Và giáo dục 4.0 được xem là mô hình phát triển giáo dục hiện đại mà các cơ sở đào tạo trên thế giới đã và đang thực hiện.

Một trong những trường đi đầu trong cải tiến phương pháp giáo dục là Trường ĐH Bách khoa - ĐHQG TPHCM. Những năm gần đây, cùng với việc định kỳ rà soát, đổi mới chương trình đào tạo, Trường ĐH Bách khoa TPHCM chú trọng công tác đổi mới phương pháp giảng dạy và đánh giá sinh viên. Cụ thể, bên cạnh hình thức thuyết giảng, giảng viên còn đưa các hoạt động, thảo luận, game, xem phim vào bài giảng nhằm thu hút sự tham gia của người học. 

 

Theo PGS-TS Lê Ngọc Quỳnh Lam, Trưởng ban Đảm bảo chất lượng, Trường ĐH Bách khoa, để đảm bảo chất lượng dạy và học, yếu tố người học cũng đóng vai trò quan trọng. Một số lý do khiến sinh viên học không tốt hoặc chán học, như mỗi sinh viên có cách học, tốc độ học và mối quan tâm khác nhau nhưng phải học cùng một kiểu dạy như nhau. Kế nữa, lớp học truyền thống không đủ hấp dẫn cho tất cả đối tượng khác nhau, trong khi rất nhiều nội dung học trên lớp có thể được tìm thấy trên internet hoặc các nguồn khác và người học có thể tự học. Bên cạnh đó, cơ sở vật chất, đặc biệt là phòng thí nghiệm, thực hành cũng đóng vai trò quan trọng khi giúp người học hiểu sâu hơn bài giảng và nâng cao các kỹ năng thực hành thực tế.

Vì những lý do đó, nhóm tác giả nghiên cứu của PGS-TS Lê Ngọc Quỳnh Lam đề xuất áp dụng mô hình lớp học đảo ngược và mô hình phòng thí nghiệm mở. Mô hình lớp học đảo ngược (flipped classroom) được đưa ra đầu tiên vào năm 1993 và phát triển mạnh từ những năm 2000 đến nay tại Mỹ. Lớp học đảo ngược là phương pháp mà trong đó, giảng viên sẽ đưa các bài giảng, tài liệu học tập, thậm chí cả bài tập để sinh viên tự học, tự nghiên cứu và làm trước ở nhà. Sau đó, khi đến lớp sẽ có thời gian để giảng viên và cả lớp cùng thảo luận chuyên sâu. Thông qua mô hình dạy và học này, giảng viên có nhiều thời gian để giúp sinh viên học tốt hơn.

Nền tảng của phương pháp này dựa trên thang Bloom, gồm các cấp độ nhận thức được xếp theo mức độ tăng dần: Nhớ - Hiểu - Áp dụng - Phân tích - Đánh giá và Sáng tạo. Trong đó, ở lớp học truyền thống, do thời gian trên lớp có hạn nên giảng viên chỉ có thể giúp người học đạt được 3 mức đầu tiên trong thang Bloom. Để đạt các mức độ cao hơn, người học cần tự nỗ lực học tập, nghiên cứu tại nhà và đây thường là trở ngại lớn cho đa số người học. Với lớp học đảo ngược, 3 mức độ đầu được người học thực hiện ở nhà thông qua những tài liệu được cung cấp trước từ giảng viên. Thời gian ở lớp, giảng viên và người học sẽ cùng làm việc nhằm đạt 3 bậc thang sau của nhận thức.

Một số lợi ích chính từ mô hình này là nội dung giảng dạy được chuẩn hóa và đa dạng hóa. Sự tương tác của thầy và trò được liên tục và cá thể hóa. Tốc độ học và mức độ học tùy thuộc từng năng lực của người học và có thể tiếp cận về nội dung bất cứ lúc nào. Giảng viên thông qua đó có thể tích lũy dần và phát triển các nội dung giảng dạy mà không cần lặp đi lặp lại các nội dung cơ bản.

Trường ĐH Bách khoa hiện có 35 ngành đào tạo ĐH. Chương trình đào tạo được xây dựng đáp ứng chuẩn đầu ra và nhiều môn học được xây dựng mới hoặc cải tiến so với chương trình trước đây. Trong đó, chú trọng đến các kiến thức nền cơ bản, các công nghệ tiên tiến; đồng thời các môn thí nghiệm, thực hành, đồ án, luận văn tốt nghiệp được xây dựng để đáp ứng mô hình CDIO (Ý tưởng - Thiết kế - Thực hiện - Vận hành). Hầu hết môn học cốt lõi của các ngành đào tạo đều gắn liền với phần thí nghiệm, thực hành. 

Để nâng cao chất lượng thực hành thí nghiệm, Trường ĐH Bách khoa đã áp dụng mô hình phòng thí nghiệm mở: thực hiện các mô đun nghiên cứu chuyên ngành và đa ngành để tạo ra môi trường học tập, nghiên cứu và tích hợp với thực hành. Các sinh viên được khuyến khích thực hiện các đề tài, đồ án theo kiểu “học đi đôi với hành” nhằm giảm đi khoảng cách giữa nghiên cứu và thực hành, giữa trường đại học và công nghiệp. 

Các dịch vụ được cung cấp tại phòng thí nghiệm mở, bao gồm cung cấp các mô đun thí nghiệm của nhiều ngành (Điện, Điện tử, Cơ khí, Cơ kỹ thuật, Vật lý kỹ thuật, Xây dựng, Giao thông, Máy tính, …); phục vụ sinh viên làm đề tài, đồ án, luận văn tốt nghiệp, khuyến khích đề tài đa ngành; khuyến khích sinh viên sáng tạo, chuyển ý tưởng đến thiết kế, thực hiện và vận hành; tư vấn cho sinh viên các đề tài về định hướng, công nghệ thiết kế…

Trong giai đoạn 2010-2017, Trường ĐH Bách khoa đã phát triển và áp dụng hướng tiếp cận CDIO trong công tác xây dựng chương trình đào tạo và đảm bảo chất lượng với thành quả nhiều kiểm định chất lượng quốc tế (ABET, AUN-QA, CTI…) cấp chương trình đào tạo và kiểm định chất lượng quốc tế cấp cơ sở giáo dục (HCERES, AUN-QA). Trong giai đoạn tới, nhà trường tập trung vào việc áp dụng các phương pháp giảng dạy và học tập tiên tiến; đặc biệt là từng bước thực hiện mô hình phòng thí nghiệm mở nhằm mang đến môi trường thực hành cho sinh viên kỹ thuật với các đề tài chuyên sâu hoặc đa ngành, dựa trên việc thành công của các không gian học tập CDIO.

Theo PGS-TS Lê Hoài Bắc (Khoa Công nghệ thông tin - Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM), một trong những mệnh lệnh của cuộc cách mạng 4.0 là cải tiến nguồn nhân lực để đáp ứng các yêu cầu về kiến thức và kỹ năng. Điều này đặt ra nhu cầu về sản xuất tri thức và ứng dụng đổi mới của tri thức. Ngoài ra, những thay đổi trong thói quen đọc và học tập cũng là điều kiện để các nhà giáo dục đưa ra kỹ thuật sư phạm mới. Tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp 4.0, đòi hỏi giáo dục cũng nhảy vọt từ khuôn khổ giáo dục 2.0 hiện tại lên giáo dục 3.0 hoặc 4.0. Đó là “trao quyền” cho giáo dục để tạo ra sự đổi mới. 

Theo PGS-TS Lê Hoài Bắc, nền tảng giáo dục 4.0 cần triển khai theo các yếu tố then chốt. Trong đó, về khía cạnh sư phạm sẽ lấy sinh viên làm trung tâm, học theo nhóm - tranh luận (Peer-to-peer learning), học tích cực. Người giảng dạy đóng vai trò hỗ trợ học tập, chia sẻ những khát vọng và là người đồng sáng tạo tri thức với học viên. Mô hình học linh hoạt cả thời gian và địa điểm; học độc lập; tự do lựa chọn; dựa trên dự án; trải nghiệm thực tế; phân tích dữ liệu; đánh giá theo chuẩn ELO (nghiên cứu, phản biện, trình bày); quyền sở hữu của sinh viên; cố vấn những vấn đề quan trọng; hướng vào công nghệ.

Mô hình CDIO mà nhiều trường thành viên của ĐHQG TPHCM đang thực hiện cũng luôn hướng đến đào tạo một đội ngũ nhân lực cho xu thế phát triển trong tương lai. CDIO giúp nhà hoạch định chương trình đào tạo thấy các bước cần tiến hành để làm cho chất lượng đào tạo ngày một tốt hơn. 

Hiện tại ở nước ta, hệ thống hạ tầng internet đã phát triển mạnh và việc chia sẻ thông tin/dữ liệu diễn ra rất rầm rộ và nhanh. Nhiều trang học trực tuyến ra đời với nhiều giáo sư giỏi tham gia giảng dạy, tài liệu được chuẩn bị đầy đủ, dễ hiểu. Sinh viên có thể tham gia các khóa học online dễ dàng từ giáo sư của các trường nổi tiếng và từ các khóa học chuyên sâu, chỉ cần thông qua máy tính đặt tại nhà, trường học hay thư viện.

Dựa trên việc triển khai CDIO trong những năm qua, PGS-TS Lê Hoài Bắc đề xuất xây dựng phòng học chuyên dụng (phòng học ảo) bao gồm hệ thống kết nối mạng không dây, truy xuất các nguồn tài nguyên ngay/trong/sau giờ học. Tạo kết nối giữa sinh viên và giảng viên dưới nhiều hình thức khác nhau, nhằm tăng cơ hội cho sinh viên tìm hiểu kiến thức và linh hoạt trong việc dạy và học. Đào tạo giảng viên tiếp cận các phương pháp giảng dạy mới trong giáo dục 4.0. Xây dựng các bài giảng số, hình thành kho bài giảng số. Xây dựng các phần mềm hỗ trợ việc quản lý, thu thập ý kiến phản hồi, đánh giá từ sinh viên, doanh nghiệp... Để làm được những điều trên, toàn bộ hệ thống đào tạo cần phải thay đổi và nâng cấp nhiều. Dữ liệu cần được số hóa và phân tích tự động. Hàng loạt phần mềm cần được triển khai và phối hợp với nhau. Hệ thống máy chủ hoạt động liên tục, kết nối mọi con người, mọi điểm dữ liệu, kể cả trong tổ chức và bên ngoài tổ chức.