Tiểu luận PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu KHOA học TRONG TIN học

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 1 -Mở đầu Khoa học và công nghệ đã trở thành yếu tố cốt tử của sự phát triển, ảnh hưởng trực tiếp đến nền kinh tế toàn cầu.. Tro

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG



BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 1

-Mở đầu

Khoa học và công nghệ đã trở thành yếu tố cốt tử của sự phát triển, ảnh hưởng trực tiếp đến nền kinh tế toàn cầu Điều này được phản ánh rõ trong việc hoạch định các chính sách và chiến lược phát triển khoa học, công nghệ và kinh tế của nhiều nước trên thế giới Nghiên cứu khoa học ngày càng được quan tâm hơn cùng với việc đầu

tư của các quốc gia

Trong bài thu hoạch này em muốn tóm tắt lại một số kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học, đồng thời cũng liên hệ với thực tế công việc đang làm là phát triển và bảo trì một trang web ứng dụng tại công ty, nhằm cố gắng đưa những kiến thức quý báo học được vào thực tiễn

Qua đây, em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Giáo sư - Tiến sỹ Khoa Học Hoàng Văn Kiếm, người không những tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tin học” mà còn kích thích tư duy, tăng khả năng nghiên cứu tìm tòi trong mỗi cá nhân Cũng xin gởi lời cảm ơn đến các bạn bè học viên trong lớp, những người bạn luôn sẵng sàng chia sẻ kiến thức thu nhận được với nhau

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 2

-MỤC LỤC

Mở đầu 1

PHẦN I : LÝ THUYẾT 3

I KHOA HỌC 3

I.1 Khái niệm 3

I.2 Phân loại 4

I.3 Khoa học và công nghệ 5

II NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 5

II.1 Khái niệm 5

II.2 Các loại hình nghiên cứu 5

II.3 Các bước nghiên cứu 6

III VẤN ĐỀ KHOA HỌC 7

III.1 Khái niệm 7

III.2 Phân loại 7

III.3 Các tình huống 8

III.4 Phương pháp phát hiện 8

III.5 Phương pháp giải quyết 8

IV PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 9

IV.1 Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế 9

IV.2 Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tổng quát 15

IV.3 Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học 15

PHẦN II : ÁP DỤNG CÁC 40 THỦ THUẬT CHO ỨNG DỤNG WEB 16

I NÊU VẤN ĐỀ 16

I.1 Giới thiệu 16

I.2 Vài ví dụ 16

I.3 Vấn đề cần quan tâm 16

II HƯỚNG GIẢI QUYẾT 17

II.1 Áp dụng các thủ thuật 17

II.2 Nhận xét 20

Tài liệu tham khảo 21

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 3

-PHẦN I : LÝ THUYẾT

I KHOA HỌC

I.1 Khái niệm

- Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới về tự nhiên và xã hội Những kiến thức hay học thuyết mới này, tốt hơn, có thể thay thế dần những cái cũ không còn phù hợp

Thí dụ: Quan niệm thực vật là vật thể không có cảm giác được thay thế bằng quan niệm thực vật có cảm nhận

- Khoa học là một hệ thống tri thức về mọi loại qui luật của tự nhiên, xã hội và

tư duy Hệ thống này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên

cơ sở thực tiễn xã hội Phân biệt ra 2 hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học

o Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt động sống hàng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người và giữa con người với thiên nhiên Quá trình này giúp con người hiểu biết

về sự vật, về cách quản lý thiên nhiên và hình thành mối quan hệ giữa những con người trong xã hội Tri thức kinh nghiệm được con người không ngừng sử dụng và phát triển trong hoạt động thực tế

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

o Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động NCKH, các họat động nầy 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 (discipline) như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh học,…

- Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học

o Có đối tượng nghiên cứu?

o Có hệ thống lý thuyết?

o Có hệ thống phương pháp luận?

o Có mục đích sử dụng?

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 4

-I.2 Phân loại

- Phân loại ARISTOTE (384-322 trước công nguyên)

Loại Mục đích Thí dụ

Khoa học lý thuyết Tìm hiểu thực tại Siêu hình học, vật lý học

Khoa học sáng tạo Sáng tạo tác phẩm Từ từ học, thi pháp, biện chứng

pháp Khoa học thực

hành

Hướng dẫn đời sống

Đạo đức học, kinh tế học, chính trị học

- Phân loại COMTE (1798-1857)

>> Tính cụ thể và phức tạp tăng dần >>

Toán học Thiên văn

học

Vật lý học Hóa học Sinh vật học Xã hội học

<< Tính trừu tượng và phổ quát tăng dần <<

- Phân loại Marx (1818 - 1883)

Marx chia khoa học ra làm nhóm:

o Khoa học tự nhiên có đối tượng là các dạng vật chất và hình thức vận động của các dạng vật chất đó được thể hhiện trong giới tự nhiên cũng như mối liên hệ và quy luật của chúng: cơ học, vật lý học, hóa học, sinh vật học, toán học,…

o Khoa học xã hội hay khoa học về con người có đối tượng là những sinh họat của con người, những quan hệ xã hội… cùng các quy luật và những động lực của sự phát triển xã hội: sử học, kinh tế học, chính trị học đạo đức học, mỹ học,… bao trùm tất cả các khoa học vừa kể chính là chủ nghĩa duy vật lịch sử

- Phân loại theo Engels

Thế kỷ XIX, Engels đã đưa nguyên tắc phân loại khoa học theo biện chứng của quá trình phát triển của khách thể

Tùy mục đích sử dụng mà người ta đưa ra những cách tiếp cận phân loại khác nhau

o Nguồn gốc: lý thuyết, thực nghiệm, thực chứng, thực nạp, diễn dịch

o Mục đích ứng dụng: mô tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo

o Mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát, đặc thù

o Tính tương liên: Liên ngành, đa ngành

o Kết quả hoạt động chủ quan: ký ức, tư duy, suy luận, tưởng tượng

o Cơ cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, cơ bản, chuyên môn

o Đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 5

-I.3 Khoa học và công nghệ

No Khoa học Công nghệ

1 Nghiên cứu khoa học mang tính xác

suất

Điều hành công nghệ mang tính xác định

2 Hoạt động khoa học luôn đổi mới,

không lặp lại

Hoạt động công nghệ được lặp lại theo chu kỳ

3 Sản phẩm khó được định hình trước Sản phẩm được định hình theo thiêt kế

4 Sản phẩm mang đặc trưng thông tin Đặc trưng sản phẩm tùy thuộc đầu vào

5 Lao động linh họat và tính sáng tạo

cao

Lao động bị định khuôn theo qui định

6 Có thể mang mục đích tự thân Có thể không mang mục đích tự thân

7 Phát minh khoa học tồn tại mãi mãi

với thời gian

Sáng chế công nghệ tồn tại nhất thời và

bị tiêu vong theo lịch sử tiến bộ kỹ thuật

II NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

II.1 Khái niệm

- Nghiên cứu khoa học là một họat 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 NCKH để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn

- Con người muốn làm NCKH phải có kiến thức nhất định về lãnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường

II.2 Các loại hình nghiên cứu

Nghiên cứu chuyên đề

Triển khai bán đại trà

Quan h ệ gi ữ a các lo ạ i hình nghiên c ứ u

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 6

-II.3 Các bước nghiên cứu

1 Xác lập vấn đề nghiên cứu:

Vấn đề nghiên cứu là những điều chưa biết hoặc chưa biết thấu đáo về bản chất sự vật hoặc hiện tượng, cần được làm rõ trong quá trình nghiên cứu Khi vấn đề nghiên cứu được chọn và cụ thể hóa thành 1 đề tài nghiên cứu, người nghiên cứu cần xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu và tìm hiểu lịch sử vấn đề

2 Chuẩn bị nghiên cứu:

Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý do chọn đề tài, xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đặt tên đề tài, ) xây dựng kế hoạch nghiên cứu (tiến độ, nhân lực, dự toán,…) chuẩn

bị phương tiện nghiên cứu, lập danh mục tư liệu,

3 Lựa chọn và nghiên cứu thông tin:

Thu thập và xử lý thông tin, nghiên cứu tư liệu, thâm nhập thực tế, tiếp xúc

cá nhân, xử lý thông tin,

4 Nghiên cứu:

Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu và kiểm chứng giả thuyết

5 Hoàn tất nghiên cứu:

Đề xuất và xử lý thông tin, xây dựng kết luận và khuyến nghị, viết báo cáo hoàn tất, hoàn tất và áp dụng kết quả

6 Viết báo cáo hòan tất công trình:

Sắp xếp tư liệu, viết báo cáo

7 Giai đoạn kết thúc:

Hoàn tất công tác, áp dụng kết quả

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 7

-III VẤN ĐỀ KHOA HỌC

III.1 Khái niệm

- Vấn đề khoa học (scientific problem) cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu (research problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được 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

III.2 Phân loại

Nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai 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

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 8

3) Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường

4) Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn

5) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn

6) Cảm hứng : những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó

III.5 Phương pháp giải quyết

Có 3 hướng để giải quyết vấn đề dựa theo loại bài toán

- Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế

- Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tổng quát

- Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học

Phần này sẽ được trình bày chi tiết hơn ở chương kế

Không có vấn đề

Có vấn đề khác

Không có nghiên cứu

Nghiên cứu theo hướng khác

Các tình hu ố ng c ủ a v ấn đề khoa h ọ c

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 9

-IV PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

IV.1 Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế

Theo Vepol, bất cứ hệ thống kỹ thuật nào ít nhất cũng phải có hai thành phần vật chất tác động tương hổ và một loại trường hay năng lượng

Mô hình Vepol gồm 3 yếu tố: một Trường T và trong T có hai vật chất V1, V2

Tuy nhiên, một hệ thống ban đầu chưa hẳn đã có một chuẩn Vepol đủ 3 yếu tố trên, hoặc đã đủ thì có thể phát triển gì thêm trên Vepol đó

Có 5 phương pháp dựa trên hệ thống này

Theo TRIZ của Genrich S Altshuller có 5 mức sáng tạo:

1) Vấn đề được giả quyết bằng các phương pháp trong chuyên ngành Không cần sáng tạo

Khoảng 32% giải pháp thuộc loại này

2) Cải tiến chút ít hệ thống đã có bằng cách phương pháp đã biết trong ngành công nghiệp và

thường có một vài thỏa hiệp Khoảng 45% giải pháp thuộc loại này

3) Cải tiến cơ bản hệ thống đã có bằng phương pháp đã biết ngoài ngành công nghiệp

Khoảng 18% giải pháp thuộc loại này

4) Một thế hệ mới sử dụng một nguyên lí mới để thực hiện những chức năng cơ bản của hệ

Giải pháp tìm thấy mang tính khoa học nhiều hơn công nghệ Khoảng 4% giải pháp thuộc loại này

5) Một phát hiện khoa học hiếm hoi hay một phát minh tiên phong về một hệ hoàn toàn mới

Khoảng 1% giải pháp thuộc loại này

No Mức Độ sáng tạo % giải

pháp

Nguồn kiến thức Số giải pháp

được nghiện cứu

1 Giải pháp đã có 32 Kiến thức cá nhân 101

2 Cải tiến chút ít 45 Kiến thức công ty 102

3 Cải tiến nhiều 18 Kiến thức trong ngành

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 10

-Từ việc nghiên cứu tỉ mỉ các sáng chế nhằm tìm ra quy luật chung, Atshuler đã đưa ra

một hệ thống gồm 40 nguyên tắc sáng tạo dưới đây

1) Nguyên tắc phân nhỏ

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

- Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau

- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc

7) Nguyên tắc “chứa trong”

- Môt đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân no1 lại chứa đối tượng thứ ba…

- Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 11

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

10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

- Thực hiên trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

13) Nguyên tắc đảo ngược

- Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ : không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)

- Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động

14) Nguyên tắc cầu (tròn) hoá

- Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu

- Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

- Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm

15) Nguyên tắc linh động

- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

- Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

- Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút” Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn

17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

- Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều), tương tự những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa khi chuyển sang không gian (ba chiều)

- Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng

MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC 12

Đặt đối tượng nằm nghiêng

- Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước

- Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước

18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học

- Làm đối tượng dao động

- Nếu đã có dao động, tăng tần số dao động

- Sử dụng tần số cộng hưởng

- Thay vì dùng các bộ rung cơ học dùng các bộ rung áp điện

- Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

19) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

- Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)

- Nếu đã có tác động theo chu ký, hãy thay đổi chu kỳ

- Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiên tác động khác

20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích

- Thực hiên công viêc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượnng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)

- Khắc phục vận hành không tải và trung gian

- Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay

21) Nguyên tắc “vượt nhanh”

- Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

22) Nguyên tắc biến hại thành lợi

- Sử dụng những tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi

- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

- Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

23) Nguyên tắc quan hệ phản hồi

- Thiết lập quan hệ phản hồi

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

24) Nguyên tắc sử dụng trung gian

- Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

25) Nguyên tắc tự phục vụ

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

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

26) Nguyên tắc sao chép (copy)