Bài thi kết thúc học phần môn phương pháp luận nghiên cứu khoa học 23

MỤC LỤC Contents Phần I: Phân tích công trình nghiên cứu khoa học ...4 1.1 Phân tích cấu trúc logic của công trình nghiên cứu khoa học ...4 1.2 Xác định một vấn đề nghiên cứu của công

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-o0o -

BÀI THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Môn: Phương pháp luận nghiên cứu khoa học

Sinh viên: Nguyễn Quang Anh

Mã sinh viên: B21DCCN005

Số điện thoại: 0906233182

Giảng viên : Nguyễn Thị Kim Chi

Hà Nội, tháng 2024

LỜI CẢM ƠN

Qua môn học Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, em xin gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị Kim Chi và cô Từ Thảo Hương Giang Qua bài giảng cuốn hút, cách truyền tải kiến thức rất sinh động

và thực tế, em đã nắm được rõ hơn về phương pháp luận nghiên cứu khoa học thiết yếu, các kĩ năng tư duy phân tích và giải quyết các vấn

đề khoa học

Môn học đã giúp em nắm rõ được các bước thực hiện một quá trình nghiên cứu khoa học như lên ý tưởng, xây dựng các cơ sở lý thuyết, chứng minh và báo cáo kết quả nghiên cứu Một lần nữa e xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các cô đã giúp em có thêm kiến thức để tiến hành con đường nghiên cứu khoa học trong hiện tại và tương lai

sắp tới

MỤC LỤC

Contents

Phần I: Phân tích công trình nghiên cứu khoa học 4

1.1 Phân tích cấu trúc logic của công trình nghiên cứu khoa học 4

1.2 Xác định một vấn đề nghiên cứu của công trình khoa học 5

1.3 Chỉ rõ một luận điểm được tác giả trình bày trong công trình khoa học và chỉ ra ít nhất 2 luận cứ được tác giả sử dụng để chứng minh luận điểm .5

1.4 Chỉ ra một phương pháp lập luận được tác giả sử dụng trong quá trình tổ chức lập luận để chứng minh luận điểm Chỉ rõ nội dung tác giả đã áp dụng phương pháp đó .6

1.5 Chỉ ra một nội dung có giá trị gợi ý cho một hướng nghiên cứu mới liên quan tới một mặt yếu nào đó trong công trình nghiên cứu khoa học 7

Phần II: Xây dựng đề cương nghiên cứu một đề tài 8

2.1 Lý do chọn đề tài 8

2.2 Tổng quan nghiên cứu 8

2.3 Mục tiêu nghiên cứu 10

2.4 Đối tượng nghiên cứu 11

2.5 Câu hỏi giả thuyết nghiên cứu 11

2.6 Phương pháp nghiên cứu 12

2.7 Tài liệu tham khảo 13

Bài làm

Đề tài nghiên cứu khoa học lựa chọn : “Nghiên cứu và phát triển thử nghiệm

mô hình trợ giảng số sử dụng công nghệ AI và IOT”

Phần I: Phân tích công trình nghiên cứu khoa học

1.1 Phân tích cấu trúc logic của công trình nghiên cứu khoa học

Công trình nghiên cứu khoa học có cấu trúc logic bao gồm những phần: giới thiệu và xác định vấn đề, tổng quan lý thuyết về mô hình hệ thống, thiết kế và thi công hệ thống, phân tích kiểm thử tính năng, kết luận các kết quả của công nghiên cứu và đưa ra định hướng phát triển Nội dung cụ thể từng phần như sau:

- Giới thiệu và xác định vấn đề:

• Giới thiệu về đề tài nghiên cứu, đưa ra bối cảnh công nghệ Internet phát triển và xu hướng công nghệ mới là IoT và AI

• Đưa ra các ứng dụng của IoT và AI trong các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau và xác định đề tài nghiên cứu, thiết kế mô hình trợ giảng số sử dụng công nghệ AI và IoT

- Tổng quan mô hình hệ thống:

• Giới thiệu và đưa ra các mô hình kiến trúc IoT từ 3 đến nhiều lớp, từ đó xác định mô hình IoT sử dụng trong bài nghiên cứu là mô IoT 3 lớp gồm lớp thiết bị, lớp mạng và lớp ứng dụng

• Phân tích mô hình hệ thống gồm các khối: khối nguồn, khối thu thập dữ liệu, khối điều khiển, khối chấp hành, khối truyền thống và khối IoT cloud

• Đề xuất các chức năng chính được thiết kế của mô hình trợ giảng số

- Thiết kế và thi công hệ thống:

• Đưa ra các khía cạnh quan trọng được xét tới khi thiết kế và thi công mô hình như dễ thực hiện, chi phí thấp, thu thập dữ liệu và điều khiển được các thiết bị, hỗ trợ cơ bản cho người dùng là giảng viên/sinh viên và có khả năng mở rộng kết nối

• Phân tích lý thuyết, kiến trúc và chức năng các thành phần của hệ thống gồm: IoT networks, khối thu thập dữ liệu (IoT node), khối điều khiển trung tâm (IoT gateway), IoT ThingBoard

- Phân tích, kiểm thử tính năng:

• Xác định các tính năng chính của hệ thống để thực nghiệm gồm:

o Tính năng điều khiển và quản lý thiết bị lớp học qua giọng nói và điểm danh face ID

o Tính năng đọc slides bài giảng và giao tiếp với sinh viên

• Mô tả các bước để kiểm nghiệm từng tính năng, cách thức để đánh giá hiệu quả của tính năng Các biểu đồ thống kê kiểm nghiệm thực tế được đưa ra nhằm đánh giá kết quả của các tính năng và nêu ra những hạn chế

- Kết luận:

• Tóm tắt kết quả của bài nghiên cứu, kết quả thực nghiệm có thể triển khai trong thực tế và đưa ra định hướng để tiếp tục phát triển và cải thiện

1.2 Xác định một vấn đề nghiên cứu của công trình khoa học

Vấn đề (câu hỏi) nghiên cứu của công trình khoa học là: Làm thế nào để thiết

kế, thực thi mô hình trợ giảng số ứng dụng công nghệ AI và IoT đảm bảo các khía cạnh quan trọng chi phí thấp, dễ dàng triển khai thực hiện và mở rộng, hỗ trợ học tập và giảng dạy hiệu quả

1.3 Chỉ rõ một luận điểm được tác giả trình bày trong công trình khoa học

và chỉ ra ít nhất 2 luận cứ được tác giả sử dụng để chứng minh luận điểm

Luận điểm được tác giả trình bày trong công trình khoa học là: Mô hình trợ giảng số sử dụng công nghệ AI và IoT có khả năng hoạt động và hỗ trợ hiệu quả trong việc giảng dạy, quản lí lớp học và hỗ trợ sinh viên học tập

Luận cứ được tác giả sử dụng bao gồm:

- Luận cứ lý thuyết: Tác giả đưa ra các lý thuyết , khái niệm về công nghệ AI và IoT sử dụng trong mô hình trợ giảng số Tác giả phân tích kiến trúc mô hình kiến trúc IoT có một vai trò vô cùng quan trọng trong việc kết nối và thu thập các dữ liệu từ các thiết bị trong lớp học như cảm biến, camera, micro Từ các

dữ liệu thu được hệ thống AI được tích hợp là Raspberry Pi 4 sẽ hỗ trợ phân tích, xử lí dữ liệu hình ảnh, giọng nói

- Luận cứ thực tiễn:

• Qua kết quả kiểm nghiệm thực tế, tác giả giả khẳng định rằng mô hình trợ giảng số đã hoạt động hiệu quả và có tính thực tiễn với các tính năng điều khiển, quản lí thiết bị lớp học qua giọng nói và điểm danh face ID, tính năng đọc slides bài giảng và giao tiếp với sinh viên

• Kết quả thống kê kiểm nghiệm thực tế cho thấy khả năng điều khiển thiết

bị thành công trên 95%, tính năng nhận diện face ID thành công đạt 85%, tính năng đọc bài giảng thành công trên 90% và có 80% tỉ lệ trả lời câu hỏi của sinh viên thành công

1.4 Chỉ ra một phương pháp lập luận được tác giả sử dụng trong quá trình

tổ chức lập luận để chứng minh luận điểm Chỉ rõ nội dung tác giả đã áp dụng phương pháp đó

Qua nội dung của công trình nghiên cứu khoa học, có thể thấy, một phương pháp lập luận được tác giả sử dụng trong bài nghiên cứu để chứng minh luận điểm

là phương pháp quy nạp Tác giả trình bày các kết quả thực nghiệm của mô hình trợ giảng số để đi đến kết luận về tính hiệu quả và tính thực tế của mô hình Nội dung mà tác giả đã áp dụng phương pháp là:

- Tiến hành thử nghiệm các tính năng của mô hình bao gồm:

• Điều khiển các thiết bị của lớp học qua giọng nói

• Điểm danh bằng nhận diện khuôn mặt face ID

• Hỗ trợ đọc bài giảng từ 3 định dạng file khác nhau

• Trả lời các câu hỏi của sinh viên liên quan đến môn học dựa trên bộ câu hỏi có sẵn

- Sau khi trình bày kết quả thực nghiệm, tác giả đưa ra những thống kế về độ chính xác hoạt động của các tính năng, từ đó kết luận rằng mô hình trợ giảng

số có thể hoạt động hiệu quả và có thể triển khai thử nghiệm thực tế tại các lớp học

1.5 Chỉ ra một nội dung có giá trị gợi ý cho một hướng nghiên cứu mới liên quan tới một mặt yếu nào đó trong công trình nghiên cứu khoa học

Thông qua luận cứ rút ra từ nội dung phân tích các bước kiểm nghiệm thực tế

và kết quả thực nghiệm các tính năng ở phần IV, có thể đưa ra gợi ý hướng nghiên cứu mới liên quan đến nâng cao độ chính xác hoạt động của các tính năng được

sử dụng trong mô hình:

- Trong mô hình trợ giảng số, tính năng nhận diện khuôn mặt face id hoạt động với độ chính xác là 85% và điều khiển bằng giọng nói thành công 95% Tuy nhiên vẫn có nhưng lỗi điều khiển thất bại do mô hình Rasphberry hoặc vấn

đề đường truyền

- Bên cạnh đó, tính năng trả lời các câu hỏi của sinh viên còn hạn chế với tỉ lệ trả lời thành công chỉ trên 50% Nguyên nhân dẫn đến tỉ lệ thấp này là do khả năng tìm kiếm các nội dung trên không gian web còn chưa chính xác và cần cải thiện thêm

Qua bài nghiên cứu khoa học này, một số ý tưởng khoa học có thể đề xuất nghiên cứu như:

- Cải thiện khả năng nhận diện khuôn mặt face ID nhờ nghiên cứu sử dụng học sâu (Deep Learning) nhờ các mạng học sâu, kết hợp kĩ thuật tiền xử lí dữ liệu nhằm nâng cao độ chính xác

- Xây dựng và nâng cấp cơ sở dữ liệu với khả năng cập nhật liên tục các bài giảng và tài liệu giúp giảm sự phụ thuộc vào quá trình tra cứu internet với độ chính xác chưa cao

Phần II: Xây dựng đề cương nghiên cứu một đề tài

Đề tài lựa chọn: Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường tới con người và sinh vật trên trái đất nói chung và Việt Nam nói riêng

2.1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường trên trái đất là một trong những vấn đề vô cùng nhức nhối và cấp bách Ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng vô cùng nghiệm trọng tới sức khỏe của con người và các sinh vật trên trái đất, sự ô nhiễm này đang đe dọa đến sự phát triển bền vững và ổn định của Trái Đất

Nhiều nghiên cứu cho thấy hậu quả của ô nhiễm môi trường không chỉ ảnh hưởng đến nền kinh tế toàn cầu mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, gây ra các bệnh lí nghiêm trọng đặc biệt là ung thư Bên cạnh con người, hệ sinh thái các sinh vật trên trái đất cũng đang đứng trên bờ vực bị đe dọa

Với đề tài được chọn này, chúng ta sẽ tìm hiểu các nguyên nhân và mức độ ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường tới con người và hệ sinh vật Bên cạnh đó, đề tài cũng đồng thời đưa ra những đề xuất, giải pháp nhằm xử lí ô nhiễm môi trường, nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường

2.2 Tổng quan nghiên cứu

- Vai trò của môi trường đối với con người và sinh vật trên Trái Đất:

Môi trường trên Trái Đất là nơi cung cấp các điều kiện vô cùng quan trọng và thiết yếu cho sự sống của toàn bộ con người và các sinh vật Không khí, đất, nước

là nền tảng cho sự sống của toàn bộ sinh vật trên Trái Đất

Sự cân bằng giữa các môi trường không khí, môi trường đất, môi trường nước

là cơ sở giúp điều hòa khí hậu, giúp duy trì hoạt động của các chu trình tự nhiên như sự tuần hoàn của nước, không khí

Ô nhiễm môi trường xảy ra đã tạo nên rất nhiều những ảnh hưởng tiêu cực tới sức khỏe con người và hệ sinh vật Đối với con người, không khí ô nhiễm gây ra rất nhiều những bệnh lí về hô hấp, tim mạch , nguồn nước ô nhiễm là nguy cơ hàng đầu dẫn đến các bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng Đối với động thực vật, ô nhiễm môi trường nói chung làm ảnh hưởng tới rất nhiều loài, gây ra suy giảm số lượng loài hoặc nghiêm trọng hơn là tuyệt chủng do môi trường sống và phát triển

bị ảnh hưởng nghiêm trọng

- Tổng quan về tình hình ô nhiễm môi trường:

Đầu tiên phải kể đến là ô nhiễm không khí, sự tăng lên nhanh chóng của các phương tiện giao thông, đặc biệt là các phương tiện sử dụng động cơ đốt nhiên liệu hóa thạch chính là nguồn phát khí thải rất lớn ra môi trường không khí Bên cạnh đó, quá trình công nghiệp hóa phát thải nhiều loại khí độc hại cũng góp phần ảnh hưởng nghiêm trọng đến bầu khí quyển Trái Đất

Tình trạng thực tế tại Việt Nam: Theo báo cáo của IQAir [1] về bảng xếp hạng các nước ô nhiễm trên thế giới, Việt Nam với thủ đô Hà Nội luôn nằm trong nhóm các thành phố có mức ô nhiễm không khí cao Bên cạnh các khí thải độc hại, nồng

độ bụi mịn PM2.5 thường xuyên vượt quá mức khuyến nghị của WHO, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người khi hít phải như bệnh ung thư phổi, hen suyễn và các vấn đề tim mạch

Tiếp theo phải kể đến là ô nhiễm nguồn nước, nước thải sinh hoạt của con người

và nước thải công nghiệp, hóa chất từ nông nghiệp chính là nguyên nhân đầu độc nguồn nước

Thực trạng Việt Nam hiện nay, hơn 80% nước thải công nghiệp tại Việt Nam chưa được xử lí đúng quy cách và xả trực tiếp ra môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng Phải kể đến là sự cố công ty Formosa Hà Tĩnh [2] gây ảnh hưởng

môi trường biển nghiêm trọng gây ra cá chết hàng loạt Có thể thấy, nguồn nước

ô nhiễm gây ra các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm như tả, lỵ và các bệnh liên quan đến nhiễm độc kim loại nặng

Về ô nhiễm đất, việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu quá mức trong hoạt động sản xuất nông nghiệp gây nguy hại đất, ngoài ra việc xử lí rác thải con người tạo ra cũng còn nhiều thiếu xót dẫn đến tích tụ các chất độc hại lưu lại trong đất

Ở Việt Nam hiện nay, việc nhiều khu vực đất sản xuất nông nghiệp bị nhiễm mặn, nhiễm phèn hay nặng hơn là các kim loại năng ảnh hưởng đến năng suất sản xuất nông nghiệp và ảnh hưởng đến động thực vật sinh sống trong môi trường ô nhiễm này Việc ô nhiễm đất tích tụ chất độc trong đất ảnh hưởng đến nguồn lương thực của con người với nguy cơ cao ngộ độc thực phẩm

- Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường:

• Các công nghệ xử lí ô nhiễm:

o Xử lí không khí: Hệ thống lọc bụi ở các nhà máy, cơ sở trường học và làm việc

o Xử lí nước: Hệ thống xử lí nước thải bằng công nghệ vi sinh hạn chế hóa chất ảnh hưởng đến môi trường

• Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo từ mặt trời, gió giúp giảm thiểu khí thải nhà kính

• Tăng cường chính sách bảo vệ và quản lí môi trường:

o Thắt chặt quy định về xử lí chất thải của nhà máy, xí nghiệp

o Đưa ra phong trào nâng cao ý thức bảo vệ môi trường

2.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Tìm hiểu các nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất và nước tại Việt Nam

- Thông qua các báo cáo, thống kê, đưa giá những đánh giá về mức độ ô nhiễm môi trường và tác động đến sức khỏe của con người và hệ sinh thái sinh vật

- Nghiên cứu đề xuất đưa những giải pháp hiệu quả, có tính thực tế nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường

2.4 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Các loại ô nhiễm môi trường (không khí, nước, đất) và tác động của chúng đến

sức khỏe con người và hệ sinh thái sinh vật

- Các giải pháp công nghệ xử lí ô nhiễm và chính sách giảm thiểu ô nhiễm, bảo

vệ môi trường

Phạm vi nghiên cứu:

- Đánh giá tình trạng ô nhiễm tại Việt Nam, tập trung vào các đô thị lớn như Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh, các khu vực công nghiệp

- Ảnh hưởng của ô nhiễm đến các hệ sinh thái tự nhiên và sức khỏe con người

- Nghiên cứu các công nghệ xử lí ô nhiễm, các chiến lược giảm thiểu ô nhiễm tại các nước phát triển để áp dụng tại Việt Nam

2.5 Câu hỏi giả thuyết nghiên cứu

- Câu hỏi nghiên cứu:

• Ô nhiễm môi trường ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe con người và sự

đa dạng sinh học?

• Những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường tại Việt Nam là gì?

• Các công nghệ và chính sách nào có thể được áp dụng và triển khai thực tế

để giảm thiểu ô nhiễm môi trường?

• Mối quan hệ giữa sự gia tăng dân số và mức độ ô nhiễm môi trường tại Việt Nam là gì?

• Vai trò của giáo dục và ý thức cộng đồng, cá nhân trong việc bảo vệ môi trường tại Việt Nam?