Cách mạng công nghiệp 4.0 và ảnh hưởng của nó đến giáo dục đại học

Cách mạng công nghiệp 4.0

Kỷ nguyên của Cách mạng công nghiệp 4.0

Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất bắt đầu xuất hiện vào cuối thế kỷ 18 được gọi là cuộc cách mạng hơi nước. Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ hai gắn liền với công cuộc điện khí hóa diễn ra từ cuối thế kỷ 19. Bắt đầu từ nửa sau thế kỷ 20 đã xảy ra Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba, điểm đặc trưng của cuộc cách mạng này là các thành tựu của điện tử, Internet và tự động hóa. Ngày nay, chúng ta đang nói đến Cách mạng công nghiệp lần thứ tư gọi tắt là Cách mạng công nghiệp 4.0 với đặc điểm là số hóa dữ liệu hoàn toàn, các quá trình sản xuất được kết nối theo cả chiều ngang và chiều dọc, được điều khiển trên diện rộng qua Internet và áp dụng các công nghệ mới (AI, big data...) để phân tích xử lý dữ liệu trong thời gian thực.

Cách mạng công nghiệp 4.0 được hiểu là việc thu tập, phân tích, ứng dụng các thành tựu của công nghệ số vào quá trình sản xuất, các dịch vụ, các hoạt động xã hội để làm cho chúng trở nên thông minh hơn, hiệu quả hơn và thân thiện hơn với môi trường. Điều đó có nghĩa không chỉ các máy móc thiết bị được kết nối thông minh hơn mà chính con người cũng trở nên thông minh hơn trong quá trình quản lý và vận hành các qui trình sản xuất. Nó làm thay đổi cơ bản cách mà các cá nhân, các tổ chức, các doanh nghiệp và cả xã hội sống, làm việc và giao tiếp với nhau.

Đặc trưng của thời kỳ cách mạng 4.0 là sự hợp nhất của một số ngành khoa học và kỹ thuật, nó làm mờ ranh giới giữa vật lý, công nghệ sinh học và công nghệ thông tin. Cách mạng công nghiêp 4.0 có các đặc điểm chính sau đây:

Mọi thứ thay đổi nhanh chóng nhờ sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và công nghệ.

Hình thành mạng lưới các hệ thống sản xuất thông minh, quá trình sản xuất chuyển từ quản lý tập trung sang phân tán.

Quá trình liên kết, hội nhập trong nước và quốc tế sẽ tạo ra một thế hệ mới các mô hình sản xuất mới và chuỗi giá trị toàn cầu.

 Vòng đời của sản phẩmvàngười tiêu thụ chịu tác động đan xen của các ngành kỹ thuật trong toàn bộ chuỗi giá trị. Cách mạng công nghiệp 4.0 đang tạo ra một sự thay đổi mạnh mẽ về cách thức, công cụ và hiệu quả sản xuất, Đây là giai đoạn mà các điều kiện về kinh tế, xã hội, lối sống, cách làm việc của con người thay đổi từ thực sang ảo, thực ảo kết hợp. Do đó giai đoạn này đòi hỏi người lao động phải có nhiều kỹ năng khác hẳn trong thời kỳ công nghiệp 3.0. Các kỹ năng đó là tư duy phản biện (critical thinking), quản lý con người (people management), trí tuệ xúc cảm (emotional intelligence), kỹ năng ra quyết định (decision making) và thương lượng (negotiation)... dựa trên các mối quan hệ phức tạp giữa con người, máy móc trang thiết bị trong sự đan xen, kết hợp giữa thế giới thực và ảo.

Chuyển đổi số là một quá trình

Đây là quá trình chuyển đổi dữ liệu của các quá trình sản xuất và dịch vụ, quản lý sang dữ liệu số và biến các dữ liệu này thành thông tin có ích để làm tăng năng suất, chất lượng, hiệu quả của các quá trình này. Một khía cạnh của chuyển đổi số là tất cả các hoạt động "không giấy tờ" trong sản xuất, kinh doanh, quản lý hành chính, giáo dục đào tạo, chăm sóc sức khỏe, giao tiếp xã hội...

Mục đích của chuyển đổi số là tích hợp công nghệ số vào tất cả các hoạt động kinh tế, xã hội để tiết kiệm thời gian, nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả. Một số công nghệ chuyển đổi số điển hình là công nghệ robot, Internet vạn vật, điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu lớn, mạng di động 5G, công nghệ nghe nhìn ảo.

Chuyển đổi số không chỉ có số hóa dữ liệu mà là sự thay đổi về cách thức hoạt động của các cá nhân, tổ chức, nó diễn ra không đồng đều ở các nước khác nhau tùy thuộc vào trình độ sản xuất, năng lực quản lý và sự phát triển khoa học công nghệ.

Chuyển đổi số đòi hỏi phải làm đồng bộ các khâu trong quá trình từ việc số hóa dữ liệu, phát triển các công nghệ số, trình độ của các nhà hoạch định chính sách, nâng cao năng lực và kiến thức số của toàn dân.

Mô hình Đại học 4.0

Vai trò và sứ mạng

Cách mạng công nghiệp 4.0 đang tác động mạnh mẽ, làm thay đổi vai trò của các trường đại học trong xã hội. Các trường đại học đang chuyển từ vai trò là nền tảng cung cấp tri thức cho xã hội sang vai trò phải thích ứng với xã hội, giải quyết các vấn đề của xã hội. Các Trường đại học phải trang bị cho sinh viên về kiến thức chuyen ngành cùng các kỹ năng giải quyết vấn đề (problem solving), kỹ năng ra quyết định (decision making)... và cho phép họ tham gia vào môi trường làm việc thực để họ có thể áp dụng và thử nghiệm các kết quả học tập và nghiên cứu của mình để vừa nâng cao kiến thức và kinh nghiệm, vừa giải quyết các vướng mắc trong thực tế.

Sự thay đổi về thứ tự ưu tiên các ngành nghề, ảnh hưởng của toàn cầu hóa, sự thay đổi nhanh chóng của công nghệ đang tạo áp lực lớn đòi hỏi các trường đại học phải xem lại vai trò của họ và những giá trị mà họ mang lại cho các sinh viên và cho toàn xã hội. 

Đây có thể là một trong những mô hình của đại học trong tương lai được gọi là Đại học 4.0 (University 4.0). Trong giai đoạn này các trường đại học sẽ kết nối mạnh mẽ với các doanh nghiệp và cộng đồng xung quanh và làm tốt nhất những gì có thể cho các sinh viên, doanh nghiệp và cho toàn xã hội

Đại học phải thích ứng với các yêu cầu của xã hội

Các trường đại học trong tương lai sẽ tạo điều kiện cho sinh viên có thể học trực tuyến ở bất cứ nơi đâu, bất cứ khi nào và cố gắng thỏa mãn các yêu cầu chính đáng của người học. Tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể, sinh viên có thể học kết hợp nhiều phương thức khác nhau từ học tập trung, kết hợp học tập trung với học qua mạng hoặc học hoàn toàn qua mạng.

Trong tương lai, các trường đại học sẽ hướng tới cung cấp nhiều bằng cấp cùng một lúc với thời gian học tập ngày càng rút ngắn. Đồng thời trang bị thêm cho sinh viên nhiều các kỹ năng khác để vừa hoàn thành tốt công việc được giao nhưng cũng sẵn sàng để thay đổi công việc khi cần. Các trường đại học sẽ phối hợp với các doanh nghiệp để thiết kế nội dung học tập nhằm đáp ứng sự thay đổi nhanh chóng các yêu cầu của ngành nghề và người lao động. Sau khi tốt nghiệp, sinh viên vẫn tiếp tục được bồi dưỡng, cập nhật kiến thức ở trường đại học để đáp ứng yêu cầu hiện tại và tương lai thông qua các phương thức khác nhau và thông qua mạng lưới các cựu sinh viên của trường.

Trường đại học là hạt nhân cho sự hợp tác

Các trường đại học sẽ phải phối hợp chặt chẽ với các doanh nghiệp để nghiên cứu giải quyết các vấn đề vướng mắc của doanh nghiệp. Trường đại học không chỉ là các trung tâm nghiên cứu, trang bị kiến thức mà còn là nơi gắn nhu cầu và lợi ích của các doanh nghiệp, các nhà tư vấn, nhà đầu tư và các cơ quan của chính phủ. Thông qua mối quan hệ chặt chẽ này các ý tưởng sáng tạo được thực hiện và áp dụng vào thực tiễn một cách nhanh nhất. Cũng thông qua mối quan hệ này mà sinh viên ra trường luôn có các kỹ năng phù hợp với yêu cầu của công việc trong tương lai. 

Chẳng hạn như bạn là một sinh viên IT của một trường trong thành phố, bạn sẽ được học tập trong một môi trường thực tế kết nối số giống như "phòng thí nghiệm sống", nó cho phép bạn thử nghiệm áp dụng các kiến thức học được vào ngay cho việc qui hoạch, xây dựng thành phố thông minh. Sinh viên ngành thể thao có thể tham gia cùng mọi hoạt động của các vận động viên chuyên nghiệp trong luyện tập, thu thập và phân tích dữ liệu và đưa ra các giải pháp luyện tập để nâng cao thành tích và sức khỏe.

Ngày nay, mối quan hệ giữa của Nhà nước, các doanh nghiệp và các trường đại học đã thay đổi nhiều. Sự thay đổi như vũ bão của khoa học và công nghệ đang đặt ra những yêu cầu mới đối với lực lượng lao động. Chỉ những trường nào thay đổi để đáp ứng với yêu cầu của cách mạng (đại học số) sẽ tồn tại trong môi trường cạnh tranh ở cả trong nước và quốc tế. Sự thay đổi này cần phải diễn ra ở mọi lĩnh vực từ giảng dạy, nghiên cứu khoa học, cho đến quản lý hành chính.

Giảng dạy trong đại học 4.0

Sinh viên thời đại 4.0 là sản phẩm của thế hệ số. Họ có thể kết nối học tập qua mạng xã hội, truy cập điện toán đám, khai thác dữ liệu lớn bằng điện thoại di động 24/7. Người học không phụ thuộc vào không gian và thời gian, điều đó cho phép họ chủ động học tập một cách linh hoạt. Ngày nay có rất nhiều các phương thức học mới như E-books, mô phỏng máy tính, video tương tác và game online phục vụ cho học tập. Nhờ đó mà sinh viên có thể tiếp thu kiến thức một cách trực giác thông qua mô phỏng các quá trình phức tạp và đánh giá các kết quả một cách dễ dàng.

Toàn cầu hóa đã giúp các trường đại học có thể phổ biến các nội dung giảng dạy của họ đến đông đảo các đối tượng người học khác nhau thông qua Internet. Ngày nay, bất cứ trường đại học nào cũng có thể trở thành đại học toàn cầu, họ không chỉ thu hút sinh viên trong nước mà còn có khả năng thu hút nhiều sinh viên quốc tế.

Cá nhân hóa việc học tập cũng là một đặc điểm nổi trội trong kỷ nguyên số hóa. Thông qua E-learning, một sinh viên có thể chọn lựa những môn học phù hợp thay vì phải tiếp thu một khối lượng kiến thức nặng nề, bắt buộc trong các khóa học truyền thống. Hơn nữa, thông qua học trực tuyến, cá nhân có thể điều chỉnh tiến độ học tập cho phù hợp với hoàn cảnh và điều kiện của mình. Các trường đại học phải hướng đến việc thỏa thuận với sinh viên về kế hoạch học tập sao cho phù hợp với từng người và hướng dẫn họ thực hiện từng bước cho đến hết khóa học. Dùng trí tuệ nhân tạo AI phân tích hồ sơ và kết quả học tập trước đây của sinh viên, nhà trường có thể đưa ra lộ trình học tập vừa phù hợp với hoàn cảnh hiện tại vừa có thể chuẩn bị cho việc học tập tiếp theo trong tương lai. Các khóa học luôn có sự kết hợp giữa E-learning và học truyền thống, trong đó vai trò của giảng viên sẽ thay đổi từ vị trí một chuyên gia cung cấp kiến thức sang vai trò là người hướng dẫn khoa học và người điều phối việc học tập của sinh viên.

Nghiên cứu trong đại học 4.0

Trong đại học 4.0, giảng viên và sinh viên có thể tiến hành nghiên cứu khoa học ở mọi lúc, mọi nơi với nhiều cách thức mới. Đại học số cho phép kết nối các nhà khoa học ở các trường đại học, viện nghiên cứu khác nhau để hình thành nên những nhóm nghiên cứu có cùng một mối quan tâm. Các nhóm nghiên cứu ảo này sẽ tuyển dụng các ứng viên thích hợp, phân công trách nhiệm, đề xuất nhiệm vụ nghiên cứu qua mạng Internet. Việc trao đổi học thuật, chia sẻ tài liệu, thậm chí các trang thiết bị thí nghiệm qua môi trường mạng sẽ làm đơn giản hóa việc đầu tư và đẩy nhanh quá trình nghiên cứu. Thông qua Internet, không chỉ các dữ liệu đã qua xử lý mà cả dữ liệu thô cũng đều được chia sẻ rộng rãi giữa các nhà nghiên cứu. Sử dụng mạng Internet và các công cụ IT khác cho phép quản lý tốt và hiệu quả các dự án nghiên cứu lớn, phức tạp.

Quản lý trong các đại học 4.0

Trong bối cảnh thị trường lao động có nhiều biến động nhanh chóng về ngành nghề, số lượng và chất lượng của lực lượng lao động liên tục thay đổi thì việc thu thập, phân tích dữ liệu để đưa ra các thông tin phục vụ cho quá trình đào tạo là cực kỳ quan trọng. Các trường đại học nhất định phải có CIO (Chief Information Officer) or CDO (Chief Digitizing Officer). Đây là những người điều hành chiến lược số hóa và áp dụng CNTT, xây dựng hạ tầng CNTT, thu thập dữ liệu, phân tích và xử lý dữ liệu để phục vụ công tác quản lý, hỗ trợ cho tất cả các nhóm cán bộ giảng dạy, cán bộ nghiên cứu, quản lý đào tạo và các công việc khác (hỗ trợ sinh viên, tài chính, hành chính quản trị…).

Quá trình số hóa sẽ tác động vào mọi mặt hoat động của nhà trường từ sự thay đổi về văn hóa công sở, cách thức quản lý và phối hợp trong công việc của các phòng ban khoa, trình độ công nghệ thông tin của cán bộ giảng dạy nghiên cứu cho đến hạ tầng công nghệ phục vụ đào tạo. Các thủ tục hành chính được đơn giản hóa, hiện đại hóa nhờ áp dụng công nghệ dữ liệu lớn và công nghệ trí tuệ nhân tạo. Đây là một quá trình lâu dài, trường đại học phải xây dựng một kế hoạch xuyên suốt và lộ trình rõ ràng cho các bước thực hiện. Nó đòi hỏi phải có sự quản lý tập trung, dữ liệu phải được chuẩn hóa, sử dụng các phương pháp phân tích dữ liệu tiên tiến để đưa ra các quyết định chính xác từ khâu tuyển sinh, quá trình đào tạo, quản lý sinh viên đã tốt nghiệp. Vấn đề bảo mật, bản quyền dữ liệu, quyền riêng tư của cá nhân và tổ chức cũng cần được hoàn thiện không chỉ ở các đơn vị trong trường mà cần đồng bộ hóa với các trường, viện nghiên cứu, doanh nghiệp đối tác và các cơ quan quản lý cả trong và ngoài nước 

Chiến lược phát triển đại học 4.0

Cuộc cách mạng 4.0 đang diễn ra với tốc độ khác nhau ở các quốc gia trên thế giới, nó đang tác động mạnh mẽ tới mọi mặt của sản xuất, đời sống kinh tế xã hội. Đại học 4.0 phải dựa trên những thành tựu của quá trình số hóa từ cơ sở hạ tầng, kết nối dữ liệu, cho đến việc trang bị kiến thức công nghệ thông tin cho đội ngũ cán bộ quản lý, giảng viên và sinh viên và các đối tác. Mỗi trường đại  học cần phải có một chiến lược phát triển số hóa trong từng đơn vị của nhà trường và được tích hợp vào kế hoạch tổng của toàn trường để xây dựng một chiến lược số hóa hoàn chỉnh. Tùy thuộc vào mô hình của từng trường đại học mà xây dựng cho mình một chiến lược phù hợp. Một số trường đại học định hướng tự xây dựng, một số trường lại đặt mình trong mạng lưới các cơ sở đào tạo và nghiên cứu quốc tế, kết nối để tận dụng và chia sẻ cơ sở vật chất và các nguồn lực. Các trường đi theo mô hình nào không quan trọng bằng việc xác định phạm vi của chiến lược phát triển đến đâu và đặc biệt là cần phải xây dựng chuẩn đầu ra cho các ngành nghề đào tạo, thiết lập được những năng lực cốt lõi cần thiết, đáp ứng yêu cầu của xã hội trong thời kỳ cách mạng 4.0. Một số nội dung các cơ sở đào tạo cần nghiên cứu để phát triển theo mô hình đại học 4.0 bao gồm:

* Không gian học tập đáp ứng yêu cầu mọi lúc, mọi nơi (Trong trường, ngoài trường, ở các doanh nghiệp).

* Các phương pháp giảng dạy và học tập kết hợp cả tại chỗ và qua mạng nhằm phát huy tối đa tính tích cực, khả năng tự học, tự nghiên cứu của người học.

* Chương trình đào tạo (Kiến thức vừa sâu vừa rộng, bao trùm nhiều lĩnh vực, thời gian rút ngắn lại)

* Vai trò và vị trí của Trường đại học (Chuyển từ áp đặt kiến thức đối với người học sang việc thỏa thuận, hợp tác với người học. Trường đại học là trung tâm kết nối các doanh nghiệp, các viện nghiên cứu và các cơ quan quản lý thích ứng nhu cầu của xã hội).

Kết luận

Cách mạng công nghiệp 4.0 gắn liền với nền kinh tế tri thức. Nó không chỉ tác động đến cách thức giảng dạy của các cơ sở đào tạo mà quan trọng hơn là triết lý giáo dục và đào tạo. Các doanh nghiệp trong tương lai không thể chỉ dựa vào tiền bạc, trang thiết bị máy móc mà phải dựa vào tư duy năng lực sáng tạo và khả năng thích ứng của người lao động. Chuyển đổi số đóng vai trò cốt lõi trong cuộc cách mạng 4.0. Kỷ nguyên 4.0 đặt ra 3 vấn đề lớn cho giáo dục đại học, đó là sự thay đổi cơ bản về tư duy của người học, cách thức và phương pháp học tập, yêu cầu về năng lực và phẩm chất của người lao động. Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế. Tuy nhiên hơn 90% là các doanh nghiệp vừa và nhỏ, rất đông người lao động chưa có kiến thức và kỹ năng số, càng ít người có khả năng áp dụng kiến thức số trong công việc. Một trong những yêu cầu cấp thiết để chúng ta có thể bắt kịp nhịp độ của cách mạng 4.0 là nguồn nhân lực chất lượng cao, những người này không chỉ có bằng cấp mà phải có khả năng áp dụng tốt kiến thức và kỹ năng số trong công việc. Để giải quyết bài toán này thì các Trường đại học, cao đẳng và các Viện nghiên cứu phải đổi mới mạnh mẽ và toàn diện các mặt giảng dạy, nghiên cứu khoa học và quản lý theo các tiêu chí và tiêu chuẩn của quốc tế, đặc biệt là phải đi tiên phong trong lĩnh vực chuyển đổi số.

Tài liệu tham khảo

1. Anealka Aziz Hussin, " Education 4.0 Made Simple: Ideas For Teaching", International Journal of Education & Literacy Studies, volume 6, issue 3, 2020.

2. Dorleta Ibarra, Jaione Ganzarain, Juan Ignacio Igartua,"Business model innovation through Industry 4.0: A review", 11th International Conference Interdisciplinarity in Engineering, INTER-ENG 2017, 5-6 October, 2017.

3. Delipiter Lase, "Education and Industrial Revolution 4.0", STT Banua Niha Keriso Protestan Sundermann Nias.

(Bài đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT Số 3 tháng 3/2021)

TS. Nguyễn Vĩnh An