Báo cáo nghiên cứu khoa học cuối kỳ

Báo cáo nghiên cứu khoa học cuối kỳ



-BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC

LỜI NÓI ĐẦU

Như Lê-Nin từng nói:”học, học nữa, học mãi” – có lẽ sự học là một quá trình lâudài và gắn liền với mỗi con người Xung quanh chúng ta còn rất nhiều điều cần tìm hiểu,còn nhiều thứ đang đợi ta khám phá Những phát minh, sáng chế của con người đã thayđổi rất lớn cách sống, cách sinh hoạt của con người Tất cả những thứ đó đều từ nghiêncứu khoa học, sáng tạo của bộ óc con người mà ra Nghiên cứu khoa học thật sự quantrọng và cần thiết, nó thúc đẩy nền văn minh của con người

Chắc không ít người trong chúng ta đã từng cầm trên tay quyên sách “thế giớiphẳng ”(The World is flat) của tác giả Thomas Friedman Quyển sách khẳng định chúng

ta đang sống trong một kỷ nguyên mới , kỷ nguyên mà con người có thể xích lại gần nhauhơn, kỷ nguyên thông tin Công nghệ thông tin là một nghành đang trực tiếp ảnh hưởngđến đời sống của mỗi người chúng ta

Như vậy việc nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực Công nghệ thông tin là một việclàm hết sức cần thiết và có ý nghĩa to lớn Với những nghiên cứu đi đôi với ứng dụng tốt

sẽ làm nên những thay đổi cho cuộc sống của con người, đẩy mạnh và bắt kịp quá trìnhthông tin hóa đang diễn ra hiện nay của thế giới

Môn học “Phương pháp luận sáng tạo khoa học” thực sự có ý nghĩa và cần thiết.

Đây là môn học mang lại những định hướng cần thiết và quan trong cho sinh viên khi cònđang ngồi trên ghế giảng đường đại học cũng như khi ra trường Dựa vào các nguyên tắc

và mũ tư duy sẽ giúp cho mỗi sinh viên khi đứng trước một vấn đề nghiên cứu sẽ nhanhchóng tìm ra được giải pháp để giải quyết vấn đề

Bài luận này cá nhân tôi viết nhằm tổng kết, đúc rút cũng như thực hành việc nghiêncứu dựa trên những lý thuyết được giảng giải trên lớp Qua đây xin gửi lời cảm ơn chânthành đến GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm đã tận tình dạy bảo và hướng dẫn tôi làm bài luậnnày

Nội dung bài luận ngoài việc tham khảo tài liệu, nội dung hoàn toàn mang quan điểmcủa cá nhân, viết theo văn phong cá nhân Do đó sẽ không thể tránh khỏi những sai sót.Rất mong thầy và các bản thông cảm

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Lâm Tú

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bài giảng môn học “Phương pháp luận sáng tạo khoa học”

Giảng viên : GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm

[2] Giải một bài toán trên máy tính như thế nào(1,2,3)

- GS.TSKH Hoàng Kiếm

[3] http://vi.wikipedia.org/wiki/Quay_lui_(khoa_học_máy_tính)

[4] Phương pháp luận sáng tạo khoa học – kỹ thuật.

- GS.TS Phan Dũng.

Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ thuật.

Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM

[5] Thuật toán và Thuật giải

- GS.TSKH Hoàng Kiếm

- Ths Đinh Nguyễn Anh Dũng

MỤC LỤC

I NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU 5

1 Phân loại theo chức năng nghiên cứu : 5

2 Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu : 6

II LÀM THẾ NÀO ĐỂ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠT HIỆU QUẢ 7

1 Trình tự các bước cần tiến hành trong nghiên cứu khoa học 8

2 Các khó khăn thường gặp phải và cách khắc phục 10

3 Những điều nên và không nên làm trong nghiên cứu khoa học 12

III VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA CÁ NHÂN 15

1 Giới thiệu 15

2 Các bước giải quyết một vấn đề bài toán và áp dụng nguyên lý 15

3 Khái quát về các thuật toán, thuật giải, cấu trúc dữ liệu 16

3.1 Phương pháp trực tiếp 17

3.2 Phương pháp thử sai 24

3 3 Phương pháp Heuristic 30

3.4 Phương pháp trí tuệ nhân tạo 35

IV KẾT LUẬN 48

I NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU

Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm những điều

mà khoa học chưa biết hoặc là phát hiện bản chất sư vật, phát triển nhận thức khoa học vềthế giới hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật mới để cải tạo thếgiới

Có nhiều cách phân loại nghiên cứu khoa học Ở đây ta đề cập đến phân loại theochức năng nghiên cứu và theo tính chất của sản phẩm tri thức khoa học thu được nhờ kếtquả nghiên cứu

1 Phân loại theo chức năng nghiên cứu :

nhân dạng sư vật, giúp con người phân biệt được sự khác nhau, về bản chất giữa sựvật này với sự vật khác Nội dung mô tả có thể bao gồm mô tả hình thái, động thái,tương tác; mô tả định tính tức là các đặc trưng về chất của sự vật; mô tả định lượngnhằm chỉ rõ các đặc trưng về lượng của sự vật

sự hình thành và quy luật chi phối quá trình vận động của sự vật Nội dung của giảithích có thể bao gồm giải thích nguồn gốc; động thái; cấu tr1uc; tương tác; hậu quả;quy luật chung chi phối quá trình vận động của sự vật

trong tương lai Mọi dự báo đều phải chấp nhận những sai lệch, kể cả trong nghiêncứu tự nhiên và xã hội Sự sai lệch trong kết quả dự báo có thể do nhiều nguyênnhân : sai lêch khách quan trong kết quả quan sát: sai lệch do những luận cứ bị biếndạng trong sự tác động của các sự khác; mội trường cũng luôn có thể biến động, …

tại Khoa học không bao giờ dừng lại ở mô tả và dự báo mà luôn hướng vào sự sángtạo các giải pháp cải tạo thế giới

2 Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu :

Theo tính chất của sản phẩm, nghiên cúu được phân loại thành nghiên cứu cơ bản,nghiên cứu ứng dụng và ghiên cứu triển khai

Nghiên cứu cơ bản (Fundamental research) là những nghiên cứu nhằmphát hiện

thuộc tính, cấu trúc, động thái các sự vật, tương tác trong nội bộ sự vật và mối liên hệgiữa sư vật với các sư vật khác Sản phẩm nghiên cứu cơ bản có thể là các khám phá,phát hiện, phát minh, dẫn đến viêc hình thành một hệ thống lý thuyết có giá trị tổng

quát, ảnh hưởng đến một hoặc nhiều lĩng vực khoa học, chẳng hạn Newton phát minhđịnh luật hấp dẫn vũ trụ; Marx phát hiện quy luật giá trị thặng dư Nghiên cứu cơ bảnđược phân thành hai loại : nghiên cứu cơ bản thuần túy và nghiên cứu cơ bản địnhhướng.

 Nghiên cứu cơ bản thuần túy, cò được gọi là nghiên cứu cơ bản tự do hoặcnghiên cứu cơ bản không định hướng, là những nghiên cứu về bản chất sự vật đểnâng cao nhận thức, chưa có hoặc chưa bàn đến ý nghĩa ứng dụng

 Nghiên cứu cơ bản định hướng, là những nghiên cứu cơ bản đã dự kiếntrước mục đích ứng dụng các hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên, kinh tế, xãhội, … đều có thể xem là nghiên cứu cơ bản định hướng Nghiên cứu cơ bản địnhhướng được phân chia thành nghiên cứu nền tảng (background research) và nghiêncứu chuyên đề (thematic research)

 Nghiên cứu nền tảng, là những nghiên cứu về quy luật tổng thể của một hệthống sự vật Hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên và các điều kiện thiên nhiênnhư địa chất, nghiên cứu đại dương, khí quyển, khí tượng; điều tra cơ bản về kinh

tế, xã hội đều thuộc loại nghiên cứu nền tảng

 Nghiên cứu chuyên đề, là nghiên cứu về một hiên tượng đặc biệt của sự vật,

ví dụ trạng thái plasma của sự vật, bức xạ vũ trụ, gien di truyền Nghiên cứuchuyên đề vừa dẫn đến hình thành những cơ sở lý thuyết, mà còn dẫn đến nhữngứng dụng có ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu ứng dụng (Applied research) : là sự vận dụng quy luật được phát hiện

từ nghiên cứu cơ bản để giải thích một sự vật, tạo ra những nguyên lý mới về các giảipháp và áp dụng chúng vào sản xúât và đời sống Giải pháp được hiểu theo nghĩa rộng

có thể là một giải pháp về công nghệ, về vật liệu, về tổ chức và quản lý Một số giảipháp công nghệ có thể trở thành sáng chế Kết quả nghiên cứu ứng dụng thì chưa ứngdụng được, để có thể đưa kết quả nghiên cứu ứng dụng vào sử dụng thì còn phải tiếnhành một loại hình nghiên cứu khác có tên gọi lả triển khai

Nghiên cứu triển khai (Development research) : còn gọi là nghiên cứu triển khai

thực nghiệm hay triển khai thực nghiệm kỹ thuật, là sự vận dụng các quy luật (thuđược từ nghiên cứu cơ bản) và các nguyên lý (thu được từ nghiên cứu ứng dụng) đểđưa ra các hình mẫu với những tham số khả thi về kỹ thuật Kết quả nghiên cứu triểnkhai thì chưa triển khai được: sản phẩm của triển khai chỉ mới là những hình mẫu khảthi về kỹ thuật, nghĩa là không còn rủi ro về mặt kỹ thuật, để áp dụng được cònphảitiến hành nghiên cứu những tính khả thi khác như khả thi tài chính, khả thi kinh

tế, khả thi môi trường, khả thi xã hội Hoạt động triển khai bao triển khai trong phòngthí nghiệm và triển khai bán đại trà

 Triển khai trong phòng thí nghiệm : là loại hình triển khai nhằm khẳng địnhkết quả sao cho ra được sản phẩm, chưa quan tâm đến quy mô áp dụng trongnhững nghiên cứu về công nghệ, loại hình này được thực hiện trong các phòngthí nghiệm, labô công nghệ, nhà kính Trên một quy mô lớn hơn, hoạt động triểnkhai cũng được tiến hành trong các xưởng thực nghiệm thuộc viện hoặc xínghiệp sản xuất.

 Triển khai bán đại trà : trong các nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học kỹthuật và khoa học công nghệ là một dạng triển khai nhằm kiểm chứng giả thuyết

về hình mẫu trên một quy mô nhất định, thường là quy mô áp dụng bán đại trà,hay quy mô bán công nghiệp

Khái niệm triển khai được áp dụng cả trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật và xãhội; trong các nghiên cứu về khoa học kỹ thuật, hoạt động triển khai được áp dụng khichế tạo một mẫu công nghệ mới hoặc sản phẩm mới; trong các nghiên cứu khoa học xãhội có thể lấy ví dụ về thử nghiệm một phương pháp giảng dạy ở các lớp thí điểm; chỉđạo thí điểm một mô hình quản lý mới tại một cơ sở được lựa chọn

Toàn bộ các loại hình nghiên cứu và mối liên hệ giữa các loại hình nghiên cứu đượctrình bày trong sơ đồ bên dưới Sự phân chia loại hình nghiên cứu như trên đây được ápdụng phổ biến trên thế giới Phân chia là để nhận thức rõ bản chất của nghiên cứu khoahọc, để có cơ sở lập kế hoạch nghiên cứu, cụ thể hóa các cam kết trong hợp đồng nghiêncứu giữa các đối tác Tuy nhiên trên thực tế, trong một đề tài có thể tồn tại cả ba loại hìnhnghiên cứu, hoặc tồn tại hai trong ba loại hình nghiên cứu

II LÀM THẾ NÀO ĐỂ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠT HIỆU QUẢ

1 Trình tự các bước cần tiến hành trong nghiên cứu khoa học

Rất nhiều nghiên cứu viên gặp khó khăn trong giai đoạn đầu nghiên cứu vì khôngbiết làm gì trước, làm gì sau Do vậy họ thường bố trí công việc nghiên cứu lôn xộn,không có tổ chức Điều này trái ngược hoàn toàn với yêu cầu của nghiên cứu khoahọc là phải được tổ chức một cách khoa học, bài bản Dẫu rằng tùy từng nghiên cứu

cụ thể mà sẽ có các bước tiến hành cụ thể, nhưng tác giả cho rằng người nghiên cứunên tiến hành một số bước bắt buộc theo trình tự thể hiện trên hình :

Bước 1: Mô tả các khó khăn trên thực tế

Trong thực tế khi gặp khó khăn thì lúc đó mới cần tiến hành nghiên cứu khoa họcvới mục đích là giải quyết các khó khăn đó Vậy có thể nói việc mô tả các khókhăn đang gặp phải chính là sự mở đầu cho một nghiên cứu Có rất nhiều nghiêncứu không chỉ ra được các khó khăn hiệu hữu vì vậy tác giả không biết được tạisao những nghiên cứu này lại được tiến hành và nhằm mục đích gì

Bước 2: Tổng quan về các nghiên cứu liên quan

Đây là thời gian tìm hiểu xem vấn đề dự định nghiên cứu đã và đang được nghiêncứu bởi các học giả khác chưa, ở mức độ nào qua đó có thể học những điều hay vàtránh được việc lặp lại trong nghiên cứu trước Tuy nhiên tác giả thấy có rất nhiềunghiên cứu viên không tìm hiểu về các nghiên cứu đã thực hiện mà bắt tay vàonghiên cứu ngay, dẫn đến việc không có một cái nhìn tổng quan về cần nghiêncứu

Bước 3: Xác định mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu là những dự định đặt ra để giải quyết được các khó khăn đã

suốt quá trình và phải hoàn thành chúng trước khi nghiên cứu được khép lại Cácnghiên cứu hiện nay thường thể hiện rất rõ ràng phần này

Bước 4: Phương pháp nghiên cứu

Đây là phần chỉ ra hướng nghiên cứu mà nghiên cứu viên muốn tiến hành để đạtđược mục tiêu đề ra trong bước 3 Thông thường, các phương pháp thu thập dữliệu hay thí nghiệm và phân tích chúng phải được thể hiện rõ Ngoài ra, các giảthuyết và phạm vi nghiên cứu, kinh phí và thời gian cần thiết, các đề xuất dự định,

… cũng cần phải được chỉ ra một cách rõ ràng

Bước 5: Dữ liệu thực tế hoặc giả định cụ thể

Dữ liệu là phần rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học Chúng có thể được thuthập qua quá trình điều tra tại hiện trường hoặc là dữ liệu giả định thu được từ thínghiệm, mô phỏng Những dữ liệu này có thể chỉ ra những phát triển của thực tếtrong quá khứ và hiện tại, qua đó có thể dự đoán tương lai, so sánh với lý thuyết,

… Thông thường, giai đoạn thu thập dữ liệu tiêu tốn rất nhiều thời gian và tiền bạccủa người nghiên cứu và sự chính xác của dữ liệu sẽ ảnh hưởng lớn đến kết quảcuối cùng của nghiên cứu

Bước 6: Phân tích dữ liệu hoặc chạy chương trình

Đến đây nghiên cứu khoa học sẽ có 2 hướng đi Một là phân tích các dữ liệu thuthập được để có các kết luận cho những điều đã và đang xẩy ra trong thực tế, từ đó

có các đề xuất cho tương lai Một cách khác là lập ra các chương trình máy tính để

mô phỏng, tính toán lý thuyết dựa vào hoặc so sánh với các dữ liệu thực tế Phầnnày thường liên quan tới các chuyên môn sâu nên chỉ có những người có cùng lĩnhvực nghiên cứu mới hiểu và quan tâm đến, còn độc giả thông thường nói chungkhông chú ý đến

Bước 7: Phát hiện hoặc đề xuất cái mới

Thường mỗi nghiên cứu khoa học sẽ tiến đến kết thúc sau khi một vài phát hiệnhoặc đề xuất mới được đưa ra Những điều mới này chính là kết quả cuối cùng củanghiên cứu có thể áp dụng làm cho thực tế hiện tại và tương lai tốt hơn và phảithỏa mãn được các mục tiêu nghiên cứu đề ra trong bước 3 Nhiều nghiên cứukhông thể hiện rõ phần này sẽ gây khó hiểu cho người đọc Tác giả đề nghị phầnnày phải tách ra riêng biệt, không nên gộp vào phần phân tích dữ liệu hoặc phầnkết luận

Bước 8: Kết luận

Đây là phần cuối cùng và được độc giả chú ý đến trước tiên để xem kết quả củanghiên cứu rồi sau đó mới đến các phần khác nếu có quan tâm Từ “kết luận” cũng

đã thể hiện rõ ý nghĩa của nó Từ “kết” có nghĩa là kết thúc, tổng kết Ngườinghiên cứu phải đúc kết lại toàn bộ nghiên cứu theo một trình tự khoa học và ngắnnhất để người đọc có thể hình dung tổng thể toàn bộ quá trình Từ “luận” là bìnhluận các kết quả thu được về thực tế nghiên cứu xem tốt hay xấu, thỏa mãn haychưa thỏa mãn, … Tác giả thấy đa phần các nghiên cứu chỉ chú trọng đến phần

“kết” và chưa có phần “luận”

Ngoài phần kết luận, các nghiên cứu nên có thêm các phần bổ trợ như đề xuất áp dụngkết quả nghiên cứu vào thực tế, các nghiên cứu cần được tiến hành trong tương lai, nhữnghạn chế của nghiên cứu, … Các phần bổ trợ này dùng để nhấn mạnh phần nghiên cứuchính, thể hiện tính khả thi và khả năng áp dụng kết quả đạt được để củng cố / làm tốthơn thực tế hiện tại và tương lai

2 Các khó khăn thường gặp phải và cách khắc phục

Thông thường, mọi nghiên cứu đều có khó khăn trong quá trình thực hiện do nhiềunguyên nhân và người nghiên cứu phải nỗ lực giải quyết chúng để có được thành côngcuối cùng Tác giả thống kê lại một số khó khăn điển hình trong nghiên cứu khoa học

Mối quan hệ với thầy giáo hướng dẫn

Các giáo sư hướng dẫn thì mỗi người một tính, người thì khắt khe, người thì dễ dàng,người thì chẳng để tâm đến sinh viên,… Nói chung họ là những người cá tính và nhiềukhi gây khó chịu cho sinh viên trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong nghiên cứu

Các giáo sư thì cũng là con người và có các tính cách khác nhau, nhưng nói chung là họluôn thương sinh viên, chỉ có cách dạy bảo là khác nhau thôi Khi vượt qua được rào cảntrong các yêu cầu và tính cách của giáo sư hướng dẫn cũng chính là lúc ta đã học đượctrường phái nghiên cứu của họ

Khó khăn trong thu thập dữ liệu thực tế

Các dữ liệu thực tế trong quá khứ và hiện tại thường rất khó xin được, đặc biệt là các sốliệu nhạy cảm, có liên quan tới các cơ quan khác

Để vượt qua khó khăn này, việc đầu tiên là phải nghĩ đến điều này ngay trong giai đoạnthiết kế cách thu thập dữ liệu để tránh các dữ liệu không thể có được Nghĩa là nghiêncứu chỉ tập trung đến các dữ liệu có sẵn hoặc có thể thu thập được Ngoài ra, nguồn dữ

liệu có sẵn không chỉ một nơi mà thường có ở nhiều nơi khác nhau Vì vậy người nghiêncứu cần đa dạng cách thu thập dữ liệu, tập trung vào nhiều nguồn khác nhau.

Không xác định được hướng nghiên cứu

Nhiều người nghiên cứu phải loay hoay tìm hướng nghiên cứu trong thời gian dàihoặc phải đổi đề tài và hướng nghiên cứu sau một thời gian Điều này làm ảnh hưởng đếntoàn bộ quá trình nghiên cứu do thời gian và nguồn lực cho phép bị giảm đi

Trước khi bắt tay vào nghiên cứu cần phải đọc thật nhiều các nghiên cứu có sẵn về chủ

đề liên quan để có được hiểu biết tổng quan về lĩnh vực đấy Phần phương pháp nghiêncứu phải được chú ý đúng mức để chỉ ra các bước tuần tự thực hiện của đề tài với mụcđích đạt được mục tiêu đề ra ban đầu Việc tham khảo, tranh luận với giáo sư hướng dẫn,đồng nghiệp nghiên cứu, bạn bè, … cũng rất quan trọng để củng cố, chỉnh sửa hướngnghiên cứu cho phù hợp

Đăng báo không được chấp nhận hoặc phải đợi lâu

Nhiều nghiên cứu viên gặp rất nhiều khó khăn trong việc đăng báo để đủ tiêu chuẩntốt nghiệp Thông thường yêu cầu là bài báo quốc tế cũng tương đối khó cho nhiều người

vì nhiều lý do Bài báo của hội thảo thì dễ hơn và nhiều người dễ dàng có được

Thường các yêu cầu đầu tiên là phải đúng chủ đề của tạp chí đấy Trước khi gửi bài điđăng thì cần phải kiểm tra xem bài báo có đúng chủ đề yêu cầu không, đã có ai đăngnghiên cứu tương tự chưa, v.v… Một lời khuyên là nên gửi bài đến tạp chí càng sớmcàng tốt vì quá trình xem xét thường mất ít nhất là 6 tháng đến 1 năm Ngoài ra nên viếtbài theo các hướng khác nhau và gửi cho nhiều tạp chí vì tiêu chí lựa chọn của các tạp chíthường khác nhau nên nếu may mắn thì sẽ được một tạp chí chấp nhận cho đăng

Khả năng tiếng Anh kém

Người Việt nói chung khả năng tiếng Anh kém hơn các nước khác nên cũng gây ranhiều khó khăn trong nghiên cứu và viết báo vì hầu hết tài liệu tham khảo hoặc các hộithảo, tạp chí đều yêu cầu tiếng Anh cả

Nên tìm kiếm những người nói tiếng Anh gốc để giúp chỉnh sửa bài viết Một cáchnữa là lựa chọn những đoạn viết trong các sách báo đã đăng để đưa vào bài viết của mình,nhưng sử dụng cho hợp lý với hoàn cảnh và chủ đề nghiên cứu Một lời khuyên nữa làcâu văn cần đơn giản vì trong nghiên cứu khoa học một đoạn viết chỉ có mục đích truyền

đi ý nghĩa nghiên cứu Không nên để một câu văn là tập hợp của vài câu văn, nghĩa là chỉnên có 1 chủ ngữ - vị ngữ và không nên dài quá 3 dòng viết

Bị áp lực, quá lo lắng, mất ngủ trong giai đoạn đầu nghiên cứu

Nhiều người nghiên cứu thường bị áp lực trong nghiên cứu và ảnh hưởng tới cuộcsống hàng ngày như mất ngủ, lo lắng ra mặt, trầm cảm,… Những điều này nếu xảy ratrong thời gian dài và lặp lại nhiều lần dễ gây ra các bệnh về thần kinh hoặc tâm lý.

Lời khuyên là dù có lo lắng thêm nữa thì việc nghiên cứu cũng không thể tiến triểnthêm được Vì vậy khi có biểu hiện của áp lực nghĩa là nghiên cứu đang đi vào hướng bếtắc Lúc này nên dừng nghiên cứu trong một thời gian ngắn để nghỉ ngơi, chơi thể thao,dành thời gian cho gia đình và bạn bè,… để có thể tạm thời quên đi các khó khăn hiện tại.Khi đã vượt qua giai đoạn áp lực này thì dành thời gian kiểm tra tổng thể nghiên cứu đểxác định lại hướng đi cho đúng hơn và có thể xin ý kiến của giáo sư hướng dẫn

3 Những điều nên và không nên làm trong nghiên cứu khoa học

Khi tiến hành nghiên cứu khoa học, việc định hướng ban đầu và chỉnh sửa hướng đi làrất quan trọng cho thành công cuối cùng Có nhiều điều nên làm nhưng cũng có nhiềuđiều không nên làm Tác giả đề xuất các điểm quan trọng về việc cần làm gì và khôngcần làm gì

Trung thực trong nghiên cứu

Nghiên cứu khoa học phải phản ánh trung thực và đầy đủ các kết quả, phát hiện, dẫurằng chúng có thể không giống với các dự định ban đầu Việc che đậy những thiếu sót,sai lầm hay sửa đổi dữ liệu, kết quả phải tuyệt đối không bao giờ được cho phép Tríchdẫn, số liệu lấy từ các nghiên cứu khác cần phải chỉ rõ nguồn gốc để thể hiện chúng là tàiliệu tham khảo, không phải kết quả của nghiên cứu này và cũng là cách tôn trọng nhữngnghiên cứu trước

Ứng xử có đạo đức trong nghiên cứu

Có những điều nếu người nghiên cứu làm hoàn toàn không phạm luật nhưng không cótính đạo đức nghề nghiệp, vì vậy nên tránh nếu có thể Phạm phải điều cấm này có thể vôtội trước pháp luật, nhưng sẽ bị lên án, coi thường bởi đồng nghiệp, bạn bè và bị day dứtlương tâm Điều này sẽ làm ảnh hưởng tới uy tín của người nghiên cứu, thái độ nghi ngờ

và thiếu hợp tác của mọi người, dẫn đến việc gặp phải nhiều khó khăn, ảnh hưởng tớichất lượng của các nghiên cứu sau này

Chọn đề tài nghiên cứu hợp lý

Nên tiến hành các nghiên cứu có tính thực tiễn cao, có thể áp dụng vào thực tế để tạo

ra lợi ích cho bản thân và xã hội Không nên tiến hành những nghiên cứu vô bổ, tốn kémnhưng lợi ích thấp, mục đích để đánh bóng tên tuổi chứ không có ý nghĩa khoa học vàkinh tế,… Thông thường sức nghiên cứu đến mức nào thì nên tiến hành nghiên cứu ởmức đấy mà thôi, theo kiểu “tuổi nhỏ làm việc nhỏ”, đừng tiến hành những dự án quátham vọng vượt quá khả năng, thời gian và nguồn tài chính cho phép Tác giả đã thấynhiều người chọn đề tài mà kết quả chỉ có thể áp dụng sau 20-50 năm nữa do hạn chế vềkinh tế, xã hội và kỹ thuật Có nghiên cứu lại đề xuất các ý tưởng mới với các yêu cầuthực hiện tốn kém hơn nhiều lần so với giải pháp đã có hiện tại Nhiều nghiên cứu sinhlại thực hiện đề tài quá tham vọng, dẫn đến việc không hoàn thành đúng hạn và phải giahạn, tốn kém thời gian và tiền bạc

Thời gian nghiên cứu

Hiện vẫn còn chưa rõ ràng về việc tiêu tốn thời gian thế nào là hợp lý trong nghiêncứu khoa học Nhiều người dành quá nhiều thời gian cho nghiên cứu do vậy phải giảmthời gian nghỉ ngơi Ngược lại, có nhiều người dành rất ít thời gian cho nghiên cứu.Trước tiên, tác giả cho rằng một nghiên cứu cần phải được tiến hành liên tục và không cónhiều gián đoạn dài để tránh tốn thời gian cho việc tái khởi động và xem xét lại các phần

đã làm Dẫu rằng chưa có nghiên cứu chính thức nào trong nghiên cứu, nhưng có thể coinhư giống thời gian làm việc của người lao động và đã được kiểm chứng qua nhiều thờiđại Thời gian nghiên cứu thì khoảng 8-10 tiếng 1 ngày và 5 ngày 1 tuần là hợp lý Ngoài

ra, người nghiên cứu còn cần thời gian cho ngủ 8 tiếng, các sinh hoạt cá nhân và giải trí 8tiếng

Tránh hao phí thời gian vô ích

Quãng đời nghiên cứu rất ngắn nên tránh hao phí thời gian nghiên cứu (8 tiếng 1ngày) vào những việc vô ích Nhiều người tốn quá nhiều thời gian trên phòng nghiên cứucho các việc vô bổ như chat, xem phim, ngủ, nghe nhạc, tán chuyện, … dẫu rằng nhữngviệc đó có thể làm vào 16 tiếng còn lại trong ngày Một số người khác lại hay bị giánđoạn nghiên cứu do phải ra ngoài để làm thêm, hoạt động xã hội, du lịch,… Những thờigian vô ích đấy cần phải tránh trong thời gian 8 tiếng nghiên cứu Cần nhớ rằng bạn làngười nghiên cứu nên mục đích đầu tiên và quan trọng nhất là nghiên cứu, các hoạt độngkhác chỉ là phụ mà thôi Ngoài ra, người nghiên cứu đã có 16 tiếng 1 ngày và 2 ngày cuốituần để giải quyết các hoạt động yêu cầu của bản thân và xã hội

Công bố kết quả nghiên cứu

Các kết quả nghiên cứu cần được công bố nhiều nhất và sớm nhất có thể Đây chính

là cách thông báo cho ra công chúng những gì đề tài nghiên cứu đã thực hiện để nhậnđược các phê bình, nhận xét phục vụ cho việc hoàn thiện nghiên cứu hơn nữa Việc công

bố rộng rãi là cách chứng minh sự trung thực, không cóp nhặt từ nghiên cứu khác hoặc

cũng là cách đóng góp trở lại cho khoa học, giúp những người đi sau có tài liệu thamkhảo và trả ơn những người đi trước mà đề tài đã tham khảo đến Tác giả đã thấy nhiềungười nghiên cứu đã không công bố hoặc luôn cố gắng giữ bí mật kết quả do nhiều lý do.Tuy nhiên khi nghiên cứu qua đi thì kết quả của nghiên cứu đấy đã không được áp dụng

do không ai biết đến và gây lãng phí về mặt khoa học

Giáo sư hướng dẫn

Như đã nói ở trên thì các giáo sư mỗi người một tính cách do vậy mối quan hệ vớigiáo sư không phải lúc nào cũng tốt đẹp cả Một điều nên tránh là gây ra xung đột vớigiáo sư hướng dẫn vì dẫu có kết quả thế nào thì nghiên cứu sinh sẽ vẫn là người chịu thiệtthòi nhất Một khi bạn đã chấp nhận giáo sư là người hướng dẫn thì bạn bắt buộc chịu sựhướng dẫn của họ, dù đúng hay sai Tác giả cho rằng thời gian nghiên cứu thường khôngdài, trung bình khoảng 3 năm, nên sự chịu đựng là chấp nhận được Điều quan trọng làbạn có thể nhận ra được những điều chưa đúng để khi trở thành người nghiên cứu độc lậpbạn tránh được những sai lầm đó

Bảo vệ kết quả nghiên cứu

Khi nghiên cứu chưa hoàn thành và chưa được công bố, người nghiên cứu nên cónhững biện pháp cần thiết để bảo vệ những thông tin nhạy cảm hoặc những kết quả có thể

bị sử dụng bởi người khác Điều này là cần thiết để tránh những điều đáng tiếc sau này cóthể dẫn đến tranh chấp không cần thiết Ngoài ra, việc lưu giữ số liệu cần được làm theođịnh kỳ và cất giữ ở ít nhất 2 nơi để tránh việc mất dữ liệu trong máy tính hoặc các bản in

ra Việc xuất bản, ấn hành hay đăng báo cũng là cách tốt để đỡ mất công trong việc bảo

vệ dữ liệu hoặc các kết quả nghiên cứu

Dịch tài liệu nước ngoài

Nhiều người nghiên cứu chỉ đơn thuần dịch tài liệu nước ngoài, sửa đổi chút ít và coinhư đấy là nghiên cứu của chính họ Vậy câu hỏi đặt ra là đấy có phải các nghiên cứukhoa học không hay chỉ là những sự cóp nhặt, ăn cắp của người khác? Theo tác giả thìđấy không phải là các nghiên cứu khoa học vì những người đó không hề có nghiên cứu,không có mục tiêu rõ ràng và cũng không giải quyết được khó khăn của thực tế Nhữngbài dịch đấy chỉ có tác dụng phổ biến kiến thức và hướng vào những độc giả kém

hiểu biết hơn Tác giả thấy ngạc nhiên là nhiều người có học hàm học vị tương đối caonhư giáo sư, phó giáo sư hay tiến sỹ lại hay làm những việc này Những “việc nhỏ” đấynên để cho những người “tuổi nhỏ” làm

III VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA CÁ NHÂN

Bài luận này không có tham vọng trình bày lại tất cả các luận điểm của các thuậttoán, mà chỉ có mục đích khái quát lại các thuật toán, nguyên tắc, xen kẽ những lập luận,nhưng ý kiển chủ quan của cá nhân về các nguyên tắc xuất hiện trong các thuật toánđồng thời đưa ra các ví dụ cụ thể để làm sáng rõ các thuật toán này

2 Các bước giải quyết một vấn đề bài toán và áp dụng nguyên lý

Trong bất cứ hoạt động gì của cuộc sống, kể cả học tập, làm việc đến những hoạtđộng hàng ngày chúng ta luôn phải đối mặt với các vấn đề Bạn đang lo lắng làm sao đểhọc kì này đạt được một suất học bổng, bạn đang lo lắng ngày mai là sinh nhật ngườibạn thân, phải mua gì đây? Làm sao xin được tiền của ba mẹ để đi tham quan cùnglớp… Như tôi khi viết bài báo cáo này cũng rất đang lo lăng: làm sao viết được bài báocáo thật rõ ràng, đáp ứng yêu cầu đề ra, lượng kiến thức cũng như khả năng lập luận, khảnăng viết bài được nâng cao, làm sao truyền tải được hết ý của mình đến người đọc đặcbiệt là người thầy sẽ chấm điểm môn này :D

Kỹ năng giải quyết vấn đề là một điểm mấu chốt trong nghiên cứu khoa học, để đạt đượcnhững kết quả tốt trong quá trình nghiên cứu và học tập của mình người làm khoa họccần rèn luyện cho mình khả năng giải quyết công việc và vấn đề

Khi đối mặt với các vấn đề, mỗi người trong chúng ta lại có cách giải quyết riêng củamình, tùy vào đặc tính và khả năng cá nhân, nhưng nhìn chung cách giải quyết đểu đượcđưa ra dưới dạng mô hình sau:

Cần xác định A, B, các thao tác để đi từ A đến B.

 A, B không rõ ràng?

 Các điều kiện của cách

giải không minh bạch?

Chúng đa đưa ra một tiến trình để giải quyết các vấn đề nói chung như sau:

Bước 1: Xác định vấn đề - bài toán

Bước 2: Lựa chọn phương pháp giải

Bước 3: Xây dựng thuật toán hoặc thuật giải

A → B

giả thiết giải pháp mục tiêu

Bước 4: Cài đặt chương trình

Bước 5: Hiệu chỉnh & Thực hiện chương trình

Bước 6: Lưu trữ, Bảo trì

3 Khái quát về các thuật toán, thuật giải, cấu trúc dữ liệu

Trong tin học chúng ta có thể chia các phương pháp giải quyết bài toán thành hai mảnglớn: phương pháp trực tiếp và phương pháp gián tiếp

Chúng ta sẽ đi vào từng thuật toán và giải quyết các bài toán tin học cụ thể từ các thuậttoán này

Phương pháp thử sai

Phương pháp Heuristic

Phương pháp trí tuệ nhân tạo

Phương pháp này chủ yếu tận dụng khả năng tính toán của máy tính, giải quyết bài toánbàng cách đưa dữ liệu vào, còn những thao tác thực thi hoàn toàn do máy tính thực hiện.a) Chính xác

Giải phương trình bậc nhất một ẩn: y = ax+b

Phương trình trên được giải quyết theo toán học như sau:

TH1: a = 0

Nếu y = b: phương trình có vô số nghiệm

Nếu y<>b: phương trình vô nghiệm

TH2: a<>0

Phương trình có nghiệm duy nhất x = (y-b)/a

Việc giải quyết bài toán chỉ là việc thực hiện lại một cách trưc tiếp các chỉ dẫn toánhọc trên

Tìm một giá trị của x làm cho f(x) = 0;

Bài toán không yêu cầu phải tìm đầy đủ 2 nghiệm của phương trình

Vấn đề đầu tiên là, phương trình đã cho liệu có nghiệm không?

Rõ ràng ta thấy rằng tich a*c của phương trình trên <0, do đó phương trình trên

có nghiệm

 Phương án giải

Phương trình có nghiệm ở đâu?

Mặt khác ta lại thấy f(-1)*f(-3)<0

=>nghiệm của phương trình nằm trong khoảng [-3;1]

Tìm bằng cách nào khi đã biết nghiệm ?

Ở đây chúng ta sẽ dùng một phương pháp ước lượng ngiệm gần đúng Tức làchúng ta sẽ thắt chặt nghiệm từ 2 đầu đã biết trước này

 F(c) <0 => nghiệm nằm trong [a;c]; gán b =c; quay lại B2

Bài toán giai thừa:

Chúng ta hãy bàn luận một chút về bản chất của đệ quy.

Mỗi thuật toán đệ quy mô hình chung đều có 2 phần: phần điều kiện dừng và phần

đệ quy Như ví dụ về tính giai thừa phía trên phần điều kiện dừng chính là khitham số đầu vào là 1 hoặc 0 Còn phần để quy là n*GT(n-1)

Bản chất về cấu trúc của thuật toán đệ quy là stack hóa Sau mỗi lần thực hiệnhàm, kết quả lại được lưu vào trong stack.Quá trình thực hiện stack với hàmGT(3):

Đệ quy được chia làm các loại sau:đệ quy đuôi, đệ quy rẽ nhánh, đệ quy hỗ tương

 Đệ quy đuôi: là dạng đệ quy mà trong một cấp đệ quy, chỉ có một lời gọi đệquy duy nhất xuống cấp thấp (ví dụ về hàm tính giai thừa phía trên)

 Đệ quy nhánh: là dạng đệ quy mà trong suốt quá trình thực hiện hàm đệ quy,lời gọi đệ quy được thực hiện nhiều hơn một lần

Một ví dụ điển hình là bài toán tháp Hà Nội:

Bài toán: Bài toán tháp Hà Nội (tiếng Anh gọi là Tower of Hanoi hay Towers of

Hanoi) xuất phát từ trò chơi đố Tháp Hà Nội

Mục đích của bài toán là thực hiện được yêu cầu của trò chơi Dạng bài toán thôngdụng nhất là: "Người chơi được cho ba cái cọc và một số đĩa có kích thước khácnhau có thể cho vào các cọc này Ban đầu sắp xếp các đĩa theo trật tự kích thướcvào một cọc sao cho đĩa nhỏ nhất nằm trên cùng, tức là tạo ra một dạng hình nón.Người chơi phải di chuyển toàn bộ số đĩa sang một cọc khác, tuân theo các quy tắcsau:

+ một lần chỉ được di chuyển một đĩa

+ một đĩa chỉ có thể được đặt lên một đĩa lớn hơn (không nhất thiết hai đĩa nàyphải có kích thước liền kề, tức là đĩa nhỏ nhất có thể nằm trên đĩa lớn nhất)"

Phân tích phương án giải:

Với trường hợp 2 đĩa,giả sử 3 cột lần lượt là A,B,C;Với A là cột chứa các đĩa theothứ tự nhỏ đến lớn; ta chỉ cần chuyển: 1 đĩa trên cùng qua B, 2.dĩa còn lại qua C;

3 Đĩa từ B qua C là đã thỏa mãn yêu cầu bài toán

Thì f(b) = f(a)*2+1;Có quy luật trên là do với n= b ta phải 2 lần công việc của n =

a cộng thêm một lần vận chuyển đĩa nữa

Thuật toán:

Việc vận chuyển như trên phụ thuộc vào 2 yếu tố: vai trò của các cột di chuyển và

số lượng đĩa được di chuyển Thuật toán được nêu ra để thực hiện việc vần chuyểnnày đó là(với n đĩa ban đầu : A – nguồn, B-Trung gian, C - đích)

B1: vận chuyển n-1 đĩa từ nguồn A qua B

B2: vận chuyển đĩa còn lại qua C

B3: vận chuyển n-1 đĩa từ B qua C

Sự đệ quy sẽ suất hiện trong B1 và B3 khi này n đã giảm đi 1 đơn vị Cùng với sự

đệ quy này là sự thay đổi vai trò của các cột: ở B1 cột A là nguồn, cột B là đích, C

là trung gian; ở B2 : B- là nguồn, C là đích, A là trung gian

Trong bài toán này chúng ta dã sử dụng đệ quy trong 2 nhánh B1 và B3

Cài đặt: code

 Đệ quy hỗ tương: là dạng đệ quy mà trong đó có sự gọi quay vòng như A gọi

B, B gọi C rồi C gọi lại A

d) Quy hoạch động

Trong nghành Khoa học máy tính và toán học người ta sử dụng phương phápquy hoạch đông(dynamic programming) để giải quyết các vấn đề phức tạp bằngcách chia nhỏ vấn đề phức tạp đó thành các vấn đề đơn giản hơn

Chúng ta vừa tiếp cận một số phương pháp giải toán : tính trực tiếp chính xác, gầnđúng và đệ quy Các phương pháp đó chỉ có thể giải quyết các bài toán mang tínhchất đơn giản, gần gũi với khả năng tính toán của con người Để giải quyết các vấn

đề phức tạp hơn, có sự biến thiên các giá trị trong một vùng xác định người ta sửdụng đến quy hoạch động

Phương pháp quy hoạch động có thể được khái quát bởi hình ảnh sau:

Hướng tiếp cận của quy hoạch động có thể là bottm-top hoặc top-down,trong đó 2tính chất của nó luôn được đảm bảo: tối ưu hóa các cấu trúc con thànhphần(optimal substructure) và giải quyết các vấn đề con theo hướng từng bước,bước này dựa vào các bước trước đó(overlapping subproblems)

Chúng ta hãy xet bài toán về dãy Fibonaci quen thuộc.Bài toán này được giải bằng

đệ quy như sau:

int Fib(int n) {

Giả sử n nhập vào là 5 sự đệ quy được miêu tả như sau:

-TOP-DOWN OPTIMAL SUBSTRUCTURE

Ta dễ dàng nhận thấy là (ví dụ) Fib(3) được tính đến 2 lần! Có cách nào để chỉtính Fib(3) một lần thôi không ?

Chúng ta đều biết ưu điểm của đệ quy là diễn đạt dễ dàng và cài đặt dễ dàng Tuynhiên nó có nhược điểm rất lớn đó là sử dụng stack để lưu vết các bước trước đó.Điều này đôi khi làm cho đệ quy trở thành một phương pháp sử dụng tài nguyênquá nhiêu, đặc biệt trong trường hợp đệ quy với đầu vào có giá trị lớn

Thay vì việc dùng đệ quy chúng ta có thể sử dụng quy hoạch động Sau đây là 2hướng tiếp cận bài toán trên sử dụng quy hoạch động:

Tiếp cận top-down:

Hàm này giải quyết bài toán bằng việc tính số fibonaci thứ n

Ta có một mảng các chỉ mục (mảng m) chỉ đến các giá trị tương ứng của dãyfibonaci với 2 giá trị mặc định m[0] = m[1]=1;ta muốn lấy giá trị của số thứ n Nộidung thuật toán ta làm như sau:

B1:gán m[1]=m[0]=1

B2:kiểm tra m[n] sẽ có 2 trường hợp xảy ra:

Tồn tại số fibonaci tại m[n] đến bước 4

Không tồn tại số fibonaci tại m[n] đến bước 3

B3: tính số Fibonaci theo công thức quy nạp: Fib(n) = Fib(n-1)+Fib(n-2)

B4:trả về giá trị của số Fibonaci thứ n Kết thúc

Tiếp cận bottom –top:

Cách này sự dụng cách tính trực tiếp, thuật toán như sau:

B3.Trả về giá trị của số fibonaci thứ n currenceF

Cài đặt: code (xem file)

Cái nào là optiminal substructure cái nào là overlapping subproblems ?

Phân tích tính tối ưu về cấu trúc con(optimal substructure):

Trong 3 thuật toán để giải bài toán nêu trên chúng ta đều thấy vấn đề được chianhỏ dần thành các vấn đề nhỏ hơn, và giải quyết Vấn đề nhỏ nhất được chia là khin=1 và n=0