I. Khái quát về cách mạng công nghiệp

Cách mạng công nghiệp xảy ra khi có những bước đột phá lớn về công nghệ. Đó là cuộc cách mạng trong lĩnh vực sản xuất, khi các thành tựu khoa học – công nghệ được ứng dụng vào thực tiễn cuộc sống, tạo ra sự thay đổi toàn diện và sâu sắc trên mọi mặt của đời sống xã hội.

Tính đến nay, nhân loại đã trải qua bốn cuộc cách mạng công nghiệp, mỗi cuộc gắn liền với một đặc trưng riêng biệt:

• Lần thứ nhất: Động cơ hơi nước và cơ giới hóa.
• Lần thứ hai: Năng lượng điện và sản xuất hàng loạt.
• Lần thứ ba: Công nghệ thông tin và tự động hóa.
• Lần thứ tư: Công nghệ số và trí tuệ nhân tạo.

II. Các cuộc cách mạng công nghiệp

1. Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất

a) Bối cảnh ra đời và thành tựu công nghệ

Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên khởi phát từ nước Anh vào cuối thế kỷ XVIII, sau đó lan rộng sang châu Âu, Hoa Kỳ và nhiều quốc gia khác. Trước thời điểm này, nền kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp quy mô nhỏ, sử dụng sức người, sức kéo động vật và các nguồn năng lượng tự nhiên.

Giai đoạn này chứng kiến hàng loạt phát minh quan trọng, tiêu biểu là:

• James Watt (1784) – sáng chế động cơ hơi nước.
• Edmund Cartwright (1786) – chế tạo máy dệt cải tiến với con thoi vận hành bằng lò xo.
• Henry Cort (1783) – sáng chế máy cán thép.
• Robert Fulton (1807) – chế tạo tàu thủy chạy bằng hơi nước.
• George Stephenson (1814) – phát minh đầu máy xe lửa chạy bằng động cơ hơi nước.

Những phát minh này đã thúc đẩy mạnh mẽ các ngành dệt may, luyện kim và giao thông vận tải.

b) Đặc điểm và vai trò

Đặc trưng: Năng lượng hơi nước và cơ giới hóa, thúc đẩy quá trình đô thị hóa và phát triển công nghiệp.

Vai trò: Giúp sản xuất phát triển vượt bậc, nâng cao năng suất lao động, tạo ra bước nhảy trong cả công nghiệp lẫn nông nghiệp, đưa nền kinh tế của nhiều quốc gia tiến lên. Trước khi có động cơ hơi nước, các nhà máy phụ thuộc vào năng lượng gió hoặc dòng nước nên bị giới hạn về vị trí địa lý. Động cơ hơi nước cho phép xây dựng nhà máy ở bất kỳ đâu, đồng thời mở ra kỷ nguyên mới cho giao thông khi được ứng dụng vào xe lửa và tàu thủy.

2. Cách mạng công nghiệp lần thứ hai

a) Bối cảnh ra đời và thành tựu công nghệ

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn ra từ cuối thế kỷ XIX, gắn liền với sự phát triển của các cường quốc công nghiệp: Anh, Đức và Hoa Kỳ.

Các thành tựu nổi bật trong giai đoạn này:

• Thomas Edison (1882) – khai trương nhà máy điện đầu tiên trên thế giới. Sự xuất hiện của điện năng mở đường cho hàng loạt sáng chế: bóng đèn, điện thoại, tủ lạnh, máy giặt…
• Karl Benz (1885) – chế tạo chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong.
• Hãng Ford Motor (1908) – sản xuất thành công xe hơi chạy động cơ đốt trong tại Mỹ.
• Charles Parsons (1884) – sáng chế tua-bin hơi phản lực.
• Anh em nhà Wright (1903) – chế tạo máy bay.

b) Đặc điểm và vai trò

Đặc trưng: Năng lượng điện và dây chuyền sản xuất hàng loạt quy mô lớn.

Vai trò: Mở đầu kỷ nguyên điện khí hóa, tạo nền tảng phát triển cho nhiều ngành công nghiệp: luyện kim, chế tạo máy, đóng tàu, công nghiệp quân sự, giao thông vận tải, công nghiệp hóa chất. Điện là điều kiện tiên quyết để phát triển công nghiệp và nâng cao chất lượng đời sống. Nhiều lĩnh vực, ngành nghề mới ra đời, hình thành lực lượng lao động mới.

3. Cách mạng công nghiệp lần thứ ba

a) Bối cảnh ra đời và thành tựu công nghệ

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba bắt đầu vào những năm 70 của thế kỷ XX, khởi đầu từ nước Mỹ.

Hai phát minh đặc biệt quan trọng của giai đoạn này là máy tính xách tay (1970) và mạng Internet (những năm 90 thế kỷ XX). Trước đó, việc phát minh ra bóng bán dẫn (transistor) bởi John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley đã đặt nền móng cho cuộc cách mạng điện tử.

Năm 1968, các kỹ sư của General Motor sáng chế ra bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC). Kết hợp với sự phát triển của công nghiệp robot, sáng chế này đã mở ra kỷ nguyên tự động hóa ở mức độ cao.

b) Đặc điểm và vai trò

Đặc trưng: Công nghệ thông tin và tự động hóa. Máy tính và hệ thống tự động hóa sản xuất giúp giảm giá thành, nâng cao cả chất lượng lẫn số lượng sản phẩm.

Vai trò: Xóa nhòa ranh giới giữa các nhà máy, vùng miền, quốc gia, khu vực; mang lại sự kết nối thông tin toàn cầu; tạo bước nhảy vọt về năng suất lao động, quy mô và tốc độ phát triển sản xuất; làm biến đổi sâu sắc đời sống con người và xã hội. Nhiều ngành công nghiệp truyền thống biến mất, nhiều ngành mới xuất hiện. Lực lượng lao động đứng trước thách thức bị thay thế bởi robot công nghiệp.

4. Cách mạng công nghiệp lần thứ tư

a) Bối cảnh ra đời và thành tựu công nghệ

Năm 2011, thuật ngữ “Công nghiệp 4.0” lần đầu tiên được sử dụng tại Đức. Đến năm 2016, Diễn đàn Kinh tế Thế giới với chủ đề “Làm chủ cách mạng công nghiệp lần thứ tư” chính thức đánh dấu sự khởi đầu của cuộc cách mạng này.

Nền tảng công nghệ của cách mạng công nghiệp lần thứ tư được xây dựng trên cơ sở tích hợp các thành tựu của lần thứ ba với các công nghệ mới:

• Dữ liệu lớn (Big Data)
• Điện toán đám mây (Cloud Computing)
• Internet vạn vật (IoT – Internet of Things)
• In 3D
• Trí tuệ nhân tạo (AI – Artificial Intelligence)

Những ứng dụng điển hình hiện nay: robot thế hệ mới, xe tự lái, vật liệu thông minh và công nghệ nano.

b) Đặc điểm và vai trò

Đặc trưng: Công nghệ số, tính kết nối và trí tuệ nhân tạo.

Vai trò: Tác động mạnh mẽ tới mọi mặt đời sống xã hội – thay đổi cách thức sống, làm việc, sản xuất và di chuyển của con người. Xuất hiện nhiều hình thức kinh doanh mới. Thay đổi sâu sắc cách quản trị xã hội với sự hình thành chính phủ số, kinh tế số và xã hội số. Tuy nhiên, mặt trái là con người ngày càng phụ thuộc vào công nghệ và nguy cơ thất nghiệp của lao động phổ thông tăng cao.

III. Bảng tổng hợp bốn cuộc cách mạng công nghiệp

IV. Sơ đồ tư duy

CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP

1. Khái quát

• Diễn ra khi có sự đột phá về công nghệ
• Ứng dụng thành tựu khoa học – công nghệ vào sản xuất và đời sống
• Mang lại sự thay đổi sâu sắc mọi mặt xã hội
• Lịch sử có 4 cuộc cách mạng công nghiệp

2. CMCN lần thứ nhất (cuối thế kỷ XVIII – Anh)

• 2.1. Đặc trưng: Hơi nước + Cơ giới hóa
• 2.2. Thành tựu: Động cơ hơi nước (James Watt), máy dệt (Cartwright), luyện thép (Cort), tàu thủy (Fulton), xe lửa (Stephenson)
• 2.3. Vai trò: Nâng cao năng suất lao động, bứt phá công nghiệp – nông nghiệp, thúc đẩy đô thị hóa

3. CMCN lần thứ hai (cuối thế kỷ XIX – Anh, Đức, Hoa Kỳ)

• 3.1. Đặc trưng: Năng lượng điện + Sản xuất hàng loạt quy mô lớn
• 3.2. Thành tựu: Nhà máy điện (Edison, 1882), xe hơi động cơ đốt trong (Karl Benz, 1885), tua-bin hơi (Parsons), máy bay (anh em Wright)
• 3.3. Vai trò: Kỷ nguyên điện khí hóa, phát triển luyện kim, chế tạo máy, đóng tàu, giao thông vận tải; ngành nghề mới + lực lượng lao động mới

4. CMCN lần thứ ba (những năm 1970 – Mỹ)

• 4.1. Đặc trưng: Công nghệ thông tin + Tự động hóa
• 4.2. Thành tựu: Bóng bán dẫn, máy tính xách tay (1970), Internet (1990s), PLC (1968), robot công nghiệp
• 4.3. Vai trò: Kết nối thông tin toàn cầu, nhảy vọt năng suất, giảm giá thành sản phẩm, ngành truyền thống mất đi – ngành mới ra đời, thách thức lao động bị thay thế bởi robot

5. CMCN lần thứ tư (từ 2011–2016 – Đức)

• 5.1. Đặc trưng: Công nghệ số + Kết nối + Trí tuệ nhân tạo
• 5.2. Thành tựu: Big Data, Cloud Computing, IoT, in 3D, AI, robot thế hệ mới, xe tự lái, vật liệu thông minh, công nghệ nano
• 5.3. Vai trò: Thay đổi cách sống – làm việc – sản xuất – di chuyển; hình thức kinh doanh mới; chính phủ số, kinh tế số, xã hội số

V. Sai lầm thường gặp

ThS. Hồ Thị Thư

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám