tiểu luận những nguyên tắc sáng tạo được ứng dụng trong học tập di động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC NHỮNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ĐƯỢC ỨNG DỤNG TR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN

TIỂU LUẬN

PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

NHỮNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ĐƯỢC ỨNG DỤNG

TRONG HỌC TẬP DI ĐỘNG

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH HOÀNG KIẾM

Học viên: Nguyễn Huỳnh Minh Duy - 1212009

Lớp: Cao học Hệ thống thông tin K22

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012

1

Mục lục

Khái quát “40 Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản” 4

Chương 1 1.1 “40 Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản” 4

1.2 Nội dung các Nguyên tắc sáng tạo: 2

1.2.1 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 2

1.2.2 Nguyên tắc kết hợp 2

1.2.3 Nguyên tắc vạn năng 3

1.2.4 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 3

1.2.5 Nguyên tắc dự phòng 4

1.2.6 Nguyên tắc linh động 5

1.2.7 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 6

1.2.8 Nguyên tắc tự phục vụ 6

1.2.9 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 7

1.2.10 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 8

Giảng dạy và học tập trong môi trường di động 9

Chương 2 2.1 Giới thiệu 9

2.2 Công nghệ không dây 9

2.2.1 Thiết bị không dây 9

2.2.2 Công nghệ giao tiếp không dây 13

2.3 Giảng dạy và học tập trong môi trường di động 18

2.3.1 Lợi ích của việc giảng dạy và học tập trong môi trường di động 23

2

2.3.2 Một số mô hình giảng dạy và học tập trong môi trường di động 25

2.4 Ứng dụng của các Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản vào m-Learning 29

2.4.1 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng: 29

2.4.2 Nguyên tắc kết hợp 29

2.4.3 Nguyên tắc vạn năng: 30

2.4.4 Nguyên tắc ứng suất sơ bộ: 30

2.4.5 Nguyên tắc dự phòng: 30

2.4.6 Nguyên tắc linh động 30

2.4.7 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 30

2.4.8 Nguyên tắc tự phục vụ 31

2.4.9 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 31

2.4.10 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 31

2.5 Tình hình Mobile Learning trong tương lai 31

3

Lời nói đầu

Trong những năm trở lại đây, học tập trong môi trường di động (M-Learning; m-Learning) là một chủ đề khá mới mẻ Song ưu điểm của nó chính là kết hợp với phương pháp truyền thống cùng các thiết bị và công nghệ không dây hiện đại Điều này có thể giúp người học có thể học ở khắp mọi nơi, mà không cần phải trực tiếp đến lớp So với phương pháp học truyền thống, học tập trong môi trường di động là một môi trường mang lại nhiều lợi ích như: thu hẹp khoảng cách địa lý, tăng tính linh hoạt

và ý thức tự giác của người học, hỗ trợ thảo luận trao đổi học tập nhóm…v.v Chính vì vậy, học tập trong môi trường di động vừa là thử thách lớn cũng vừa là cơ hội tuyệt vời để phát triển chương trình đào tạo dạy và học

Mục tiêu của tiểu luận nhằm áp dụng góc nhìn sáng tạo để hiểu rõ và sâu hơn

về mô hình m-learning cũng như việc Áp dụng mô hình này tại Việt Nam và Dự đoán tình hình của m-Learning trong tương lai trên cơ sở “40 Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản”

Tôi xin chân thành cám ơn GS TSKH Hoàng Kiếm đã tận tâm truyền đạt cũng như chia sẻ kinh nghiệm trong suốt quá trình giảng dạy Điều này giúp tôi rất nhiều trong việc nhìn ra vấn đề và tiếp cận khoa học công nghệ thông tin một cách có phương pháp, có tư duy

1.1 “40 Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản”

Rất nhiều người trong chúng ta cho rằng sáng tạo mang tính bẩm sinh, trời phú Nhưng đối với những người theo thuyết sáng tạo (TRIZ) thì cái điều mà tưởng chừng rất thần bí và có vẻ phụ thuộc vào năng khiếu rất nhiều như vậy cũng có thể HỌC HỎI được và học hỏi một cách rất có qui tắc [8]

Phương pháp TRIZ là phát minh cuả Genrich S Altshuller (1926-1998) Đây là một phương pháp rất hữu hiệu có thể áp dụng được trong nhiều tình huống cần các giải pháp mới

Sau đây là 40 Nguyên tắc Sáng tạo Cơ bản [1]:

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

11 Nguyên tắc dự phòng

12 Nguyên tắc đẳng thế

13 Nguyên tắc đảo ngược

14 Nguyên tắc cầu (tròn) hoá

15 Nguyên tắc linh động

16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

18 Nguyên tắc sử dụng dao động cơ học

19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích

21 Nguyên tắc vượt nhanh

22 Nguyên tắc biến hại thành lời

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

2

24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

25 Nguyên tắc tự phục vụ

26 Nguyên tắc sao chép (copy)

27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”

28 Thay thế sơ đồ cơ học

1.2 Nội dung các Nguyên tắc sáng tạo:

1.2.1 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng

Tương tự như vậy đối với phần gây phiền phức, để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng

- Do tách khỏi đối tượng mà phần tách ra (hoặc phần giữ lại) có thêm những tính chất, những khả năng mới (nhiều khi, ngược với cái cũ) Do đó, cần tận dụng chúng

2

- Khi nói “tách khỏi” mới chỉ ra định hướng suy nghĩ, định hướng việc làm Để trả lời câu hỏi “Làm thế nào để tách khỏi?” cần tham khảo cách làm ở những lĩnh vực chuyên về công việc đó như luyện kim, lọc, trích ly, chọn giống, giải phẫu, tuyển lựa…

- Nguyên tắc tách khỏi hay dùng với các nguyên tắc: 1 Phân nhỏ, 3 Phẩm chất cục bộ, 5 Kết hợp, 6 Vạn năng, 15 Linh động…

- “Kế cận”, không nên chỉ hiểu gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, mà nên hiểu

là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau Do vậy, có thể có những kết hợp các đối tượng “ngược nhau” (ví dụ bút chì kết hợp với tẩy)

- “Kết hợp” cần hiểu theo nghĩa rộng, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số học) hay gắn thêm (kiểu cơ học), mà còn được hiểu chuyển giao, đưa vào những ý tưởng, tính chất, chức năng từ những lĩnh vực hoặc những đối tượng khác

- Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, thường có những tính chất, khả năng mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có Điều này có nguyên nhân sâu xa là lượng đổi thì chất đổi và do tạo được sự thống nhất mới của các mặt đối lập

- Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc thường hay đan xen nhau nên khả năng kết hợp luôn luôn có Do vậy, cần chú ý khai thác nguồn dự trữ này

- Nguyên tắc kết hợp thường hay sử dụng với 1 Nguyên tắc phân nhỏ, 3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

du lịch, các trang thiết bị dùng tại những nơi chật chội…

- Nguyên tắc vạn năng còn được dùng với mục đích tăng mức độ tận dụng các nguồn dự trữ có trong đối tượng, do vậy, tiết kiệm được vật liệu, không gian, thời gian, năng lượng

- Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với nguyên tắc 20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích

- Nguyên tắc vạn năng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế, chế tạo, dự báo…,

vì nó phản ánh khuynh hướng phát triển, tăng số chức năng mà đối tượng có thể thực hiện được

1.2.4 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

Nội dung:

1.2.4.1

- Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại)

- Ngoài ra, cần chú ý đến các hậu quả xấu có thể có do kết quả công việc mang lại: mọi cái đều có phạm vi áp dụng của nó, nếu đi ra ngoài phạm vi áp dụng này, lợi

có thể biến thành hại; trong cái lợi có thể có cái hại; có thể lợi về mặt này nhưng hại về mặt khác

5

- Có thể nói, chi phí cho dự phòng là chi phí thêm, không mong muốn Khuynh hướng phát triển là tăng độ tin cậy của đối tượng, công việc Để làm điều đó cần sử dụng các vật liệu mới, các hiệu ứng mới, cách tổ chức mới

- Tinh thần chung của nguyên tắc này là cảnh giác và chuẩn bị biện pháp đối phó

- Cần phải hiểu từ “tối ưu” trong hai mối quan hệ: 1) đối với chính đối tượng, công việc mà đối tượng thực hiện và 2) đối với người sử dụng và môi trường bên ngoài (bảo đảm sức khỏe, không gây ô nhiễ m)

- Tinh thần chung của “nguyên tắc linh động” là, đối tượng phải có những đa dạng phù hợp với sự thay đổi đa dạng của bên ngoài để đem lại hiệu quả cao nhất

- Nguyên tắc linh động tạo sự thống nhất giữa “tĩnh” và “động”, “cố định” và

“thay đổi”

6

1.2.7 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

Nội dung:

1.2.7.1

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

Nhận xét:

1.2.7.2

- Quan hệ phản hồi là khái niệm rất cơ bản của điều khiển học, có phạm vi ứng dụng rất rộng Có thể nói, ở đâu cần có sự điều khiển (quản lý, ra quyết định), ở đó cần chú ý tạo lập quan hệ phản hồi và hoàn thiện nó

- Khi thành lập quan hệ phản hồi cần chú ý tận dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong hệ để đưa ra cấu trúc tối ưu

- Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển: làm tăng tính điều khiển đối tượng, tự động hoá cho nên rất có ích cho việc suy nghĩ định hướng hay lựa chọn bài toán, cách tiếp cận, dự báo

- Nguyên tắc này còn có tác dụng với chính người giải: thường xuyên rút kinh nghiệm dựa trên những tác động ngược lại, tự điều chỉnh để ngày càng tiến bộ, tránh mắc lại những sai lầm của chính mình và của người khác

1.2.8 Nguyên tắc tự phục vụ

Nội dung:

1.2.8.1

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa

- Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư

Nhận xét:

1.2.8.2

- Để đối tượng, ngoài việc thực hiện chức năng chính, còn thực hiện thêm những chức năng phụ trợ, cần chú ý sử dụng các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ, đặc biệt, những

7

nguồn dự trữ trời cho không mất tiền như lực trọng trường, nhiệt độ môi trường, độ

ẩm, không khí

- Do sự ô nhiễm môi trường, sự cạn kiệt dần các nguồn cung cấp tự nhiên, vấn đề

sử dụng phế liệu, chất thải năng lượng dư ngày càng được chú ý giải quyết và đây cũng

là một loại nguồn dự trữ cần khai thác Về mặt lý tưởng, cần có một chu trình sản xuất khép kín

- Nguyên tắc này hay được dùng với các nguyên tắc 2- Nguyên tắc tách khỏi, Nguyên tắc vạn năng, 23- Nguyên tắc quan hệ phản hồi

6 Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hướng phát triển: đối tượng dần tiến đến tự động thực hiện công việc hoàn toàn, nói cách khác, vai trò tham gia của con người sẽ dần tiến tới không Cao hơn nữa, khi các đối tượng nhân tạo được thay thế bằng các quá trình có sẵn trong tự nhiên thì “tự phục vụ” sẽ đạt được mức lý tưởng

- Tinh thần của nguyên tắc này đặc biệt có ý nghĩa đối với việc giáo dục, đào tạo Phải làm sao để có được những con người biết tự học, tự rèn luyện, tự giác hành động theo những qui luật phát triển của hiện thực khách quan

1.2.9 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt

Nội dung 1.2.9.1

- Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí

dụ như về tuổi thọ)

Nhận xét 1.2.9.2

- Có nhiều nguyên nhân dẫn đến việc cần tìm đối tượng rẻ tiền thay cho đối tượng đắt tiền, ví dụ như: d ng một lần để khỏi mất thời gian bảo trì sửa chữa Đáp ứng được yêu cầu đông đảo của người tiêu dùng (vừa túi tiền) Các nguyên vật liệu lấy từ tự nhiên ngày càng khan hiếm, khó tái tạo, vậy cần đưa ra những cái nhân tạo, gần tương đương, tránh tàn phá môi trường

8

- “Rẻ” thay cho “đắt” có thêm được những tính chất mới như có thể sản xuất nhanh, nhiều, thay đổi mẫu mã, kiểu dáng nhanh chóng, bảo đảm các điều kiện vệ sinh, tránh lây lan bệnh tật (vì chỉ dùng một lần)

- Về cách tiếp cận giải quyết vấn đề, nguyên tắc này đòi hỏi người giải không cứng nhắc, cầu toàn, chờ đợi điều kiện lý tưởng khi phải giải các bài toán khó

- Cần chú ý tới khả năng nâng chất lượng kèm theo hạ giá thành của đối tượng

Để làm được việc này cần khai thác các nguồn dự trữ có sẵn, đặc biệt những nguồn dự trữ trời cho không mất tiền

1.2.10 Nguyên tắc thay đổi màu sắc

Nội dung 1.2.10.1

- Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

- Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài

- Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang

- Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu

- Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp

Nhận xét 1.2.10.2

- Từ “trong suốt” cần được hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ riêng cho vùng biểu kiến

- Trong năm giác quan của con người, thị giác phát triển và đóng vai trò quan trọng nhất: hơn 90% thông tin nhận được từ thế giới bên ngoài và qua con đường thị giác

- Màu sắc có nhiều, do đó cần tránh thói quen chỉ sử dụng một loại màu nào đó Cần qui ước mỗi loại màu tương ứng với cái gì, trên cơ sở đó dễ bao quát, xử lý thông tin nhanh

9

- Các hình vẽ, ký hiệu thích hợp rất có tác dụng, giúp cho suy nghĩ thoáng, thấy được các mối liên hệ giữa các bộ phận Nếu có thể, nên vẽ sơ đồ khối, chúng giúp không chỉ thấy cây mà còn thấy rừng

- Nguyên tắc thay đổi màu sắc hay sử dụng với các thủ thuật như 2 Nguyên tắc tách khỏi, 3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ, 26 Nguyên tắc sao chép (copy)

Giảng dạy và học tập trong môi trường di động Chương 2

2.1 Giới thiệu

Trong chương này, đầu tiên tôi sẽ giới thiệu sơ lược về công nghệ không dây bao gồm: thiết bị không dây và công nghệ giao tiếp không dây đã được áp dụng phổ biến trong cuộc sống Sau đó, giới thiệu về m-Learning - mô hình giảng dạy và học tập trong môi trường di động Sau cùng sẽ ứng dụng các Nguyên lý Sáng tạo Cơ bản để hiểu rõ hơn về m-Learning cũng như Dự báo m-Learning về tương lai

2.2 Công nghệ không dây

2.2.1 Thiết bị không dây

Laptop, Notebook

Máy tính xách tay (laptop, notebook) là thiết bị di động đang được sử dụng phổ biến hiện nay Từ khi được ra mắt, máy tính xách tay đã đạt đỉnh cao về thành tựu và phát triển, với máy tính bảng (Tablet PC) là phiên bản mới nhất của máy tính xách tay Máy tính bảng nói chung không đơn thuần chỉ dừng lại ở việc giải trí tốt mà còn phục

vụ những nhu cầu cơ bản như soạn thảo văn bản, chỉnh sửa hình ảnh đơn giản Việc cập nhập thông tin dễ dàng cũng giúp ích rất nhiều cho người dùng sinh viên trong học tập Một ưu điểm nữa của thiết bị này là có kích thước nhỏ gọn dễ cầm theo bên người

10

để tương tác, sử dụng trong mọi hoàn cảnh Ngoài ra, nó còn có khả năng khởi động nhanh, thời gian dùng pin lâu, còn cho phép bạn kết nối internet mọi lúc mọi nơi (với 3G) Rõ ràng, máy tính bảng là một khám phá thú vị trong cuộc sống

Hình 2-1: Máy tính bảng mỏng và cuộn lại được

PDA

Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân thường được gọi là PDA (Personal Digital Assistant) [9] là các thiết bị cầm tay vốn được thiết kế như một cuốn sổ tay cá nhân và ngày càng tích hợp thêm nhiều chức năng Một PDA cơ bản thường có đồng hồ, sổ lịch, sổ địa chỉ, danh sách việc cần làm, sổ ghi nhớ và máy tính bỏ túi

11

Hình 2-2: PDA

Nhiều PDA có thể vào mạng thông qua mạng không dây như Wi-Fi, Bluetooth hay công nghệ chuyển mạch gói GPRS Một đặc điểm quan trọng của các PDA là chúng có thể đồng bộ dữ liệu với máy tính để bàn

Smart Phone

Điện thoại thông minh thường được gọi là Smartphone, là sự kết hợp những tính năng của một chiếc điện thoại thông thường và thiết bị hỗ trợ kỹ thuật số PDA[7] Smartphone ưu việt hơn điện thoại thông thường ở chỗ nó được tích hợp thêm các tính năng văn phòng hỗ trợ người dùng Ngoài ra, nếu so với điện thoại PDA thì smartphone lại có tính ổn định về chức năng điện thoại và kết nối mạng tốt hơn

12

Hình 2-3: Smartphone Galaxy S3 của SamSung

Điểm nổi bật hơn của smartphone so với PDA chính là hỗ trợ kết nối mạng ổn định Cùng với sự phát triển của công nghệ viễn thông, thế hệ smartphone hiện đại được hỗ trợ 3G/HSDPA, cho phép đàm thoại video, tải dữ liệu với tốc độ cao

Smartphone hỗ trợ các chức năng văn phòng, kết nối, truy cập e-mail, danh bạ

và lên lịch các cuộc hẹn Smartphone có sẵn loa nghe nhạc, bàn phím soạn thảo, kết nối, chuyển dữ liệu qua Bluetooth, hồng ngoại và camera Không những thế, thiết bị này còn kết hợp nhiều tính năng giải trí, nghe nhạc, xem ảnh, chơi game, xem phim

Hiện nay có nhiều hệ điều hành được phát triển dành riêng cho một hay nhiều dòng điện thoại khác nhau Mỗi hệ điều hành được “đỡ đầu” bởi một công ty trong làng điện thoại smart phone; có thể kể đến như iPhone OS của Apple, Android của Google, BlackBerry của RIM, Windows Mobile của Microsoft, Symbian của Nokia, Palm webOS của Palm

Các thiết bị khác

Ngoài các thiết bị không dây đã nêu ở trên, trên thị trường hiện nay còn có khá nhiều thiết bị khác như iPod, Game di động như Nintendo, DS và PSP…v.v [3] Chúng

13

có thể sử dụng trong môi trường học tập di động như việc thiết kế một trò chơi cộng tác, trao đổi thảo luận với nhau

Hình 2-4: Máy chơi game Nintendo

2.2.2 Công nghệ giao tiếp không dây

Bluetooth

Bluetooth là một chuẩn giao tiếp không dây có công suất thấp Công nghệ này

hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữa các thiết bị di động và cố định, tạo nên các mạng cá nhân không dây (wireless personal area network) [2]

Bluetooth có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mb/s Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10 m–100 m Khác với kết nối hồng ngoại (IrDA), kết nối Bluetooth là vô hướng và sử dụng giải tần 2,4 GHz

Bluetooth cho phép kết nối và trao đổi thông tin giữa các thiết bị như điện thoại

di động, điện thoại cố định, máy tính xách tay, PC, máy in, thiết bị định vị dùng GPS

và máy ảnh số Bên cạnh đó, một trong những lợi thế của Bluetooth là tiêu thụ điện năng thấp

14

Hình 2-5: Mô hình chia sẻ thông tin qua Bluetooth

Mô hình mạng Ad-hoc là mô hình mạng mà trong đó chỉ bao gồm các máy trạm, không cần có điểm truy cập ( Access Point ) Do vậy, công nghệ Bluetooth sử dụng kết nối ad-hoc Các thiết bị hoạt động trong một phạm vi bán kính tối đa 10 m Một tập hợp các thiết bị giao tiếp với nhau trong phạm vi cho phép gọi là 1 piconet1 Tất cả các thiết bị trong cùng một piconet sẽ chia sẻ cùng một kênh Có tối đa 7 thiết bị kết nối Bluetooth trong một piconet Vì thế mỗi thiết bị trong một piconet được xác định bằng

3 bit định danh

Wi-Fi

Wi-Fi là tên gọi phổ thông của mạng không dây theo công nghệ WLAN (Wireless Local Area Network) [2], là mạng cục bộ không dây cho phép người sử dụng nối mạng trong phạm vi phủ sóng của các điểm kết nối trung tâm Phương thức kết nối này từ khi ra đời đã mở ra cho người sử dụng sự lựa chọn tối ưu, bổ sung cho các phương thức kết nối truyền thống dùng dây

1 Piconet: Mỗi piconet là một nhóm lên đến 8 thiết bị Bluetooth