Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 39 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
39
Dung lượng
514,13 KB
Nội dung
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG VẤN ĐỀ TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT Môn : Phương pháp nghiên cứu khoa học Giáo viên hướng dẫn: GS.TS KH Hoàng ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC Mục lục ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC A. Khoa học và nghiên cứu khoa học I Khái niệm khoa học Khoa học là cả một quá trình mày mò nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới ở một lĩnh vực nhất định. Những kiến thức hay học thuyết mới này có thể được áp dụng để thay thế dần những cái cũ không còn phù hợp theo giời gian và sự phát triển của xã hội. Khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy. Hệ thống tri thức có thể chia ra làm 2 loại: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học. * Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt động sống hàng ngày trong mối quan hệ giữa người với người và giữa con người với thiên nhiên. Tuy nhiên, tri thức kinh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy được hết các thuộc tính của sự vật và mối quan hệ bên trong giữa sự vật và con người. Vì vậy, tri thức kinh nghiệm chỉ phát triển đến một hiểu biết giới hạn nhất định, nhưng tri thức kinh nghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học. * Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động nghiên cứu khoa học, các họat động này có mục tiêu xác định và sử dụng phương pháp khoa học. Không giống như tri thức kinh nghiệm, tri thức khoa học dựa trên kết quả quan sát, thu thập được qua những thí nghiệm và qua các sự kiện xảy ra ngẫu nhiên trong hoạt động xã hội, trong tự nhiên. Tri thức khoa học được tổ chức trong khuôn khổ các ngành và bộ môn khoa học như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh học, … II Nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khoa học là hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm. Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức… đạt được từ các thí nghiệm nghiên cứu khoa ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC học để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên, xã hội và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kĩ thuật mới cao hơn, giá trị hơn. III Đề tài nghiên cứu khoa học 1 Khái niệm đề tài Đề tài !"#nghiên cứu khoa học$ !%& ! ' %()*()+,+-./%012 3 4'-+-5+6)$7.+!(6 2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu * Đối tượng nghiên cứu: là bản chất của sự vật hay hiện tượng cần xem xét và làm rõ trong nhiệm vụ nghiên cứu. * Phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu được khảo sát trong trong phạm vi nhất định về mặt thời gian, không gian và lĩnh vực nghiên cứu. 3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu Khi viết đề cương nghiên cứu, một điều rất quan trọng là làm sao thể hiện được mục tiêu và mục đích nghiên cứu mà không có sự trùng lấp lẫn nhau. Vì vậy, cần thiết để phân biệt sự khác nhau giữa mục đích và mục tiêu. * Mục đích: là hướng đến một điều gì hay một công việc nào đó trong nghiên cứu mà người nghiên cứu mong muốn để hoàn thành, nhưng thường thì mục đích khó có thể đo lường hay định lượng. Mục đích trả lời câu hỏi “nhằm vào việc gì?”, hoặc “để phục vụ cho điều gì?” và mang ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu, nhắm đến đối tượng phục vụ sản xuất, nghiên cứu. * Mục tiêu: là thực hiện hoạt động nào đó cụ thể, rõ ràng mà người nghiên cứu sẽ hoàn thành theo kế hoạch đã đặt ra trong nghiên cứu. Mục tiêu có thể đo lường hay định 8 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC lượng được. Nói cách khác, mục tiêu là nền tảng hoạt động của đề tài và làm cơ sở cho việc đánh giá kế hoạch nghiên cứu đã đưa ra và là điều mà kết quả phải đạt được. Mục tiêu trả lời câu hỏi “làm cái gì?”. Thí dụ: phân biệt mục đích và mục tiêu của đề tài sau đây. Đề tài: “Phương pháp gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa trong ứng dụng tin học”. - Mục đích của đề tài: giúp cho người dùng quản lý tốt tài liệu cá nhân trong máy tính. - Mục tiêu của đề tài: + Tìm ra được phương pháp cho phép gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa. + Hiện thực được phương pháp nêu ra bằng 1 ứng dụng cụ thể . B. Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong khoa học I Khái niệm Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và các kĩ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng. II Ý nghĩa Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều (có thể nói là hằng ngày). Từ việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? Mặc gì? Làm gì? Mua gì? Xem gì? Đi đâu? ” đến làm các bài tập trên trường lớp, hoặc chọn ngành nghề đào tạo, lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở, giải quyết các vấn đề nảy sinh trong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái… tất tần tật đều đòi hỏi phải suy nghĩ và chắc chắn rằng ai cũng muốn suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để “đời là bể khổ” trở thành “bể sướng”. Chúng ta tuy được đào tạo và làm những ngành nghề khác nhau nhưng có lẽ có một nghề chung, giữ nguyên suốt cuộc đời và là cần thiết cho tất cả mọi người. Đó là “nghề” suy nghĩ và hành động giải quyết các vấn đề gặp phải trong suốt cuộc đời nhằm 9 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để xã hội tồn tại và phát triển. Nhìn dưới góc độ này, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới giúp trang bị loại nghề chung nói trên, góp phần bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện nay, chủ yếu chỉ đào tạo các nhà chuyên môn. Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt các vấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn, do vậy không thực sự hạnh phúc như ý. Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiên như đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình xem nó hoạt động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn như người ta thường cải tiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc. Cách suy nghĩ tự nhiên nói trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai. Tóm lại, cách suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều. Nếu xem bộ não của mỗi người là máy tính tinh xảo – đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phần mềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng của bộ não. Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là phần mềm tiên tiến giúp máy tính – bộ não hoạt động tốt hơn nhiều. Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở” thì “học suy nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người. Tóm lại, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới đóng góp rất tích cực trong việc biến thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới với các ích lợi toàn diện, không chỉ riêng về mặt kinh tế. III. Những nội dung chính trong Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới trong Tin học 1 Vấn đề khoa học Khái niệm : ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Vấn đề khoa học (scientific problem) còn gọi là vấn đề nghiên cứu (research problem) là câu hỏi đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn. Phân loại Nghiên cứu khoa học luôn tại 2 vấn đề: + Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm. + Vấn đề về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn những vấn đề thuộc lớp thứ nhất Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học ;':< =>*" 0?@4)0A+, B >*" 0CA+D >EFGH) I% 8>J0B K.(LM 9>NKO% :>;/ <012CAGPA)H()+' Phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế ;'9/HQ6A+,, 46 • R(SO+TQ+U • ;Q-VO • @SO • WXSO • N.% ;'8YUZQK>C/4@+1Q[."CQ9UC/ +G\$7,.L ] ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC =>EQK12<CD I)7- ;+^GT+! N +^G.@K+G *_ +!12+^G >EQK`2a *T1Q`,aZ3A`,a>QGT$QA `T6aZ3A`T6a>.2+^G >EQKb A7C! ;Q-+^GZQ I.%C4+!C>'A.c+D AI+DA ;TU+^G/'_ deTU+^G/@.0+,)XGA+^BI) 8> EQK/+^P ;Q-+^G'"$+^PI+^PZ'f C+^ P> 9> EQK6G 6G+^G+DA&+^G$g+!6 6G, &%+!+DA&6 :>EQK_ h^G() !^_4$+'IT( U +^G ]> EQK`.a d!+^G+G+&C.+^GC/1'+^G Ci d!+^GQ-+!PQ^C.+^G j ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC j> EQK/.G kg.l.GU+^GCmK'B+^G'(1 kg.l.GU+^GCmB I.%\$7( UQ+!4X+!i n> EQK1QAC! o1QA.BB+^G+-^AIp&I ^+^G )Z&1QA.B+- )q$g AG> =Y> EQK()C! *().B(Q+#T'4&lT4+^B+^G ;TKP6+^G.B4c'-+!lr.XGA4 I A%$rQ- ==> EQK$(s kg+K+!LQIBU+^GCmbCr.BL) C+!44 => EQK+t6 *Q+#+,) )+-I/1QP^+^G => EQK+/G *Q"+!QTC4+!GZX$74I ' +^G> N TQ-+!U+^GZQ I.%C>+Q G4T+QQ-+! =8> EQKTZ.s> ;Q-0TtU+^G4 &t &T46A "!6A"T u\$7_4C4sPK n ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ;Q-Q-+!HQ4\$7(Q1 =9> EQK+! ;TQ+#+&.U+^GQ I.%Cc^ .l+ ) 1+^GlT4'/_$rQ-B =:> EQK/`6a&`la E6'+G=YYv)H/T64X&,` ! caNc+'C'-.@+/$M/ =]> EQKQ-, E0'_$Q-+!ZQKP6>+^GO+%Z !,>q +GK76+^G/_$Q-. &tZ,> *(40CH+6Q-+!ZQKP6>+^G. &tq+G+/Q-IZC,> ;Q-+^G'6A !T,T h&+^Gm u\$7 &U$)3.Bw u\$7DB$)3C&B &U$)3 .B =j> EQK\$7$+! N +^G$+!E6+f'$+!4_T^$+!Z+6T^ 1 > u\$7T^!@ *Q"$gC!.4$gC!.+) u\$71 6GB.%+)l =n> EQK+!Ox =Y [...]... sử dụng heuristic để dẫn đường cho chính nó Trong trường hợp đơn giản, nó nhanh bằng BFS Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 22 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Trong ví dụ với vật cản, A * tìm ra con đường tốt ngang bằng với thuật toán Dijkstra: Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 23 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN... pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 14 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC +Tổhợp +Đối hợp + Tích hợp + Kết hợp + Tổng hợp theo không gian và thời gian 3 Các phương pháp giải quyết vấn đề trong tin học + Phương pháp trực tiếp + Phương pháp gián tiếp • Phương pháp Thử Sai • Phương pháp Heuristic • Phương pháp Trí Tuệ Nhân Tạo C.ÁP DỤNG MỘT SỐ THỦ THUẬT SÁNG... SÁNG TẠO CƠ BẢN VÀO ỨNG DỤNG THỰC TẾ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG TIN HỌC I.Đặt vấn đề Từ đó đến giờ việc tìm phương hướng di chuyển sao chi tối ưu nhất luôn luôn là một vấn đề được đặt ra Vì sao chúng ta phải quan tâm lưu ý đến đi u này, đâu tiên hãy xem xét trường hợp sau: Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 15 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC... việc tìm kiếm có thể xác định được tương đối đường đi tốt để có thể đến được mục tiêu II.Giải quyết vấn đề Áp dụng một số thủ thuật sáng tạo cơ bản để giải quyết vấn đề: Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 16 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - Nguyên tắc sử dụng trung gian: để chọn một hành trình “tiết kiệm” ta có thể sử dụng thuật toán tìm đường. .. hợp những đi m đã khảo sát Nó mở rộng ra ngoài từ đi m khởi đầu cho đến khi đến được đích Thuật toán Dijsktra bảo đảm tìm ra được Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 18 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC đường đi ngắn nhất từ đi m khởi đầu đến đích miễn sao các cạnh không có giá trị âm nào (Lưu ý: cụm từ đường đi ngắn nhất được sử dụng ở đây... giữa con đường từ đi m đầu đến đích và con đường nằm bên cạnh Khi không có vật cản, A* không chỉ quét ít vùng trên bản đồ hơn mà đường đi còn trông đẹp mắt hơn Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 34 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Tuy nhiên, phương pháp này có xu hướng đi những con đường dọc theo với đường nối từ xuất phát đi m đến đi m đích,... và con đường đi ngắn nhất chỉ đơn giản là một đường thẳng Hãy thử cân nhắc một chướng ngại vật như đã đc miêu tả ở phần trc Thuật toán của Dijkstra phức tạp hơn nhưng nó đảm bảo có thể tìm ra đc con đường đi ngắn nhất Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 20 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Thuật BFS thì đơn giản hơn nhưng rõ ràng con đường nó... bằng Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 21 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Vấn đề là ở chỗ thuật BFS “tham lam” và cố gắng cắm cúi đến đích cho bằng đc cho dù con đường nó đi ko chính xác Sẽ tốt hơn nếu như chúng ta kết hợp các đặc đi m tốt nhất của cả hai thuật toán lại với nhau Vào năm 1968, A* được mở rộng để kết hợp các phương pháp heuristic... còn màu đen là những giao đi m có giá trị heuristic thấp (đến Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 19 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC đích dễ dàng) Biểu đồ cho thấy thuật BFS có thể tìm được đường đi nhanh hơn rất nhiều so với thuật toán của Dijkstra Tuy nhiên, cả hai ví dụ này chỉ để minh họa cho một vấn đề đơn giản nhất, đó là khi bản đồ chẳng... cách của đường thẳng: Phương pháp luận sáng tạo Khoa học | A Khoa học và nghiên cứu khoa học 29 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC h(n) = D * sqrt((n.x-goal.x)^2 + (n.y-goal.y)^2) Tuy nhiên, khi gặp trường hợp này, ta sẽ gặp vấn đề với việc sử dụng A* trực tiếp, vì chi phí trong viẹc tính toán g(x) không phù hợp với hàm tính toán h(x) Do việc tính toán theo Euclide ngắn hơn khoảng . ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG VẤN ĐỀ TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT Môn : Phương pháp nghiên cứu khoa học Giáo viên. Hoàng ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC Mục lục ỨNG DỤNG PHƯƠNG. chính trong Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới trong Tin học 1 Vấn đề khoa học Khái niệm : ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG