Luận án Nghiên cứu mô hình kiến trúc tổng thể cho các trường Đại học khối Sư phạm Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN ------------------------------- NGUYỄN DUY HẢI NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG THỂ CHO CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHỐI SƯ PHẠM VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ HÀ NỘI - 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN ------------------------------- NGUYỄN DUY HẢI NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG THỂ CHO CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHỐI SƯ PHẠM VIỆT NAM Chuyên ngành: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ Mã số: 9340405 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ VĂN NĂM HÀ NỘI - 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi đã đọc và hiểu về các hành vi vi phạm sự trung thực trong học thuật. Tôi cam kết bằng danh dự cá nhân rằng nghiên cứu này do tôi thực hiện và không vi phạm yêu cầu về sự trung thực trong học thuật. Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Nghiên cứu sinh Nguyễn Duy Hải ii LỜI CẢM ƠN Tác giả xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo của Trường Đại học Kinh tế Quốc dân, nhất là tập thể cán bộ, giảng viên của Viện Công nghệ thông tin và Kinh tế số, Viện Đào tạo Sau đại học - nơi tác giả đã học tập, nghiên cứu và được trưởng thành. Đặc biệt, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Văn Năm – người đã tận tụy hướng dẫn và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án này. Tác giả xin được gửi lời cảm ơn trân thành đến Lãnh đạo Vụ, Cục thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo, Lãnh đạo các đơn vị thuộc các Trường Đại học đã giúp đỡ, cung cấp thông tin và chia sẻ các vấn đề trong quản trị đại học, tin học hóa và chuyển đổi số đối với giáo dục đại học Việt Nam. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tập thể Lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, lãnh đạo và cán bộ thuộc các Phòng, Ban chức năng của Nhà trường đã cung cấp thông tin, góp ý và tạo điều kiện để tác giả thực hiện nghiên cứu và thực nghiệm. Tác giả chân thành cảm ơn các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Công nghệ Thông tin, Khoa Công nghệ Thông tin của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội về sự công tác, chia sẻ và đóng góp trong các hoạt động thực nghiệm của nghiên cứu. Đặc biệt, xin được gửi lời tri ân yêu thương đến gia đình, bạn bè và người thân đã thường xuyên động viên khích lệ để tác giả hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2024 Nghiên cứu sinh Nguyễn Duy Hải iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .............................................................................. viii DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA ...................................................................... ix PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 1. Giới thiệu tóm tắt luận án ..................................................................................... 1 2. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 2 3. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 5 4. Khung lý thuyết nghiên cứu .................................................................................. 6 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................................... 7 6. Phương pháp và cách tiếp cận .............................................................................. 7 7. Những đóng góp của luận án .............................................................................. 13 8. Cấu trúc của luận án ............................................................................................ 14 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VÀ CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN .. 15 1.1. Kiến trúc tổng thể ............................................................................................. 15 1.1.1. Định nghĩa và các khái niệm ........................................................................ 15 1.1.3. EA và các vấn đề công nghệ có liên quan .................................................... 24 1.1.4. EA và giáo dục đại học ................................................................................. 26 1.2. Tổng quan về việc áp dụng EA ........................................................................ 28 1.2.1. Tình hình áp dụng EA và các nghiên cứu liên quan..................................... 28 1.2.2. Quy trình xây dựng EA ................................................................................ 29 1.2.3. Tình hình áp dụng EA trên các nước trên thế giới ....................................... 30 1.2.4. Thực trạng áp dụng EA ở Việt Nam ............................................................. 31 1.2.5. Tình hình áp dụng EA tại các trường đại học ở Việt Nam ........................... 31 1.3. Ứng dụng CNTT trong các trường đại học ở Việt Nam................................ 33 1.3.1. Quan điểm chỉ đạo về UD CNTT trong HEIs .............................................. 33 1.3.2. Thực trạng UDCNTT trong các trường đại học ở Việt Nam ....................... 34 iv 1.4. Xu hướng ứng dụng CNTT trong các trường đại học ................................... 36 1.4.1. Sự chuyển biến của HEIs trong giai đoạn hiện nay ..................................... 36 1.4.2. Mô hình tổ chức hoạt động của trường đại học và doanh nghiệp ................ 37 1.5. Các giải pháp quản lý trường đại học trên thế giới. ...................................... 41 1.6. Một số giải pháp quản lý trường đại học ở Việt Nam ................................... 43 1.7. Xu hướng UD CNTT trong đào tạo giáo viên ................................................ 44 CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG THỂ ÁP DỤNG TRONG CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHỐI SƯ PHẠM VIỆT NAM .............................................. 48 2.1. Áp dụng kiến trúc tổng thể trong các trường đại học Sư phạm ................... 48 2.2. Các lý thuyết về mô hình áp dụng công nghệ hiện nay ................................. 50 2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng áp dụng EA trong các trường đại học Sư phạm tại Việt Nam ............................................................................................. 51 2.3.1. Thiết kế nghiên cứu ...................................................................................... 51 2.3.2. Phương pháp thực hiện ................................................................................. 57 2.3.3. Mô tả dữ liệu khảo sát .................................................................................. 58 2.3.4. Kết quả phân tích dữ liệu .............................................................................. 59 2.3.5. Đề xuất mô hình EA trong các trường đại học khối Sư phạm ..................... 62 2.4. Phát triển mô hình EA cho các trường đại học khối Sư phạm ..................... 65 2.4.1. Xây dựng khung tầm nhìn kiến trúc ............................................................. 66 2.4.2. Xây dựng kiến trúc nghiệp vụ ...................................................................... 67 2.4.3. Xây dựng kiến trúc dữ liệu ........................................................................... 69 2.4.4. Xây dựng kiến trúc ứng dụng ....................................................................... 70 2.4.5. Xây dựng kiến trúc công nghệ ...................................................................... 73 2.4.6. Xây dựng kiến trúc dịch vụ .......................................................................... 75 CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG THỂ TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ................................................................ 78 3.1. Căn cứ lựa chọn thực nghiệm .......................................................................... 78 3.2. Kịch bản thực nghiệm....................................................................................... 80 3.3. Kiến trúc hệ thống thông tin cở sơ .................................................................. 81 3.4. Xây dựng kiến trúc hệ thống thông tin tổng thể ............................................ 82 3.5. Thực nghiệm với bài toán KPIs ....................................................................... 90 3.5.1. Kiến trúc nghiệp vụ ...................................................................................... 93 3.5.2. Kiến trúc dữ liệu ........................................................................................... 97 v 3.5.3. Kiến trúc ứng dụng ....................................................................................... 98 3.5.4. Kiến trúc lớp dịch vụ trục tích hợp ............................................................... 99 3.5.5. Kiến trúc công nghệ .................................................................................... 100 3.6. Đánh giá hiệu quả thực nghiệm ..................................................................... 102 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 104 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................... 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 110 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 123 PHỤ LỤC I: MÔ TẢ KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH DỮ LIỆU........................... 123 PHỤ LỤC II: MÔ TẢ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ............................................. 154 vi DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh 1. ADM Phương pháp phát triển kiến trúc Architecture Development Method 2. API Giao diện lập trình ứng dụng Application Programming Interface 3. BA Phân tích nghiệp vụ Business Analysis 4. BP Tiến trình nghiệp vụ Business Process 5. BPA Phân tích tiến trình tác nghiệp Business Process Analysis 6. BPM Quản lý tiến trình tác nghiệp Business Process Management 7. BPR Tái cấu trúc quy trình kinh doanh/nghiệp vụ Business Process Reengineering 8. CĐS Chuyển đổi số Digital Transformation 9. CSDL Cơ sở dữ liệu Database 10. CNTT Công nghệ thông tin Information Technology 11. CNTT-TT Công nghệ thông tin và truyền thông Information and Communications Technology 12. ĐHSP Đại học Sư phạm Pedagogical University 13. ĐHSPHN Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Hanoi National University of Education 14. EA Kiến trúc tổng thể Enterprise Architechture 15. EIS Hệ thống thông tin tổng thể Enterprise Information System 16. ERP Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp Enterprise Resource Planning 17. GDĐH Giáo dục đại học Higher Education 18. HEI Các tổ chức giáo dục đại học Higher Education Institutions vii STT Từ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh 19. IT Công nghệ thông tin Information Technology 20. IS Hệ thống thông tin Information System 21. NAC Hệ thống quản lý truy cập mạng Network Access Controller 22. NAT Hệ thống chuyển đổi địa chỉ mạng Network Address Translation 23. SOA Kiến trúc ứng dụng theo hướng dịch vụ Service-oriented architecture 24. TEIDI Bộ chỉ số phát triển trường sư phạm Teacher Education Institution Development Index 25. TOGAF Khung Kiến trúc tổng thể The Open Group Architecture Framework 26. UDCNTT Ứng dụng Công nghệ thông tin Applied of Information Technology 27. UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc United Nations Educational Scientific and Cultural Organization 28. URP Mô hình quản lý toàn diện trường đại học University Resource Planning 29. VMware Hệ thống phần mềm máy ảo Virtual Machine ware 30. VmwareHA Máy chủ ảo hiệu năng cao Virtual Machine ware High Availability viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Tổng hợp số liệu thực trang UD CNTT trong các trường đại học ................ 34 Bảng 1.2. So sánh mô hình tổ chức của trường đại học và doanh nghiệp .................... 37 Bảng 2.1. Giá trị Cronbach’s Alpha của bộ cung cụ khảo sát ....................................... 56 Bảng 2.2. Mô tả dữ liệu khảo sát ................................................................................... 58 Bảng 2.3. KMO and Bartlett's Test ............................................................................... 59 Bảng 2.4. Kết quả phân tương quan của các biến trong mô hình nghiên cứu ............... 59 Bảng 2.5. Kết quả phân tích hồi quy đa biến ................................................................ 60 Bảng 2.6. Kết quả phân tích ANOVA cho biên phụ thuộc ........................................... 60 Bảng 2.7. Kết quả phân tích hồi quy của các biến trong mô hình nghiên cứu .............. 61 Bảng 2.8. Giải pháp cho các tồn tại của ứng dụng hiện tại. .......................................... 70 Bảng 3.1. Kết quả đánh giá theo chỉ số TEIDI của Trường ĐHSP Hà Nội. ................. 79 Bảng 3.2. Các tác nhân tham gia hệ thống thông tin của trường đại học sư phạm ....... 83 ix DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA Hình 1. Khung lý thuyết của luận án ............................................................................... 7 Hình 2. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 11 Hình 3. Tiến trình nghiên cứu của luận án .................................................................... 12 Hình 1.1. Các thành phần của kiến trúc tổng thể .......................................................... 17 Hình 1.2. Khung nội dung kiến trúc tổng thể TOGAF được Việt hóa .......................... 19 Hình 1.3. Phương pháp phát triển EA theo ADM ......................................................... 20 Hình 1.4. Lược đồ mô tả Khung ZACHMAN .............................................................. 22 Hình 1.5. Lược đồ mô tả Khung ITI-GAF .................................................................... 23 Hình 1.6. Mô hình Rubic của Khung ITI-GAF ............................................................. 23 Hình 1.7. Mô hình quản trị đại học ............................................................................... 27 Hình 1.8. Quy trình xây dựng EA ................................................................................. 29 Hình 1.9. Mô hình tổ chức của các trường đại học Sư phạm tại Việt Nam .................. 40 Hình 1.10. Mô hình tổ chức của công ty cổ phần theo luật Doanh nghiệp ................... 41 Hình 2.1. Khung kiến trúc tổng thể của giáo dục đại học theo TOGAF ....................... 48 Hình 2.2. Mô hình lý thuyết của nghiên cứu (tác giả đề xuất) ...................................... 55 Hình 2.3. Mô hình EA đề xuất cho các trường đại học Sư phạm tại Việt nam ............. 63 Hình 2.4. Kết quả phân tích đám mây từ khóa ............................................................. 67 Hình 2.5. Khung tầm nhìn HEEA ................................................................................. 67 Hình 2.6. Kiến trúc nghiệp vụ (mức cao) của HEEA Sư phạm .................................... 68 Hình 2.7. Kiến trúc dữ liệu của HEEA Sư phạm .......................................................... 69 Hình 2.8. Các phần mềm ứng dụng trong quản lý trường đại học ................................ 72 Hình 2.9. Kiến trúc giao tiếp giữa các ứng dụng của HEEA Sư phạm ......................... 72 Hình 2.10. Kiến trúc ứng dụng của HEEA Sư phạm .................................................... 73 Hình 2.11. Kiến trúc công nghệ của HEEA Sư phạm ................................................... 74 Hình 2.12. Mô hình kiến trúc dịch vụ BIT-SOA của HEEA Sư phạm ......................... 76 Hình 3.1. Kiến trúc hệ thống thông tin của Trường ĐHSPHN ..................................... 82 Hình 3.2. Kiến trúc hệ thống thông tin tổng thể cho trường ĐHSPHN ........................ 88 Hình 3.3. Quy trình quản lý KPIs của giảng viên trường ĐHSPHN ............................. 91 Hình 3.4. Quy trình đo lường KPIs của giảng viên trường ĐHSPHN .......................... 92 Hình 3.5. Kiến trúc nghiệp vụ trục tích hợp .................................................................. 94 Hình 3.6. Kiến trúc nghiệp vụ quản lý KPIs giảng viên ............................................... 94 x Hình 3.7. Quy trình chuẩn hóa dữ liệu trục tích hợp ..................................................... 95 Hình 3.8. Quy trình xác định và quản lý KPIs của giảng viên ...................................... 96 Hình 3.9. Kiến trúc dữ liệu hệ thống quản lý KPIs của giảng viên ............................... 97 Hình 3.10. Kiến trúc ứng dụng (trục tích hợp) .............................................................. 98 Hình 3.11. Kiến trúc lớp ứng dụng (tổng thể) ............................................................... 99 Hình 3.12. Kiến trúc dịch vụ trục tích hợp (ESB) ....................................................... 100 Hình 3.13. Kiến trúc công nghệ ................................................................................... 101 Hình 3.14. Biều đồ giờ chuẩn trung bình của giảng viên trường ĐHSPHN ............... 102 Hình 3.15. Biều đồ nhân sự tham gia tính KPIs của giảng viên ................................. 103 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu tóm tắt luận án Luận án tập trung giải quyết vấn đề về khả năng áp dụng và mô hình kiến trúc tổng thể (EA) trong các trường đại học khối Sư phạm ở Việt Nam. Hiện nay, hầu hết các trường đại học ở Việt Nam nói chung và các trường đại học khối Sư phạm nói riêng đều có một cơ sở hạ tầng công nghệ thông (CNTT) tin đã đáp ứng nhu cầu phát triển của nhà trường trong xu thế chuyển đổi số (CĐS). Tuy nhiên, hệ thống CNTT ở các trường này lại thiếu tính chiến lược, không đồng bộ, chưa gắn kết được với quy trình nghiệp vụ cũng như khả năng thích ứng với sự thay đổi trong tương lai. Thực tế chỉ ra rằng, chưa có một mô hình hệ thống thông tin tổng thể (EIS) có tính chiến lược trong các trường đại học này. Điều này gây bất cập khi giải quyết các yêu cầu thay đổi quy trình, phân tích dữ liệu và hỗ trợ ra quyết định trong quản trị nhà trường. Kết quả nghiên cứu của luận án là chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng áp dụng EA trong các trường đại học khối Sư phạm, từ đó đề xuất một mô hình EA trong các trường đại học này nhằm cung cấp một cái nhìn toàn diện về các quy trình nghiệp vụ, hệ thống thông tin, cơ sở hạ tầng và các yếu tố liên quan việc xây dựng các hệ thống thông tin quản trị nhà trường. Mô hình EA này sẽ giúp xây dựng chiến lược hệ thống công nghệ thông tin, tối ưu hóa quy trình làm việc, tăng cường tính nhất quán, giảm thiểu lãng phí đầu tư, từ đó có thể cải thiện hiệu suất và hiệu quả trong quản trị hệ thống CNTT. Tuy nhiên mô hình EA này cũng có thể áp dụng trong các trường đại học công lập ở Việt Nam (trừ các trường như: Các Đại học Quốc Gia, Đại học Vùng và các trường đại học đang chuyển đổi sang mô hình Đại học). Luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu tổng quan hóa tài liệu, diễn giải, quy nạp và hồi quy tuyến tính kết hợp với các phương pháp phát triển hệ thống thông tin. Dữ liệu được thu thập thông qua bảng câu hỏi, cuộc phỏng vấn bán cấu trúc và báo cáo phân tích hiện trạng, sau đó được sử dụng để phân tích dữ liệu và phát triển mô hình nghiên cứu. Luận án cũng áp dụng khung kiến trúc TOGAF và phương pháp phát triển kiến trúc ADM, Kiến trúc hướng dịch vụ SOA để thiết kế kiến