BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Đại cương về khoa học và nghiên cứu khoa học 12 12 Chương 1 Khoa họcvà tầm quan trọng của nghiên cứu khoa Chương 2 Lý thuyết về phương pháp khoa học và nghiên cứu Phần 2 Thực hiện một

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TS Trương Thanh Cảnh

Khoa Môi Trường Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP HCM

Tel: 0903744071/8122402 Email: ttcanh@hcmuns.edu.vn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Amazom.com 2007 How to write and public a scientific paper (Phương pháp

viết và xuất bản một bài báo khoa học)

2 Vũ Cao Đàm, 1999 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà Xuất bản

KHKT.

3 Miead, R and R.N Curnow 2003 Statistical methods in agriculture and

experimental biology Phương pháp thống kê tromg sinh học và nông nghiệp

4 Phạm Viết Vượng, 2000 Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Nhà Xuất

bản ĐHQG Hà Nội.

5 Nguyễn Van Uyển, Ngô Kế Sương, Trần Hạnh Phúc, Ngô Hồng Nhân và

Nguyễn Tiến Thắng 1994 Công nghệ sinh học và một số ứng dụng tại Việt

nam

6 Nguyễn Van Uyển và Nguyễn Tiến Thắng 2001 Những kiến thức cơ bản

về công nghệ sinh học.

7 Wikipedia, 2007 Scientific method (Phương pháp khoa học)

THÔNG TIN MÔN HỌC

Phần 1 Đại cương về khoa học và nghiên cứu khoa học 12 12

Chương 1 Khoa họcvà tầm quan trọng của nghiên cứu khoa

Chương 2 Lý thuyết về phương pháp khoa học và nghiên cứu

Phần 2 Thực hiện một nghiên cứu khoa học 27 12 15

Chương 3 Xác định chủ đề nghiên cứu và chẩn bị nghiên cứu 6

Chương 4 Nghiên cứu lý luận tổng quan về đề tài 3

Chương 5 Xây dựng giả thuyết khoa học 3

Chương 6 Thực nghiệm để kiểm tra giả thuyết 9

Chương 7 Xử lý số liệu và biện kuận kết quả nghiên cứu 6

Phần 3 Phương pháp viết một báo cáo khoa học, luận văn và

xuất bản bài báo

Chương 8 Các bước thực hiện một báo cáo khoa hocï, luận văn

tốt nghiệp và xuất bản bài báo khoa học

MỤC TIÊU CỦA MÔN HỌC

- Môn học phương pháp nghiên cứu khoa học nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về các phương pháp khoa học và các các bước kỹ thuật tiến hành một nghiên cứu khoa học hướng tới phát tri n ển tinh th n khoa học của sinh viên, các khía c nh đđ o ần khoa học của sinh viên, các khía cạnh đđạo ạnh đđạo ạnh đđạo

đđ c c a m t ng i làm nghiên cưu ức của một người làm nghiên cưu ủa một người làm nghiên cưu ột người làm nghiên cưu ười làm nghiên cưu.

- Thông qua các bài gi ng lý thuy t, các th o lu n ảng lý thuyết, các thảo luận ở ết, các thảo luận ở ảng lý thuyết, các thảo luận ở ận ở ở

l p và th c hiện các ch ng trình nghiên c u nh , ớp và thực hiện các chương trình nghiên cứu nhỏ, ực hiện các chương trình nghiên cứu nhỏ, ương trình nghiên cứu nhỏ, ức của một người làm nghiên cưu ỏ, giúp cho sinh viên gi i quy t những vấn đề th ng ảng lý thuyết, các thảo luận ở ết, các thảo luận ở ười làm nghiên cưu.

g p trong quá trình th c hi n một nghiên c u khoa ặp trong quá trình thực hiện một nghiên cứu khoa ực hiện các chương trình nghiên cứu nhỏ, ện một nghiên cứu khoa ức của một người làm nghiên cưu.

h c ọc

- Chương trình sẽ được định hướng áp dụng trực tiếp

PHẦN 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC

VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Chương 1 KHOA HỌC VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Khoa học

Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu khoa học

1.1 KHÁI NIỆM VỀ KHOA HỌC

1.1.1.Khoa học là gì?

Ý kiến của các bạn?

Khoa học là một hình thái ý thức xã hội phản ảnh hiện thực khách quan, tạo ra hệ thống chân lý về thế giới

- Khoa học phản ánh sự tồn tại của thế giới bằng các phương thức và công cụ đặc biệt.

- Mục đích cuối cùng của khoa học là giải thích thế giới và phát triển thế giới nhằm đáp ứng cuộc sống ngày càng cao của loài người.

- Là hệ thống trí thức về thế giới khách quan.

- Thực tiễn cuộc sống là nguồn gốc, tiêu chuẩn của khoa học.

- Khoa học có tính độc lập rất cao

- Phát triển thế giới là động lực của khoa học.

- Tư tưởng khoa học thường đi trước thời đại

Theo quan điểm triết học:

Khoa học là một hệ thống trí thức về tự nhiên, về xã hội và tư duy, về những quy luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy Hệ thống trí thức này được hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn xã hội.

Dưới giác độ thực tế:

Khoa học là một dãy gắn kết các học thuyết và các quan niệm được hình thành từ sự quan sát và thí nghiệm, cĩ thể dẫn đến các quan sát hay thí nghiệm khác sâu hơn Vì vậy, Khoa học cĩ thể nĩi là quá trình tìm kiếm những lời giải hoặc nguyên nhân của những sự kiện, và như vậy, nĩ được định nghĩa bằng chính phương pháp của nĩ: phương pháp khoa học

 Nguồn: Conant, J B(1), 1951 :

Understanding Science: An Historical Approach

New Haven, CT: Yale University Press, 1951

1.1.2 M c đích c a khoa h c ục đích của khoa học ủa khoa học ọc

Mục đích của Khoa học

Khám phá các quy luật

Phát triển các học thuyết

Ý kiến của các bạn?

Tìm kiếm các nguyên nhân

Tìm ra các định luật

Miêu tả các hiện tượng

Khám phá các quy luật

Khám phá

các quy luật

- Miêu tả hiện tượng

- Tìm ra các định luật:

Định luật là một tuyên bố về “các sự kiện nhất định có liên quan đến các sự việc khác theo một cách thức có trật tự”

- Tìm kiếm nguyên nhân

- Chúng ta thường bỏ qua các nguyên nhân thực sự,

- Một vài sự kiện chỉ là sự ngẫu nhiên

- Có lúc nguyên nhân thực sự là một sự kiện khác có liên quan với nguyên nhân đang được nghi ngờ

- Nguyên nhân không có thể xẩy ra sau hậu quả của

Khám phá các quy luật

Học thuyết

Một tuyên bố hay một bộ các tuyên bố để giải thích cho một hay một số quy luật, thường bao gồm một quan niệm gián tiếp cần thiết để giải thích mối liên hệ

Vai trò của các học thuyết:

Tập hợp kiến thức để giải thích các quy luật, dự đóan các quy luật mới, định hướng công tác nghiên cứu…

Khả năng sai lệch:

Thuộc tính của một học thuyết tốt là khả năng phản biện Một học thuyết phải có khả năng kiểm chứng

Phát triển các học thuyết

1 Quy luật phát triển có gia tốc

- Nhịp độ phát triển của khoa học ngày càng nhanh

- Lượng thông tin phát triển ngày càng lớn

- Yêu cầu đổi mới thông tin nhanh

- Tiềm lực khoa học ngày càng lớn (con người, tài chính, thiết bị…)

2 Quy luật phát triển phân hoá

Khoa học phát triển theo xu thế ngày càng phân hóa, chuyên sâu để có sự chuyên môn hoá cao (nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, phạm vi, …)

1.1.3.Quy luật phát triển của khoa học

3 Quy luật tích hợp thông tin

- Tính kế thừa của khoa học rất cao

- Sử dụng thông tin tổng hợp từ nhiều lĩnh vực

- Quan hệ đa ngành trong nghiên cứu

- Ứng dụng kết quả không giới hạn

4 Quy luật ứng dụng nhanh chóng kết quả

- Ứng dụng kết quả là mục tiêu của nghiên cứu khoa học

- Yêu cầu đổi mới công nghệ ngày càng cao

- Sản phẩm hàng hóa đòi hỏi chất lượng ngày càng cao, thường xuyên đổi mới

- Cơ cấu giá thành của sản phẩm thay đổi theo chiều hướng tăng tỷ trọng chất xám, giảm tỷ trọng tài nguyên

1.1.3.Quy luật phát triển của khoa học (tiếp)

 Thảo luận về các tính chất của Khoa học

- Khoa học là sự “keo kiệt” (parsimony)

* Nguyên tắc của tính keo kiệt trong khoa học = dùng

sự giải thích đơn giản nhất để giải thích các hiện tượng

Khoa học liên quan đến các học thuyết (còn công nghệ thì như thế nào?)

1.1.4 Tính chất của khoa học

Công nghệ là gì ?

Công nghệ = Kỹ thuật + thông tin

(Phần cứng + phần mềm)

- Công nghệ là hệ thống thiết bị kỹ thuật và thông tin về quy trình sản xuất được áp dụng để chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm.

- Công nghệ là kết quả của quá trình áp dụng các

thành tựu của khoa học vào sản xuất

- Công nghệ là tổ hợp nhiều công đoạn của quy trình sản xuất kể từ khi sử dụng nguyên liệu đầu vào cho đến khi thu được sản phẩm ở đầu ra.

Công nghệ sinh học là gì ?

1.2 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Nghiên cứu khoa học là gì ?

Nghiên cứu khoa học là một hoạt động sáng tạo của các nhà khoa học nhằm nhận thức thế giới, tạo ra hệ thống trí thức có giá trị để sử dụng vào cải tạo thế giới

Nghiên cứu

khoa học

Chủ thể

Sản phẩm Phương pháp Mục đích

Bản chất

Giá trị

Hoạt động sáng tạo Nhà khoa học

Khám phá cái mới

hệ thống thơng tin,

?

Phục vụ con người

Nghiên cứu khoa học:

- Thường được xem như là hoạt động trí tuệ đỉnh cao trong các hoạt động của loài người, nhưng đồng thời cũng có thể là nguồn gốc của các thảm họa sinh thái hay nhân văn

- Nghiên cứu khoa học là một phần tổng hợp sự tiến bộ của xã hội loài người Những kết quả của nó mang lại những lợi ích lớn lao, ví dụ như tia X, khoa học máy tính, y học, v.v Nhưng đôi khi những nghiên cứu có thể là nguồn gốc hay tạo điều kiện cho việc phát sinh những thảm hoạ của nhân loại (ví dụ như phát minh ra phản ứng hạt nhân)

- Tuy nhiên, không thể phủ nhận nghiên cứu đặc biệt là nghiên cứu khoa học và công nghệ là một yếu tố quan trọng tạo nên sự tiến bộ của xã hội loài người.

Nghiên cứu khoa học có thể được xem như như là cách thức giải quyết vấn đề, bao gồm:

• Xác định vấn đề

• Xây dựng giả thuyết

• Cách tiếp cận để giải quyết vấn đề

• Thực nghiệm và lý giải kết quả

• Kết luậnTuy nhiên, một vấn đề khoa học thì khác với vấn đề

kỹ thuật

Một quan điểm thực tế:

Phân loại nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học

Theo phương

Pháp luận

Theo khả năng ứng dụng

Theo địa điểm thực hiện

lý thuyết

Nghiên cứu

cơ bản

Nghiên cứu ứng dụng

Nghiên cứu

ở viện, trường

Nghiên cứu trong công nghiệp

Nghiên cứu thực nghiệm

- Là những nghiên cứu và quan sát, được thực hiện bằng các phương tiện, thiết bị thí nghiệm

- Trong nghiên cứu thực nghiệm các số liệu quan sát hay đo được dùng để đánh giá các học thuyết, định luật và cung cấp thực tế để phát triển lý thuyết (trong những nghiên cứu lý thuyết)

Nghiên cứu thực nghiệm và

nghiên cứu lý thuyết

Nghiên cứu lý thuyết

- Là những nghiên cứu phát triển các mô hình lý thuyết (trên sách vở).

- Mục tiêu chính là xây dựng một lý thuyết hay định luật mà từ đó tổng hợp hay tạo ra các số liệu miêu tả các hiện tượng của tự nhiên được nghiên cứu Học thuyết hay định luật này sẽ được dùng

để dự đoán các kết quả khác.

- Kết quả mới sẽ được kiểm tra lại bằng các kiểm chứng thực nghiệm

- Đây là một sự phân loại chung diễn tả mục đích của chương trình nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ bản là các nghiên cứu mà đó các nhà nghiên cứu thực hiện các điều tra để khám phá chức năng của tự nhiên.

- Nghiên cứu ứng dụng sử dụng các kết quả được phát hiện

từ các nghiên cứu cơ bản vào công nghệ đề tạo ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của xã hội.

- Nghiên cứu hiện thực của của tự nhiên là hoạt động tất yếu bởi vì thực tề đã cho thấy những khám phá khoa học, là nền tảng hữu ích cho sự phát triển, trước sau gì cũng sẽ đạt được.

Nghiên cứu cơ bản

và nghiên cứu ứng dụng

Nghiên cứu ở Viện, Trường

và nghiên cứu trong công nghiệp

- Ngày xưa, các viện, trường đại học thường nghiêng về nghiên cứu cơ bản

- Đầu thế kỷ XX, các nghiên cứu đóng vai trò chính trong việc tạo ra các sản phẩm công nghiệp, đặc biệt trong công nghiệp điện tử, y học, kỹ thuật hoá học và công nghiệp dược Các phòng thí nghiệm trong công nghiệp hay phòng thí nghiệm tư nhân được thành lập

- Trong chiến tranh thế giới thứ hai, các chính phủ

đã thành lập các phòng thí nghiệm quốc gia để đáp ứng nhu cầu xã hội và kết nối với các phòng thí nghiệm trong hoặc ngoài trường đại học

Chương 2 PH ƯƠNG PHÁP KHOA HỌC NG PHÁP KHOA HỌC

Phương pháp khoa học

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp luận

nghiên cứu khoa học

2.1 KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP

KHOA HỌC 2.1.1 Phương pháp khoa học là gì?

Ý kiến của các bạn?

- Khoa học đã bắt đầu với sự quan sát tự nhiên [1] và bằng niềm tin rằng các hiện tượng được quan sát cĩ thể được giải thích [2] thơng qua một ý niệm trừu tượng gọi là “tính

khoa học” Con người đã từng cho rằng khoa học cĩ thể

là 1 loại thuốc mê “nobler” nếu nĩ cĩ thể giải thích tất cả các vấn đề và hiện tượng mà chỉ sử dụng một phương

pháp kê đơn chung.

- Trong một thời gian dài, các nhà khoa học và triết học đã cố gắng thiết lập một công thức như vậy, và

được biết đến dưới tên là “phương pháp khoa học”.

- Công thức (Cách làm) đó như vậy đã được xem như là khả năng chi phối tất cả các mặt của công tác nghiên cứu khoa học.

- Ngày nay, mọi người đều nhận ra rằng quá trình phản ánh các vấn đề khoa học tinh tế hơn nhiều so với thủ tục kê đơn, một công thức hay công nghệ Solve problem: The Rose [3]

1 [Martin Goldstein et Inge Goldstein, How We Know – Plenum Press 1979 p.19]

2 [W Beveridge, The Art of Scientifique Investigation – W.Norton, 1957, p.87]

3 [Shakespeare, Hamlet, p.?]

- Phương pháp khoa học đầu tiên, còn gọi Phương pháp Cartesian , được đưa ra bởi Rene Descartes vào thế kỷ XVII Nguyên lý cơ bản nó là “toàn bộ thế giới có thể được hiểu như một cỗ máy, và cách tiếp cận chính của nó là phân chia và chinh phục” (divide-and-conquer).

lắp ráp các phần từ dưới lên trên để tạo ra một sự hoàn chỉnh

làm một kiểm định toàn diện để đảm bảo quy trình được đã được sử dụng một cách hợp lý

Phương pháp khoa học là một quá trình sử dụng thí nghiệm để khám phá những quan sát và trả lới các câu hỏi Các nhà khoa học sử dụng các phương pháp khoa học để tìm những mối quan hệ nhân - quả trong tự nhiên.

Nói cách khác là người nghiên cứu thiết kế thí nghiệm để làm thế nào khi thay đổi một yếu tố thí nghiệm sẽ tạo nên những thay đổi ở những yếu tố khác mà có thể dự báo được

V y phương pháp khoa học là gì ? ậy phương pháp khoa học là gì ?

Phân biệt phương pháp khoa học dùng trong

nghiên cứu hay phương pháp luận

“Các phương pháp khoa học dùng trong nghiên cứu khác nhau về cơ bản

với phương pháp luận nghiên cứu khoa học”

- Phương pháp luận:

Nghiên cứu các phương pháp khoa học Mục tiêu của phương pháp luận là “xây dựng, cải tiến những thủ tục và tiêu chuẩn trong việc thực hiện nghiên cứu khoa học”.

- Phương pháp nghiên cứu:

Giải pháp cụ thể thực hiện các nội dung nghiên cứu

* Một công nghệ (techniques) là một sự thực hiện liên tục kết nối các hành động

* Một công cụ (tool) là một dụng cụ, bằng vật thể hay quan niệm nhận thức

Ví dụ: các công cụ toán học được dùng xây dựng mô hình toán học

Công cụ và công nghệ có thể trợ giúp cho các nhà nghiên cứu trẻ trong quá trình tiếp

 Phương pháp khoa học bao gồm 4 bước chính:

- Quan sát và mô tả một hay một nhóm hiện tượng

- Thiết lập giả thuyết để “giải thích” các hiện tượng

- Dùng giả thuyết để dự báo hiện tượng khác Ngoại suy giả thuyết cho đến khi các thực nghiệm phân biệt được chúng

- Tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết bằng các kết quả thí nghiệm

Phương pháp khoa học là một phương pháp

chính thức để tìm hiểu hiện tượng .

- Bắt đầu từ việc mô tả DNA mặc dù trước đó (1950) vai trò của gen

đã được xây dựng bởi Mendel nhưng cơ chế di truyền gen chưa được rõ Có thể mô tả cấu trúc vật lý của DNA bằng công cụ phân tích ảnh nhiễu xạ tia X của DNA (phát hiện vấn đề).

- Crick và Watson đã đưa ra giả thuyết khoa học về DNA: Gen có cấu trúc vật lý nền tảng đó là dạng xoắn kép.

- Dự báo từ giả thuyết: Từ nghiên cứu trước đó trên virus khảm thuốc lá của Pauling P cho rằng DNA là dạng xoắn 3 lá C và W nhận thức được sai lầm của P và đưa ra giả thuyết DNA có cấu trúc dạng xoắn kép Hai ông dự báo bức ảnh nhiễu xạ tia X của ADN sẽ có dạng chữ X Bắt đầu cuộc chạy thi của C và W với P nhưng chỉ có P không nhận ra ông đang ở trong cuộc đua.

- Thực nghiệm về DNA: Cho thấy ảnh nhiễu xạ tia X của DNA có dạng chữ X.

- Kết quả thực nghiệm cho thấy giả thuyết cấu trúc xoắn kép của

Thí dụ lịch sử nghiên cứu DNA

Cấu trúc dạng xoắn ốc của DNA

34 A o

10 A o

36 o

P P P

A G C T

T C G A

Đặt câu hỏi Nghiên cứu thông tin Xây dựng giả thuyết Kiểm tra bằng thực nghiệm

Phân tích kết quả, rút ra kết luận Giả thuyết đúng Giả thuyết sai hay đúng một phần

Suy nghĩ và thử lại

Báo cáo kết quả

Quá trình thực hiện nghiên cứu khoa học

1 Đặt câu hỏi

- Phương pháp khoa học bắt đầu khi bạn quan sát hiện tượng và đặt ra các câu hỏi về một vấn đề mà bạn quan sát: Như thế nào, cái gì, khi nào, ai, từ cái gì, tại sao hoặc là ở đâu?

- Để phương pháp khoa học có thể trả lời câu hỏi thì vấn

đề phải có thể đo được

2 Nghiên cứu thông tin (nghiên cứu tổng quan)

- Dùng các thông tin từ các nguồn nghiên cứu trước đây

về những vấn đề có liên quan ở thư viện, internet…để tìm ra cách tốt nhất để thực hiện các nội dung nghiên cứu của bạn và tránh những sai lầm mà những người đi