhân hóa việc học * Học tập di động (Mobile learning): Việc ngày có nhiều người học sử dụng máy tính, máy tính bảng điện thoại thông minh lớp học trở thành xu hướng lĩnh vực giáo dục * Nội dung tương tác (Interactive contents): Các nội dung tương tác giúp người học đắm chìm vào trải nghiệm mang tính giác quan (xúc giác, thị giác, thính giác) với thông tin bổ sung làm phong phú trải nghiệm học tập * Trợ giảng ảo (Virtual teaching assistants (Chatbots)): Chatbot dần phổ biến ứng dụng vào nhiều lĩnh vực đời sống, có lĩnh vực giáo dục Chatbot đồng hành đội ngũ giảng viên, hỗ trợ đắc lực trình giảng dạy, mang đến cơng cụ giáo dục đại, hữu ích mà học sinh/sinh viên trải nghiệm * Tương tác kĩ thuật số (Digital interactions (clickers)): Để khuyến khích tham gia, cam kết tạo động lực cho người học, hệ thống phản hồi lớp học (clickers) phát triển Theo Nripendra cộng (2016), clickers thiết bị công nghệ nhỏ gọn, tinh vi, cho phép người học trả lời câu hỏi cách nhanh lớp học Clicker cung cấp tương tác kĩ thuật số người dạy người học để thúc đẩy hài lòng, tập trung hứng khởi việc học * Hệ thống gia sư thông minh (Intelligent Tutoring Systems - ITS): Hệ thống gia sư thông minh phát triển để giúp người học lựa chọn nguồn học liệu phù hợp với nhu cầu người học môi trường học tập trực tuyến Theo Marciniak (2014), với ITS, người học nhận nội dung khơng có sẵn kho học liệu người thiết kế nội dung phát triển chiến lược đào tạo Tùy thuộc vào trạng thái sở tri thức thời điểm định, thành phần e-leanring cung cấp để đáp ứng nhu cầu người học VJE Tạp chí Giáo dục, Số 494 (Kì - 1/2021), tr 1-5 ISSN: 2354-0753 - Chuyển đổi phương pháp sư phạm (Pedagogical Transformation) Bối cảnh trường đại học đánh dấu việc áp dụng phương pháp giảng dạy để tạo điều kiện tiếp cận nội dung giáo dục nâng cao chất lượng học tập Những cách tiếp cận bao gồm: + Giảng dạy tích cực (Active pedagogy) khái niệm rộng, thường đề cập đến phương pháp dạy học tích cực “lấy người học làm trung tâm” hoạt động giảng dạy (Hartikainen cộng sự, 2019) Đó phương pháp tiếp cận sư phạm nhằm mục đích biến người học trở thành “tác nhân” q trình học tập họ với tham gia tích cực người học vào trình xây dựng tri thức + Học tập dựa dự án (Project-based learning): hoạt động thực hành giảng dạy tích cực cho phép quản lí học tập thông qua việc thực dự án (cá nhân tập thể) Phương pháp sư phạm cho phép người học làm quen với phức tạp giới nghề nghiệp, đồng thời giúp họ xây dựng dự án cá nhân nghề nghiệp + Lớp học đảo ngược (Flipped-classroom) cách tiếp cận thông qua việc đảo ngược chất tự nhiên hoạt động lớp học (giảng dạy) nhà (làm tập) Phương pháp đảo ngược trình tự học tập truyền thống; người học lắng nghe giảng nhà tập nhà thực lớp + Học tập qua trò chơi (Game-based pedagogy) trở thành phương pháp đào tạo hiệu nay; xu hướng chủ đạo đơn vị đào tạo, thực nhiều chiến thuật dựa thiết kế giảng dạy để cung cấp trò chơi tốt cho e-learning Có thể hiểu việc ứng dụng nguyên lí, thành tố thiết kế game vào nhiều lĩnh vực với mục đích khiến người tham gia cảm thấy hào hứng tương tác nhiều + Học tập kết hợp (Blended learning) khái niệm mơ tả q trình kết hợp phương pháp giảng dạy truyền thống face-to-face trực tuyến Theo Castro (2019), học tập kết hợp tích hợp việc sử dụng lí thuyết học tập thực hành giảng dạy cách linh hoạt, đa phương tiện, đa phương thức đa tuyến đề cập đến trình học tập theo lực cá nhân trình tự học 2.2 Những thách thức giáo dục 4.0 Để nâng cao chất lượng đào tạo trường đại học, thách thức trình học tập xoay quanh trục sau: - Khả thích ứng: Khả cung cấp việc giảng dạy phù hợp với nhu cầu người học thông qua việc đưa đánh giá ban đầu khuyến nghị (phản hồi cho người học giảng viên) suốt trình học tập khơng kết thúc q trình học tập (đánh giá tổng kết) - Tính linh hoạt: Linh hoạt tổ chức giảng dạy, sử dụng công cụ giảng dạy, phương tiện giao tiếp với môi trường học tập cấp độ lộ trình học tập nhằm đáp ứng tốt cho trình cá nhân hóa việc học - Hiệu quả: Tối ưu hóa việc sử dụng nguồn tài nguyên (con người, tài chính, kĩ thuật), ví dụ: có nhiều người học đạt kết học tập cao chi phí đào tạo giảm xuống 2.3 Đề xuất mơ hình đại học 4.0 cho giáo dục đại học Các tác giả lấy cảm hứng từ cách mạng công nghiệp giáo dục khác để đưa tương đồng điểm chung cách mạng công nghiệp học thuật khác minh họa hình Hình Sự tương đồng cách mạng công nghiệp cách mạng giáo dục Trong báo này, đề xuất chuyển sở giáo dục đại học theo hướng cách mạng giáo dục mới, mang tên “đại học 4.0” Trong khái niệm “đại học 4.0”, chúng tơi dựa mơ hình cơng nghiệp 4.0 thông qua việc áp dụng khái niệm vào trường đại học để cung cấp đáp ứng tốt cho người học Đóng góp VJE Tạp chí Giáo dục, Số 494 (Kì - 1/2021), tr 1-5 ISSN: 2354-0753 tác giả cho chủ đề nhằm mục đích thúc đẩy hợp tác phối hợp thông minh tác nhân vật lí tác nhân “ảo hóa” giúp thích ứng với việc cá nhân hóa q trình học tập Với khái niệm tác giả đề xuất, đặt mục tiêu cho phép trường đại học cung cấp phương pháp giảng dạy thích ứng đáp ứng tốt nhu cầu người học Đối mặt với môi trường học tập động, đặc trưng tích hợp lâu dài công cụ học tập mới, đề xuất xem xét chuyển đổi mô hình tích hợp cơng nghệ giảng dạy để tạo mối liên hệ tốt thiết bị công nghệ người nhằm mục đích phục vụ việc học tập đạt kết tốt - Các nhân tố: Để đảm bảo tốt trình chuyển đổi hướng tới đại học 4.0, đề xuất không gian chung cho nhiều tác nhân khác đại học 4.0 (con người, liệu, đối tượng dịch vụ kết nối…) cung cấp biểu diễn tốt cho kiện, biểu hiện, phán đoán kế hoạch, hành động để thực thi quy trình cá nhân hóa việc học - Khơng gian ngữ nghĩa: Để tự động hóa q trình học tập, cần phải có định dạng để mơ tả tất thực thể (tài nguyên, tác nhân, thuộc tính, mối quan hệ, kiện….) cho phép suy luận mô tả Với phức tạp tác nhân môi trường học tập, ngôn ngữ hiểu giải thích người máy móc khơng thể thiếu cho phép tạo hợp tác thông minh tác nhân khác Chính lí mà áp dụng tảng tri thức dựa việc định hướng việc học Điều cho phép đưa khái niệm chung dựa ngơn ngữ đặc tả, hiểu người, máy móc người với máy móc - Học tập tự chủ: Việc quản lí tự động q trình học tập địi hỏi hệ thống có khả thực chức mơ tả (mô tả đầy đủ tác nhân, kiện, thay đổi), chẩn đoán (xác định lỗi, vấn đề q trình học tập), dự đốn (có khả đưa dự đốn xảy tương lai, ví dụ: dự đoán thất bại người học) đưa giải pháp xử lí (đề xuất khuyến nghị với sinh viên giáo viên nhằm nâng cao chất lượng học tập) Đây lí chúng tơi áp dụng kiến trúc tham chiếu MAPE-K IBM tính tốn tự động để cung cấp cho hệ thống chúng tơi module quản lí tự động: giám sát, phân tích, lập kế hoạch thực thi - Kiến trúc tự chủ: Kiến trúc giải pháp mà đề xuất dựa nguồn liệu từ mơi trường học tập bao gồm LMS, đối tượng học tập, môi trường học tập “ảo hóa”, dấu vết tương tác tác nhân Sau thu thập lưu trữ liệu học tập sử dụng kho lưu trữ ghi học tập (LSR), liệu dành cho hệ thống tùy chỉnh cấu thành hệ thống quản lí tự động dựa kiến trúc tham chiếu IBM MAPE-K tính tốn tự động với module quản lí tự động dựa sở tri thức học tập: + Giám sát dành riêng cho việc giám sát hệ thống, thuộc tính mơi trường thơng qua việc thu thập tất thông tin từ LRS để xác định vấn đề, ví dụ để cung cấp ý nghĩa liệu, để trở thành thơng tin phù hợp cho trình định trình đào tạo + Phân tích xử lí thơng tin có biểu nhận theo sách chiến lược xác định KB + Lập kế hoạch phát triển kế hoạch hành động mô tả cách thức thực thay đổi cần + Thực thi kế hoạch xác định cách thực dạng khuyến nghị cho giảng viên (mức độ phù hợp với mục tiêu giảng dạy) Hình Kiến trúc học tập tự chủ VJE Tạp chí Giáo dục, Số 494 (Kì - 1/2021), tr 1-5 ISSN: 2354-0753 2.4 Đánh giá giải pháp đề xuất Để đánh giá tính hiệu giải pháp đề xuất, chúng tơi dự định sử dụng mơ hình chấp nhận công nghệ (TAM) phát triển Davis Mơ hình cho phép chúng tơi xác định hành vi sinh viên giảng viên việc sử dụng giải pháp TAM dựa hai nhân tố biến bên ngồi (tính hữu ích tính dễ sử dụng) ảnh hưởng đến mức độ chấp nhận động lực sinh viên, giảng viên sử dụng hệ thống - Tính hữu ích (PU): Biến PU coi thước đo mà sinh viên giảng viên tin hệ thống quản lí học tập tự chủ hữu ích cho việc nâng cao hiệu suất đạt hài lòng mà họ mong muốn - Mức độ dễ sử dụng (PEU): Biến PEU định nghĩa thước đo mà sinh viên giảng viên cảm thấy việc sử dụng hệ thống không bị căng thẳng mặt thể chất tinh thần Đó hệ thống cung cấp khả tự quản lí q trình cá nhân hóa thích ứng cách triển khai chức mơ tả, chẩn đốn, dự đốn giải pháp ứng phó Kết luận Bài báo đề xuất khái niệm đại học 4.0 góp phần chuyển đổi sang tảng giáo dục 4.0 Đại học 4.0 thực chất dựa việc áp dụng khái niệm công nghiệp 4.0 sở giáo dục Trong khái niệm này, mong muốn áp dụng q trình tự động hóa (hoặc bán tự động) tối ưu hóa quy trình học tập sở tự động hóa số hóa quy trình sản xuất cơng nghiệp 4.0 Đại học 4.0 cho phép sở giáo dục áp dụng tốt việc tích hợp cơng nghệ quản lí tự chủ quy trình học tập đại học 4.0 cho phép quản lí tốt thích ứng lộ trình học tập khác nhau, tối ưu hóa quy trình học tập Việc quản lí tự động quy trình học tập dựa công nghệ ngữ nghĩa web với sở tri thức dựa kiến trúc IBM q trình tính tốn tự động Hệ thống tạo điều kiện cho hợp tác thông minh phối hợp thông minh nhiều tác nhân đại học 4.0 (con người, liệu, đối tượng dịch vụ kết nối ) nhằm nâng cao kết học tập người học Tài liệu tham khảo Castro, R (2019) Blended learning in higher education: Trends and capabilities Education and Information Technologies, 1-24 (2019) doi: 10.1007/s10639-019-09886-3 Diwan, P (2017) Is Education 4.0 an imperative for success of 4th Industrial Revolution? https://medium.com/ @pdiwan/is-education-4-0-an-imperative-for-success-of-4th-industrial-revolution-50c31451e8a4 Accessed on January 8, 2020 FICCI (Federation of Indian Chambers of Commerce and Industry) (2017) Leapfrogging to Education 4.0: Student at the core https://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/ey-leap-forgging/$File/eyleapforgging.pdf Accessed on November 12, 2019 Halili, S.H.: technological advancements in education 4.0 The Online Journal of Distance Education and e-Learning, 7(1) (2019) Fisk, P (2017) Education 4.0 … the future of learning will be dramatically different, in school and throughout life http://www.thegeniusworks.com/2017/01/future-education-youngeveryone-taughttogether/ Accessed on January 8, 2020 Hartikainen, S.; Rintala, H.; Pylväs, L.; Nokelainen, P (2019) The Concept of Active Learning and the Measurement of Learning Outcomes: A Review of Research in Engineering Higher Education Educ Sci., 9, 276 Intelitek report (2018) The Education 4.0 Revolution Analysis of Industry 4.0 and its effect on education https://e40.ipn.mx/wp-content/uploads/2019/10/the-education-4-0-revolution.pdf Accessed on January 15, 2020 Marciniak, J (2014) Building Intelligent Tutoring Systems Immersed in Repositories of eLearning Content KES https://doi.org/10.1016/j.procs.2014.08.135 Nripendra, R.; Yogesh K D.; Wassan A.A A (2016) A review of literature on the use of clickers in the business and management discipline The International Journal of Management Education, 14(2), 74-91, DOI: 10.1016/ j.ijme.2016.02.002 ... học tập cao chi phí đào tạo giảm xu? ??ng 2.3 Đề xu? ??t mơ hình đại học 4.0 cho giáo dục đại học Các tác giả lấy cảm hứng từ cách mạng công nghiệp giáo dục khác để đưa tư? ?ng đồng điểm chung cách mạng. .. chung cách mạng công nghiệp học thuật khác minh họa hình Hình Sự tư? ?ng đồng cách mạng công nghiệp cách mạng giáo dục Trong báo này, đề xu? ??t chuyển sở giáo dục đại học theo hướng cách mạng giáo dục... cầu người học Mặt khác, giáo dục 4.0 hệ trực tiếp công nghiệp 4.0 Để chuẩn bị cho hệ người học tư? ?ng lai đón nhận cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4, cần gắn giáo dục với công nghiệp 4.0 (Intelitek