QUY TRÌNH THỰC HIỆN DỰ ÁN KHOA HỌC KĨ THUẬT HỌC SINH TRUNG HỌC

QUY TRÌNH THỰC HIỆN DỰ ÁN KHOA HỌC KĨ THUẬT HỌC SINH TRUNG HỌC A TÌNH HÌNH HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC NHỮNG NĂM QUA VÀ ĐỊNH HƯỚNG THỜI GIAN TỚI I Những kết đạt Từ năm 2013, hàng năm Bộ GDĐT tổ chức Cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học Sau năm tổ chức Cuộc thi, hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh trường trung học đạt kết đáng khích lệ Số lượng học sinh tham gia nghiên cứu khoa học kĩ thuật ngày nhiều, thể qua số lượng đơn vị tham gia số dự án dự thi cấp quốc gia năm vừa qua: - Năm 2013: 44 đơn vị, 150 dự án, 15 lĩnh vực; - Năm 2014: 55 đơn vị, 300 dự án, 15 lĩnh vực; - Năm 2015: 64 đơn vị, 385 dự án, 15 lĩnh vực - Năm 2016: 68 đơn vị, 440 dự án, 20 lĩnh vực Cuộc thi tạo phát triển mạnh mẽ hoạt động nghiên cứu khoa học trường phổ thông; thu hút quan tâm, hưởng ứng hỗ trợ nhiều trường đại học, viện nghiên cứu, tổ chức khoa học công nghệ Đến nay, Cuộc thi trở thành hoạt động thường niên, sân chơi trí tuệ học sinh trung học, đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục đào tạo Có thể đánh giá chung kết bước đầu Cuộc thi sau: 1.Giáo dục phổ thông năm qua khẳng định vị trí công tác phát bồi dưỡng học sinh giỏi nghiên cứu khoa học nói riêng bước đầu có kết bước đầu quan trọng hội nhập quốc tế Bên cạnh tiềm sáng tạo học sinh Việt Nam khẳng định qua thành công em kì thi Olympic quốc tế hàng năm, Cuộc thi khoa học, kĩ thuật cấp tỉnh Cuộc thi khoa học, kĩ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học thu hút ngày nhiều học sinh tham gia Từ việc xác định đề tài đến trình triển khai nghiên cứu đề tài cho thấy nhiều em thực có phẩm chất lực nghiên cứu khoa học Nhiều ý tưởng sáng tạo em thực hóa giải nhiều vấn đề nảy sinh thực tiễn Liên tục thi Intel ISEF Hoa Kỳ vừa qua, học sinh Việt Nam khẳng định khả nghiên cứu khoa học, kĩ thuật tầm quốc tế: đoạt 01 giải Nhất năm 2012, 02 giải Tư năm 2013, 02 giải Tư 01 giải Đặc biệt năm 2014, 01 giải Tư 01 giải Đặc biệt năm 2015, 04 giải Ba năm 2016 Đây kết đáng tự hào số dự án đoạt giải Cuộc thi hàng năm chiếm khoảng 25% tổng số dự án dự thi Ban tổ chức Intel ISEF đánh giá cao việc Việt Nam phát động rộng rãi công tác nghiên cứu khoa học tổ chức Cuộc thi Khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học hàng năm với hàng ngàn học sinh tham gia Đây tiền đề quan trọng để bước Việt Nam nâng chất lượng công tác nghiên cứu khoa học nói chung dự án dự thi quốc gia, quốc tế nói riêng Kết dự thi Việt Nam năm qua giữ ổn định, số 50% nước có giải hàng năm Cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh thu hút lực lượng đông đảo học sinh, thầy cô giáo, nhà khoa học địa phương ngày quy mô có sức lan tỏa lớn, không phân biệt vùng, miền với điều kiện khác Cuộc thi góp phần thể quan tâm cấp địa phương, nâng cao chất lượng việc dạy học nhà trường, đặc biệt học sinh mạnh dạn vận dụng kiến thức, kĩ học ứng dụng vào thực tiễn đời sống sản xuất, khoa học kỹ thuật, tạo sản phẩm khoa học phục vụ học tập nuôi dưỡng ý tưởng sáng tạo Đây thi có ý nghĩa lứa tuổi học sinh, với nhà trường phổ thông trung học Cuộc thi thu hút quan tâm đông đảo bậc phụ huynh, nhà khoa học tham gia giúp đỡ khoa học, kỹ thuật tài chính, tạo động lực mạnh mẽ cho em học sinh học tập, nghiên cứu, nuôi dưỡng phát triển, biến ước mơ, ý tưởng khoa học thành sản phẩm thực Cuộc thi khoa học kỹ thuật mở hướng nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông việc phát triển phẩm chất lực học sinh, tạo điều kiện cho nhà quản lý giáo dục mở rộng quan điểm giáo dục phù hợp với thời đại - Đối với học sinh, nghiên cứu khoa học kỹ thuật khuyến khích em quan tâm đến vấn đề sống, liên hệ kiến thức học trường phổ thông với thực tế sinh động giới tự nhiên xã hội, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức tổng hợp học để giải vấn đề thực tiễn, định hướng nghề nghiệp cho em sau - Đối với quan quản lý nhà trường, hoạt động nghiên cứu khoa học, kỹ thuật em học sinh góp phần tạo lập mối liên hệ, đưa nhà khoa học phòng thí nghiệm trường đại học, viện nghiên cứu gần với trường phổ thông, tạo điều kiện để nhà khoa học đầu ngành trường đại học, viện nghiên cứu gặp gỡ em học sinh phổ thông, hướng dẫn em tìm tòi, sáng tạo nghiên cứu khoa học truyền lửa cho hệ sau, qua thực cách sinh động phương châm giáo dục đại: học đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn, kết hợp giáo dục nhà trường, giáo dục gia đình giáo dục xã hội Hoạt động góp phần tăng cường liên thông giáo dục phổ thông với giáo dục đại học; góp phần hướng nghiệp cho học sinh phổ thông II Những điểm hạn chế Về nhận thức Mặc dù hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh có bước phát triển mạnh mẽ năm qua phận cán quản lí, giáo viên cha mẹ học sinh chưa nhận thức đầy đủ vai trò nghiên cứu khoa học việc đổi giáo dục theo định hướng phát triển lực phẩm chất học sinh Vì thế, số đơn vị trọng đầu tư cho số học sinh tham gia nghiên cứu với mục tiêu dự thi cấp quốc gia mà chưa trọng tổ chức rộng rãi hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh nhà trường Cũng nhận thức chưa nên số cha mẹ học sinh "đầu tư" cho em nghiên cứu với mục đích dự thi cấp quốc gia hay quốc tế, để tuyển thẳng vào đại học dễ dàng việc tìm kiếm hội du học nước Việc làm sai lệch động nghiên cứu em vô hình chung làm cho học sinh có nhận thức không đắn hoạt động nghiên cứu khoa học Về công tác tổ chức - Mặc dù Cuộc thi tổ chức năm số địa phương chưa chủ động việc triển khai hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh, chưa huy động đông đảo học sinh tham gia nghiên cứu để tạo nhiều dự án để lựa chọn cho thi cấp tỉnh Có đơn vị chưa tổ chức thi cấp tỉnh mà lựa chọn số dự án để cử tham dự Cuộc thi cấp quốc gia - Việc thực yêu cầu tổ chức Cuộc thi cấp quốc gia số địa phương hạn chế, quy định thực website Cuộc thi, dẫn đến sai sót thông tin học sinh chậm trễ thời gian, gây khó khăn cho công việc chung - Công tác theo dõi, hỗ trợ, kiểm tra, giám sát, đánh giá kết triển khai hoạt động khoa học thi khoa học kĩ thuật địa phương chưa có điều kiện thực đầy đủ, kịp thời - Quy trình thẩm định đánh giá dự án dự thi học sinh điểm phải tiếp tục cải tiến; việc đánh giá lực thực học sinh trình thực dự án gặp khó khăn Về nội dung dự án Đối chiếu với tiêu chí đánh giá dự án khoa học kĩ thuật Intel ISEF, dự án học sinh Việt Nam tồn số hạn chế sau: - Việc nghiên cứu tổng quan hạn chế, dẫn tới câu hỏi/vấn đề nghiên cứu chưa xác định cách rõ ràng, cụ thể mối quan hệ với nghiên cứu nước Vì có đề tài không xác định tường minh điểm so với đề tài lĩnh vực công bố Cũng chưa đầu tư nghiên cứu tốt tổng quan nên học sinh chưa đề xuất ý tưởng nhiều dự án dự thi đạt mức độ "cải tiến", chưa thể sáng tạo mặt khoa học hay kĩ thuật Một số dự án "nhầm" lĩnh vực đăng kí dự thi, thể việc xác định vấn đề/câu hỏi nghiên cứu chưa rõ ràng mặt khoa học - Việc lập kế hoạch nghiên cứu số dự án chưa thực cách khoa học, thể việc hoàn thành Biểu mẫu Cuộc thi chưa chuẩn xác mặt nội dung thời gian thực hiện; mà chất lượng nghiên cứu hạn chế - Việc ghi chép minh chứng lí giải trình nghiên cứu, bao gồm việc xác định vấn đề nghiên cứu, lựa chọn giải pháp giải vấn đề trình thực thi giải pháp để giải vấn đề… hạn chế, thể việc lúng túng phải trả lời câu hỏi dạng "Tại lại làm mà không làm kia?" - Cách trình bày kết nghiên cứu nhiều dự án rập khuôn, nặng hình thức Nhiều báo cáo dự án có cấu trúc luận văn, luận án, trình bày dài dòng sở lí luận không làm bật vấn đề nghiên cứu điểm mới, sáng tạo đề tài Việc trình bày poster việc trả lời vấn số học sinh hạn chế, chưa sáng tạo, linh hoạt III Một số nguyên nhân hạn chế Công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức học sinh, gia đình học sinh, nhà trường xã hội hạn chế Việc triển khai hoạt động nghiên cứu khoa học số địa phương mức độ phát động phong trào, thiếu kế hoạch triển khai tổ chức hoạt động cụ thể để lôi học sinh tham gia, qua phát bồi dưỡng ý tưởng khoa học, học sinh có có lòng say mê khả nghiên cứu khoa học Năng lực quy trình hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học số nhà trường, giáo viên hạn chế, chưa tạo hội để học sinh phát huy tính tích cực, tự lực sáng tạo việc đề xuất thực thi ý tưởng sáng tạo khoa học kĩ thuật, thể việc chưa hướng dẫn học sinh xây dựng kế hoạch nghiên cứu để phê duyệt trước tiến hành nghiên cứu Một số giáo viên hướng dẫn chưa nắm quy định Cuộc thi, kể Tiêu chí đánh giá dự án dự thi Trong trình hướng dẫn, giáo viên chưa yêu cầu học sinh thực đầy đủ yêu cầu hồ sơ dự thi, thể qua việc hoàn thành nộp Biểu mẫu cách xác hạn Một số dự án nặng “bóng dáng” người hướng dẫn từ ý tưởng đến việc trình bày kết nghiên cứu Khả tìm tòi tham khảo tài liệu khoa học chuyên ngành giáo viên học sinh hạn chế, việc tìm nghiên cứu tài liệu tiếng Anh mạng, dẫn tới có dự án thực trùng lặp lạc hậu so với nghiên cứu công bố nước Điều kiện sở vật chất, thiết bị dạy học, phòng thí nghiệm phục vụ cho hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh trường phổ thông thiếu thốn, chưa đồng Sự gắn kết trường phổ thông với trường cao đẳng, đại học, viện nghiên cứu, tổ chức khoa học công nghệ (sở khoa học công nghệ; Liên hiệp hội khoa học-kỹ thuật, doanh nghiệp khoa học công nghệ; trung tâm nghiên cứu, thực nghiệm khoa học - kỹ thuật; ) trình tổ chức cho học sinh nghiên cứu chưa chặt chẽ thường xuyên Các trường phổ thông chưa tranh thủ nhiều nguồn lực trường đại học, việc nghiên cứu, sở khoa học công nghệ người hướng dẫn, nhà khoa học chuyên ngành, sở vật chất, thiết bị, phòng thí nghiệm, kinh phí cho hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh Cơ chế, sách dành cho hoạt động nghiên cứu khoa học học sinh kinh phí, chế độ đãi ngộ cho giáo viên làm công tác hướng dẫn học sinh nghiên cứu khoa học chưa đầy đủ đồng bộ, chưa tạo động lực bên cho giáo viên học sinh hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật IV Những quy định Intel ISEF cần áp dụng cho Cuộc thi Hướng dẫn Kế hoạch nghiên cứu/Tóm tắt dự án Kế hoạch nghiên cứu tất dự án phải bao gồm: a) Lí chọn đề tài: Mô tả ngắn gọn tóm tắt sở khoa học vấn đề nghiên cứu giải thích vấn đề quan trọng khoa học Nếu có thể, giải thích tác động xã hội vấn đề nghiên cứu b) Phát biểu giả thuyết khoa học, câu hỏi nghiên cứu, mục tiêu kĩ thuật, kết mong đợi Chúng dựa lí mô tả nào? c) Mô tả chi tiết Phương pháp nghiên cứu Kết luận: - Tiến trình: mô tả chi tiết tiến trình thiết kế thí nghiệm (thực nghiệm), bao gồm phương pháp thu thập số liệu Chỉ mô tả cho dự án nghiên cứu, không bao gồm công việc thực người hướng dẫn hay người khác - Rủi ro an toàn: Xác định rủi ro tiềm cảnh báo an toàn cần thiết - Phân tích liệu: Mô tả tiến trình sử dụng để phân tích liệu/kết để trả lời câu hỏi nghiên cứu hay giả thuyết khoa học d) Tài liệu tham khảo: Liệt kê tối thiểu tài liệu tham khảo Nếu kế hoạch nghiên cứu có sử dụng động vật có xương sống, tài liệu tham khảo phải tài liệu bảo vệ động vật Ngoài ra, tùy vào nội dung dự án nghiên cứu, cần phải trình bày rõ vấn đề có liên quan như: động vật có xương sống; tác nhân sinh học nguy hiểm; vấn đề thông tin người Các lĩnh vực khoa học STT Lĩnh vực Khoa học động vật Khoa học xã hội hành vi Hóa Sinh 10 11 12 13 14 15 16 Y Sinh khoa học Sức khỏe Kĩ thuật Y Sinh Sinh học tế bào phân tử Hóa học Sinh học máy tính Sinh -Tin Khoa học Trái đất Môi trường Hệ thống nhúng Năng lượng: Hóa học Năng lượng: Vật lí Lĩnh vực chuyên sâu Hành vi; Tế bào; Mối liên hệ tương tác với môi trường tự nhiên; Gen di truyền; Dinh dưỡng tăng trưởng; Sinh lí; Hệ thống tiến hóa;… Điều dưỡng phát triển; Tâm lí; Tâm lí nhận thức; Tâm lí xã hội xã hội học;… Hóa-Sinh phân tích; Hóa-Sinh tổng hợp; Hóa-Sinh-Y; HóaSinh cấu trúc;… Chẩn đoán; Điều trị; Phát triển thử nghiệm dược liệu; Dịch tễ học; Dinh dưỡng; Sinh lí học Bệnh lí học;… Vật liệu Y Sinh; Cơ chế Sinh học; Thiết bị Y sinh; Kỹ thuật tế bào mô; Sinh học tổng hợp;… Sinh lí tế bào; Gen; Miễn dịch; Sinh học phân tử; Sinh học thần kinh;… Hóa phân tích; Hóa học máy tính; Hóa môi trường; Hóa vô cơ; Hóa vật liệu; Hóa hữu cơ; Hóa Lý;… Kĩ thuật Y sinh; Dược lí máy tính; Sinh học mô hình máy tính; Tiến hóa sinh học máy tính; Khoa học thần kinh máy tính; Gen;… Khí quyển; Khí hậu; Ảnh hưởng môi trường lên hệ sinh thái; Địa chất; Nước;… Kỹ thuật mạch; Vi điều khiển; Giao tiếp mạng liệu; Quang học; Cảm biến; Gia công tín hiệu;… Nhiên liệu thay thế; Năng lượng hóa thạch; Phát triển tế bào nhiên liệu pin; Vật liệu lượng mặt trời;… Năng lượng thủy điện; Năng lượng hạt nhân; Năng lượng mặt trời; Năng lượng nhiệt; Năng lượng gió;… Kĩ thuật hàng không vũ trụ; Kĩ thuật dân dụng; Cơ khí Kĩ thuật máy tính; Lí thuyết điều khiển; Hệ thống vận tải mặt đất; Kĩ khí thuật gia công công nghiệp; Kĩ thuật khí; Hệ thống hàng hải;… Xử lí môi trường phương pháp sinh học; Khai thác đất; Kĩ thuật môi Kiểm soát ô nhiễm; Quản lí chất thải tái sử dụng; Quản lí trường nguồn nước;… Vật liệu sinh học; Gốm Thủy tinh; Vật liệu composite; Lí Khoa học thuyết tính toán; Vật liệu điện tử, quang từ; Vật liệu nano; vật liệu Pô-li-me;… Toán học Đại số; Phân tích; Rời rạc; Lý thuyết Game Graph; Hình 17 Vi Sinh 18 Vật lí Thiên văn 19 Khoa học Thực vật 20 21 22 Rô bốt máy thông minh Phần mềm hệ thống Y học chuyển dịch học Tô pô; Lý thuyết số; Xác suất thống kê;… Vi trùng kháng sinh; Vi sinh ứng dụng; Vi khuẩn; Vi sinh môi trường; Kháng sinh tổng hợp; Vi-rút;… Thiên văn học Vũ trụ học; Vật lí nguyên tử, phân tử quang học; Lý - Sinh; Vật lí máy tính; Vật lí thiên văn; Vật liệu đo; Từ, Điện từ Plasma; Cơ học; Vật lí hạt hạt nhân; Quang học; La-de; Thu phát sóng điện từ; Lượng tử máy tính; Vật lí lí thuyết;… Nông nghiệp; Mối liên hệ tương tác với môi trường tự nhiên; Gen sinh sản; Tăng trưởng phát triển; Bệnh lí thực vật; Sinh lí thực vật; Hệ thống tiến hóa;… Máy sinh học; Lí thuyết điều khiển; Rô bốt động lực;… Thuật toán; An ninh máy tính; Cơ sở liệu; Hệ điều hành; Ngôn ngữ lập trình;… Khám bệnh chẩn đoán; Phòng bệnh; Điều trị; Kiểm định thuốc; Nghiên cứu tiền lâm sàng;… Quy trình đánh giá dự án a) Đánh giá qua thẩm định hồ sơ Theo quy định Intel ISEF, trước diễn Cuộc thi tối thiểu 30 ngày, tất học sinh có dự án dự thi phải đăng kí tài khoản mạng, khai đầy đủ thông tin cá nhân Học sinh nhóm trưởng phải nộp tất Biểu mẫu theo quy định, bắt buộc phải nộp: Phiếu phê duyệt dự án, Phiếu học sinh kèm theo Kế hoạch nghiên cứu hoàn thiện, Phiếu khác theo yêu cầu loại dự án, Tóm tắt dự án (250 từ) Hội đồng đánh giá khoa học (Ban giám khảo) xem xét kĩ hồ sơ dự án, Phiếu bắt buộc phải có theo nội dung nghiên cứu dự án Thông qua việc thẩm định hồ sơ, giám khảo đánh giá tương đối đầy đủ nội dung dự án theo tiêu chí đánh giá, đồng thời phát vấn đề cần làm rõ trình thực nghiên cứu học sinh để chuẩn bị câu hỏi vấn poster Mọi thông tin Phiếu phê duyệt dự án đối tượng để giám khảo vấn học sinh như: - Vai trò người bảo trợ gì? Có ảnh hưởng tới công việc nghiên cứu học sinh? - Thông tin quan nghiên cứu chuyên ngành nơi học sinh thực thí nghiệm? Các trang thiết bị sử dụng nghiên cứu? Vai trò nhà khoa học chuyên ngành nghiên cứu học sinh? Thời điểm thời gian thực thí nghiệm nghiên cứu Những thông tin cần phải khớp với sổ tay khoa học học sinh, minh chứng cho trình thực nghiên cứu cá nhân học sinh - Hồ sơ nghiên cứu, sổ tay khoa học, việc trả lời câu hỏi trình nghiên cứu cho phép giám khảo đánh giá lực thực học sinh b) Phỏng vấn học sinh - Mỗi dự án có từ 10 đến 12 giám khảo Thời gian dành cho việc vấn học sinh poster ngày, 08h00 đến 17h00 Mỗi giám khảo đến vấn hoàn toàn độc lập phải hoàn thành Phiếu điểm ngày, nộp Phiếu điểm cho thư kí trước họp Tiểu ban - Phiếu điểm thiết kế để nhập điểm tự động máy scan - Mỗi giám khảo phân công chấm số dự án họp Tiểu ban phát biểu ý kiến dự án mà phân công chấm - Sau xếp giải Nhất, Nhì, Ba, Tư, tiểu ban đề cử 01 dự án xuất sắc lĩnh vực - Các giải toàn thi chọn từ 20 dự án xuất sắc 20 lĩnh vực dự thi - Các đơn vị đăng kí trao giải đặc biệt cử người vào vấn học sinh đồng thời với giám khảo chấm giải thức thi V Những điểm cần nhấn mạnh Cuộc thi cấp quốc gia Trong dự thảo Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể, nghiên cứu khoa học kỹ thuật đưa thành hoạt động tự chọn dành cho học sinh từ lớp đến lớp 12 nhằm khuyến khích học sinh trung học nghiên cứu, sáng tạo khoa học, công nghê ̣, kỹ thuật vận dụng kiến thức học vào giải vấn đề thực tiễn sống; góp phần hình thành phát triển cho học sinh phẩm chất trung thực, tự trọng, tự tin, có tinh thần vượt khó, chấp hành kỷ luật pháp luật, ; lực phát giải vấn đề, sáng tạo, tự học, giao tiếp, hợp tác, tính toán, công nghệ thông tin – truyền thông, Từ việc phân tích, đánh giá kết đạt được, điểm hạn chế, nguyên nhân hạn chế; yêu cầu định hướng giải pháp nhằm nâng cao chất lượng Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học thời gian tới, Bộ GDĐT thực giải pháp nhằm nâng cao chất lượng hoạt động nghiên cứu khoa học Cuộc thi khoa học kĩ thuật dành cho học sinh trung học sau: Tăng cường tuyên truyề n để nâng cao nhận thức cán quản lí, giáo viên, học sinh, cha mẹ học sinh toàn xã hội mục đích, ý nghĩa hoạt động nghiên cứu khoa học kĩ thuật học sinh, nhằm tạo động đắn cho học sinh nghiên cứu khoa học tham gia Cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp quốc gia, tránh đầu tư mức người lớn trình thực dự án dự thi học sinh, làm hạn chế sáng tạo học sinh, đồng thời có ảnh hưởng tiêu cực đến hình thành phát triển phẩm chất học sinh 10 Hình 2: Quy trình thực dự án kỹ thuật a Xác định vấn đề (Define the Problem): Dự án kỹ thuật bắt đầu câu hỏi vấn đề mà người nghiên cứu quan sát Ví dụ như: Vấn đề gì, Điều cần thiết, Ai cần gì, Tại cần phải giải quyết, Có cách tốt không, Cải tiến nào…Trên sở đó, đề xuất việc nghiên cứu tìm qui trình, giải pháp kĩ thuật tối ưu hay chế tạo, cải tiến sản phẩm kỹ thuật Ví dụ: Tại công sở, hệ thống chiếu sáng thường điều khiển đóng, cắt tay Điều cần nhân lực phụ thuộc vào nhân lực ấy, tốn kinh phí, việc đóng cắt không xác tính chủ quan nhân lực Nếu thiết kế chế tạo hệ thống chiếu sáng tự động đóng cắt theo cường độ sáng môi trường khắc phục nhược điểm tiết kiệm điện b Nghiên cứu tổng quan (Do Background Research): Việc nghiên cứu tổng quan thừa hưởng kinh nghiệm người khác, tránh sai lầm nghiên cứu Có hai vấn đề cần tìm hiểu nghiên cứu giai đoạn là: ý kiến người sử dụng (hay khách hàng) ưu nhược điểm qui trình, giải pháp kĩ thuật hay thiết bị, sản phẩm có Ví dụ: Trên sở nghiên cứu tài liệu thư viện, Internet rút số kết luận: Hệ thống chiếu sáng tự động nghiên cứu, chế tạo đưa vào sử dụng 49 nước tiên tiến Đó hệ thống công nghiệp có độ tin cậy cao giá thành cao nhiều chưa phù hợp với điều kiện môi trường, khí hậu Việt Nam Để thực thao tác đóng ngắt tự động theo ánh sáng môi trường, thiết bị thường có khối là: nhận thông tin, xử lý, giải điều chế, thiết bị đầu cuối với nhiều phương án lựa chọn khác linh kiện, mạch điện công nghệ… c Xác định yêu cầu (Specify Requirements): Nội dung giai đoạn đề xuất yêu cầu, tiêu chí thiết kế cần phải đạt Một cách xây dựng đề xuất tiêu chí dựa vào phân tích qui trình, giải pháp hay sản phẩm có Yêu cầu, tiêu chí cần xác định phát biểu rõ ràng Ví dụ: Hệ thống chiếu sáng tự động cần phải đảm bảo: Đóng, cắt đèn chiếu sáng xác với cường độ sáng thiết lập; Hoạt động tốt điều kiện cường độ sáng cao, nhiệt độ, độ ẩm cao khí hậu Việt Nam; Hoạt động ổn định khoảng thời gian dài; Công suất cực đại 500W; Nhỏ gọn có chi phí thấp d Đề xuất giải pháp (Create Alternative Solutions): Với yêu cầu tiêu chí đặt ra, luôn có nhiều giải pháp tốt để giải Nếu tập trung vào giải pháp, bỏ qua giải pháp tốt Do vậy, giai đoạn này, người nghiên cứu tìm cách đề xuất số lượng tối đa giải pháp có thể, bám sát với yêu cầu, tiêu chí nêu Ví dụ: Có nhiều phương án để thiết kế hệ thống: - Phương án chọn cảm biến: quang trở, photo diode, photo transistor - Phương án chọn mạch xử lý: mạch so sánh, trigger - Phương án mạch động lực: Rơ le, Triac Một ví dụ khác giải pháp khắc phục tật khúc xạ (cận, viễn, lão thị) thực tế có nhiều như: đeo kính phù hợp (đeo cách mắt hay áp tròng), phẫu thuật giác mạc (khi công nghệ laser phát triển) sau thay đổi chiết suất phận cho ánh sáng truyền qua thuộc thấu kính mắt (như thuỷ dịch,thể thuỷ tinh,dịch thuỷ tinh v v ) e Lựa chọn giải pháp (Choose the Best Solution): Trên sở giải pháp đề xuất bước d, cần xem xét đánh giá cách toàn diện mức độ phù hợp với yêu cầu, tiêu chí đặt cho sản phẩm 50 bước c Trên sở đó, lựa chọn giải pháp tốt phù hợp với yêu cầu đặt Việc lựa chọn giải pháp cần vào bối cảnh điều kiện kinh tế, công nghệ, trang thiết bị nhân lực thực dự án kỹ thuật Ví dụ: Giải pháp hệ thống lựa chọn vào điều kiện thực tế không gian, địa hình, công suất chiếu sáng tòa nhà mức độ đáp ứng yêu cầu tiêu chí Với nơi có không gian thoáng, chịu ảnh hưởng trực tiếp ánh sáng mặt trời; địa hình hẹp, tập trung, công suất chiếu sáng nhỏ Do giải pháp dùng cảm biến quang trở với mạch động lực dùng Triac phù hợp Giải pháp lựa chọn để khắc phục tật khúc xạ tuỳ thuộc trước hết vào hiệu đem lại, song vào điều kiện kinh tế sở thích người Có người chọn giải pháp đeo kính cách mắt, có người sử dụng kính áp tròng có người chọn giải pháp phẫu thuật giác mạc f Hoàn thiện giải pháp (Develop the Solution): Mặc dù chọn, giải pháp thực cần xem xét lại để cải tiến, hoàn thiện Đây việc quan trọng cần xem xét thường xuyên Ngay hoàn thiện đưa tới khách hàng nghĩ tới việc hoàn thiện nghiên cứu Trong bước này, cần tự đặt trả lời câu hỏi dạng như: ưu điểm lớn giải pháp gì, hạn chế tồn giải pháp gì, có cách khắc phục hạn chế đó… Ví dụ: Hệ thống sau thiết kế cần thử nghiệm, mô máy tính Đo đạc thông số đầu vào cường độ sáng, thời gian trễ Kiểm tra đầu khả chịu tải, gây nhiễu Từ đó, điều chỉnh tối ưu hóa thông số mạch g Xây dựng mẫu (Build a Prototype): Mẫu sản phẩm xem phiên “hoạt động” dựa giải pháp Thường chế tạo vật liệu không giống với sản phẩm cuối cùng, lẽ đương nhiên, chưa cần quan tâm tới tính mỹ thuật sản phẩm Mẫu xem xét, đánh giá, kiểm tra có đáp ứng yêu cầu, tiêu chí đặt cho sản phẩm hay chưa Ví dụ: Tiến hành lắp ráp mạch, cho mạch hoạt động thử trường Tiến hành khảo sát đo đạc thông số thực mạch Có thay đổi, điều chỉnh cho phù hợ với điều kiện thực tế 51 h Đánh giá hoàn thiện thiết kế (Test and Redesign): Quá trình hoàn thiện thiết kế liên quan tới hoạt động có tính lặp lại hướng tới việc có sản phẩm tốt Một số là: Đánh giá giải pháp – tìm kiếm lỗi thay đổi – Đánh giá giải pháp – tìm kiếm lỗi thay đổi…., trước kết luận thiết kế cuối Ví dụ: Hệ thống thử nghiệm theo dõi thời gian Ghi nhận lỗi phát sinh, lỗi khắc phục hoàn thiện mạch để sản xuất Nếu lỗi phát sinh nhiều, khó không khắc phục phải thiết kế lại mạch PHỤ LỤC MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Phương pháp nghiên cứu khoa học hệ thống thao tác có tính qui trình lên đối tượng nghiên cứu liên quan đến đối tượng nghiên cứu mà nhà nghiên cứu thực để đạt đến mục đích nghiên cứu Trong nghiên cứu khoa học, phương pháp góp phần định thành công trình nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu khoa học lĩnh vực khoa học khác có đặc điểm khác nên có nhiều phương pháp nghiên cứu khoa học khác Việc phân loại chúng thành hệ thống nhóm thường dựa vào đặc điểm như: phạm vi sử dụng, lý thuyết thông tin quy trình nghiên cứu để tài khoa học, 52 trình độ nhận thức khoa học chung loài người Trong thực tế, tùy theo mục đích đặc điểm chuyên ngành người ta sử dụng phối hợp nhiều phương pháp để hỗ trợ kiểm tra lẫn nhằm khẳng định kết nghiên cứu Mỗi lĩnh vực khoa học có số phương pháp đặc trưng Trong đề tài/ dự án, người ta sử dụng hệ thống nhiều phương pháp phối hợp Dưới trình bày nhóm phương pháp nghiên cứu khoa học chung mà người nghiên cứu thường sử dụng Các phương pháp nghiên cứu khoa học chung hệ thống phương pháp, chia thành hai nhóm: nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn (còn gọi phương pháp kinh nghiệm, thực nghiệm- Empirical Method) nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết (Theoretical Method) Gần đây, toán học phát triển có vai trò quan trọng nghiên cứu khoa học nên nhóm phương pháp mới: nhóm phương pháp Toán học bổ sung vào hệ thống Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết Phương pháp nghiên cứu lý thuyết nhóm phương pháp thu thập thông tin khoa học sở nghiên cứu văn bản, tài liệu có thao tác tư logic để rút kết luận khoa học cần thiết Nhóm phương pháp lý thuyết gồm phương pháp cụ thể sau đây: a Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết - Phương pháp phân tích lý thuyết phương pháp nghiên cứu văn bản, tài liệu lý luận khác chủ thể cách phân tích chúng thành phận, mặt theo lịch sử thời gian, để hiểu chúng cách đầy đủ toàn diện Phân tích lý thuyết nhằm phát xu hướng, trường phái nghiên cứu tác giả từ chọn lọc thông tin quan trọng phục vụ cho đề tài nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp lý thuyết phương pháp liên kết mặt, phận thông tin từ lý thuyết thu thập để tạo hệ thống lý thuyết đầy đủ sâu sắc chủ đề nghiên cứu Tổng hợp lý thuyết thực ta thu thập nhiều tài liệu phong phú đối tượng Tổng hợp cho tài liệu toàn diện khái quát tài liệu có - Phân tích tổng hợp lí thuyết hai phương pháp có chiều hướng đối lập song chúng lại thống biện chứng với Phân tích chuẩn bị cho tổng hợp tổng hợp lại giúp cho phân tích sâu sắc 53 Nghiên cứu lý thuyết thường phân tích tài liệu tìm cấu trúc lý thuyết, trường phái, xu hướng phát triền lý thuyết Từ phân tích người ta lại tổng hợp chúng lại để xây dựng thành hệ thống khái niệm, phạm trù, tiến tới tạo thành lý thuyết khoa học b Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết - Phân loại phương pháp xếp tài liệu khoa học thành hệ thống logic chặt chẽ theo mặt, đơn vị kiến thức, vấn đề khoa học có dấu hiệu chất, hướng phát triền Phân loại làm cho khoa học từ chỗ có cấu trúc phức tạp nội dung thành dễ nhận thấy, dễ sử dụng theo mục đích nghiên cứu đề tài Phân loại giúp phát cấu trúc hệ thống, quy luật phát triền hệ thống, phát triền hệ thống, để từ mà dự đoán xu hướng phát triền hệ thống - Phương pháp hệ thống hóa phương pháp xếp tri thức khoa học thành hệ thống sở mô hình lý thuyết làm cho hiểu biết ta đối tượng đầy đủ sâu sắc Hệ thống hóa phương pháp tuân theo quan điểm hệ thống- cấu trúc nghiên cứu khoa học Những thông tin đa dạng thu thập từ nguồn, tài liệu khác nhau, nhờ phương pháp hệ thống hóa mà ta có thể với kết cấu chặt chẽ để từ mà ta xây dựng lý thuyết hoàn chỉnh Phân loại hệ thống hóa hai phương pháp liền với nhau, phân loại có yếu tố hệ thống hóa, hệ thống hóa phải dựa sở phân loại hệ thống hóa làm cho phân loại đầy đủ xác Phân loại hệ thống hóa hai bước để tạo kiến thức sâu sắc toàn diện c Mô hình hóa (Phương pháp mô hình) Mô hình hóa phương pháp khoa học để nghiên cứu đối tượng, trình … cách xây dựng mô hình chúng (các mô hình bảo toàn tính chất trích đối tượng nghiên cứu) dựa mô hình để nghiên cứu trở lại đối tượng thực Mô hình hệ thống yếu tố vật chất ý niệm (tư duy) để biểudiễn, phản ánh tái tạo đối tượng cần nghiên cứu, đóng vai trò đại diện, thaythế đối tượng thực cho việc nghiên cứu mô hình cho ta thông tin mà thông tin chuyển tải, áp dụng cho đối tượng 54 thực Mô hình có tính chất sau: - Tính tương tự: có tương tự mô hình vật gốc, chúng có đặc điểm so sánh với như: cấu trúc (đẳng cấu), chức năng, thuộc tính, chế vận hành… Song tương tự mô hình đối tượng thực (vật gốc) tương đối - Tính đơn giản: mô hình phán ánh mặt đối tượng gốc - Tính trực quan: mô hình tái đối tượng nghiên cứu dạng trực quan - Tính lý tưởng: mô hình hóa đối tượng gốc, ta khái quát hóa, trừu tượng hóa, phản ánh đặc tính đối tượng gốc mức độ hoàn thiện (lý tưởng) - Tính quy luật riêng: mô hình có tính chất riêng quy định phần tử tạo nên Ví dụ mô hình tế bào làm chất liệu khác với tế bào thực; mô hình trường học tiên tiến có nét riêng thành tố trường (đội ngũ, sở vật chất, môi trường giáo dục, quản lý …) Việc phân loại mô hình có nhiều cách, dựa vào dấu hiệu khác như: - Dựa vào dấu hiệu vật chất tinh thần, có loại:  Mô hình vật chất gồm: mô hình hình học, mô hình vật lý, mô hình vật chất toán học  Mô hình tinh thần (tư duy) gồm: mô hình biểu tượng (mô hình trí tuệ) mô hình logic - toán (mô hình công thức, ký hiệu…) - Dựa vào loại hình mô hình có loại: mô hình lý thuyết, mô hình thực nghiệm… - Dựa vào nội dung phản ánh, có hai loại: mô hình cấu trúc, mô hình chức - Dựa vào tính chất mô hình, có nhiều loại Trong thực tế nghiên cứu lĩnh vực khoa học khác nhau, tùy theo đối tượng nghiên cứu, người nghiên cứu lựa chọn mô khác Mô hình toán: mô hình đư ợc sử dụng phổ biến nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học đại Người nghiên cứu dùng loại ngôn ngữ toán học Cơ sở logic phương pháp mô hình phép loại suy Phương pháp mô hình cho phép tiến hành nghiên cứu mô hình (vật chất hay ý niệm (tư duy)) người nghiên cứu tạo (lớn hơn, nhỏ đối tượng thực) để thay việc nghiên cứu đối tượng thực Điều thường xảy ngườinghiên cứu khó nghiên cứu đối tượng thực điều kiện thực tế Phương pháp mô hình xem xét đối tượng nghiên cứu hệ thống (tổng thể), song tách từ hệ thống (đối tượng) mối quan hệ, liên 55 hệ có tính quy luật có thực tế nghiên cứu, phản ánh mối quan hệ, liên hệ yếu tố cấu thành hệ thống - trừu tượng hóa hệ thống thực Dùng phương pháp mô hình giúp người nghiên cứu dự báo, dự đoán, đánh giá tác động biện pháp điều khiển, quản lý hệ thống Ví dụ: sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc (đặc biệt cấu trúc không gian, phận hợp thành có chất vật lý giống hệt đối tượng gốc) để phản ánh, suy cấu trúc đối tượng gốc như: mô hình động đốt trong, mô hình tế bào, sa bàn… d Phương pháp giả thuyết Phương pháp giả thuyết phương pháp nghiên cứu đối tượng, đưa dự đoán chất đối tượng tìm cách kiểm chứng dự đoán Như phương pháp giả thuyết có hai chức năng: chức dự đoán chức đường, sở dự đoán mà tìm chất kiện Với hai chức giả thuyết đóng vai trò phương pháp nhận thức Trong nghiên cứu khoa học phát tượng, trình mà với kiến thức có, giải thích được, người ta thường dựa vào kiến thức kinh nghiệm biết, với trí tưởng tượng, trực giác mà đưa giả thuyết để giải thích tượng Đó đường xây dựng giả thuyết Trong giả thuyết, dự đoán lập luận theo lối giả định- suy diễn, có tính xác suất, cần phải chứng minh Chứng minh giả thuyết thực hai cách: chứng minh trực tiếp chứng minh gián tiếp Chứng minh trực tiếp phép chứng minh dựa vào luận chứng chân thực quy tắc suy luận để rút luận đề Chứng minh gián tiếp phép chứng minh khẳng định phản luận đề gian dối từ rút luận đề chân thực Với tư cách phương pháp biện luận, giả thuyết sử dụng thí nghiệm tư duy, thử nghiệm thiết kế hành động lý thuyết Suy diễn để rút kết luận chân thực từ giả thuyết thao tác logic quan trọng trình nghiên cứu khoa học Phương pháp giả thuyết nêu thường sử dụng toán học Cũng cần ý rằng, giả thuyết nói đến phương pháp khoa học (scientific method) kiểm chứng (chứ chứng minh) đường thực nghiệm (chứ đường suy luận lôgic trên) 56 e Phương pháp lịch sử Phương pháp lịch sử phương pháp nghiên cứu đường tìm nguồn gốc phát sinh, trình phát triền biến hóa đối tượng, để phát chất quy luật đối tượng Mọi vật tượng tự nhiên xã hội có lịch sử hình thành phát triển , tức có nguồn gốc phát sinh, có vận động phát triền tiêu vong Quy trình phát triền lịch sử biểu toàn tính cụ thể nó, với thay đổi, bước quanh co, ngẫu nhiên, tất yếu, phức tạp, muôn hình, muôn vẻ, hoàn cảnh khác theo trật tự thời gian định Lần theo dấu vết lịch sử có tranh trung thực thân đối tượng nghiên cứu Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn nhóm phương pháp trực tiếp tác động vào đối tượng có thực tiễn để làm bộc lộ chất quy luật vận động đối tượng Nhóm có phương pháp cụ thể sau đây: a Phương pháp quan sát Quan sát phương pháp tri giác có mục đích, có kế hoạch kiện, hiệntượng, trình (hay hành vi cử người) hoàn cảnh tự nhiên khác nhằm thu thập số liệu, kiện cụ thể đặc trưng cho quátrình diễn biến kiện, tượng Quan sát khoa học tiến hành thời gian dài hay ngắn, không gian rộng hay hẹp, đối tượng nhiều hay tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu đề tài Các tài liệu quan sát qua xử lý đặc biệt cho ta kết luận đầy đủ, xác đối tượng Có hai loại quan sát khoa học: quan sát trực tiếp quan sát gián tiếp - Quan sát trực tiếp quan sát trực diện đối tượng diễn biến thực tế mắt thường hay phương tiện kĩ thuật như: máy quan trắc, kính thiên văn, kính hiển vi… để thu thập thông tin cách trực tiếp - Quan sát gián tiếp quan sát diễn biến hiệu tác động tương tác đối tượng cần quan sát với đối tượng khác, mà thân đối tượng nghiên cứu quan sát trực tiếp được, ví dụ: nghiên cứu hạt cấu tạo nên nguyên tử, cần tiến hành quan sát gián tiếp Quan sát khoa học có ba chức năng: 57 - Chức thu thập thông tin thực tiễn, chức quan trọng Các thông tin qua xử lý cho hiểu biết có giá trị đối tượng - Chức kiểm chứng giả thuyết hay lý thuyết có Trong nghiên cứu khoa học cần xác minh tính đắn lý thuyết hay giả thuyết đó, nhà khoa học cần phải thu thập tư liệu từ thực tiễn để kiểm chứng Qua thực tiễn kiểm nghiệm khẳng định độ tin cậy lý thuyết - Chức đối chiếu kết nghiên cứu lý thuyết với thực tiễn để tìm sai lệch chúng, mà tìm cách bổ khuyết, hoàn thiện lý thuyết Quá trình quan sát tiến hành sau: - Xác định đối tượng quan sát sở mục đích đề tài đồng thời xác định phương diện cụ thể đối tượng cần phải quan sát - Lập kế hoạch quan sát: thời gian, địa điểm, số lượng đối tượng, người quan sát, phương diện cụ thể đối tượng cần phải quan sát - Lựa chọn phương thức quan sát: quan sát trực tiếp, quan sát gián tiếp, quan sát mắt thường hay phương tiện kĩ thuật, quan sát lần hay nhiều lần, số người quan sát, địa điểm, thời điểm khoảng cách thời gian cho lần quan sát… - Tiến hành quan sát đối tượng thận trọng, phải theo dõi diễn biến dù nhỏ kể ảnh hưởng tác động khác từ bên tới đối tượng - Xử lý tài liệu: Các tài liệu cá nhân quan sát tài liệu cảm tính, mang tính chủ quan, chưa phải tài liệu khoa học Các tài liệu cần phải xử lý thận trọng cách phân loại, hệ thống hóa, thống kê toán học, máy tính đáng tin cậy, tài liệu qua xử lý cho ta thông tin đắn khái quát đối tượng nghiên cứu - Để kiểm tra kết quan sát khách quan, người ta thường sử dụng loại biện pháp hỗ trợ khác như: trao đổi trực tiếp với nhân chứng, lặp lại quan sát nhiều lần, quan sát lại người, nhóm nghiên cứu khác… Bất quan sát người thực hiện, phải tính đến đặc điểm trình quan sát Để tránh sai sót xảy cần lưu ý số điểm sau đây: - Một là: Chủ thể quan sát nhà khoa học hay cộng tác viên Đã người bị quy luật tâm lý chi phối Mỗi cá nhân có tính chủ quan Chủ quan trình độ kinh nghiệm, giới quan, cảm xúc Quan sát thông qua lăng kính chủ quan, có “cái tôi” sản phẩm Ngay sử dụng máy quay phim “vô tri” người cầm máy quay theo góc - độ mà họ muốn Các chủ quan nguồn gốc sai lệch - Hai là: Phải ý tới quy luật cảm giác, tri giác quy luật lựa chọn, quy luật thích ứng với ảo giác - Ba là: Đối tượng quan sát giới phức tạp Sự xác quan sát mặt trình độ người, mặt khác bộc lộ đối tượng Đối tượng 58 nằm hệ thống có mối quan hệ phức tạp với đối tượng phức tạp khác, lại vận động, phát triền biến đổi Cho nên việc xác định số trọng tâm đối tượng cần quan sát điều quan trọng Tóm lại, quan sát phương pháp nghiên cứu khoa học quan trọng nhiên chúng chưa đạt tới trình độ nhận thức chất bên đối tượng Cần phải sử dụng phối hợp quan sát với phương pháp khác để đạt tới kết chất khách quan Quan sát đem l ại cho người nghiên cứunhững tài liệu cụ thể, cảm tính trực quan, song có ý nghĩa khoa học lớn, đem lại cho khoa học giá trị thực Chẳng hạn như: Pavlôv nhờ có quan sát xây dựng học thuyết “Phản xạ có điều kiện”; Niutơn quan sát tượng táo rơi, khái quát xây dựng nên: “Định luật vạn vật hấp dẫn”; Galilê quan sát dao động đèn lồng nhà thờ từ lúc bắt đầu đến lúc tắt, khái quát nêu định luật chuyển động lắc đơn với chu kỳ T xác định b) Phương pháp điều tra Điều tra phương pháp dùng câu hỏi (hoặc toán) đồng loạt đặt cho số lớn người nhằm thu số ý kiến chủ quan họ vấn đề mà người nghiên cứu quan tâm Điều tra phương pháp khảo sát nhóm đối tượng diện rộng nhằm phát quy luật phân bố, trình độ phát triền, đặc điểm mặt định tính định hướng đối tượng cần nghiên cứu Các tài liệu điều tra thông tin quan trọng đối tượng, cần cho trình nghiên cứu quan trọng để đề xuất giải pháp khoa học hay giải pháp thực tiễn Có hai loại điều tra: điều tra điều tra xã hội học - Điều tra khảo sát có mặt đối tượng diện rộng, để nghiên cứu quy luật phân bố đặc điểm mặt định tính định hướng Ví dụ: Điều tra địa hình, địa chất, điều tra dân số, trình độ văn hóa, điều tra số thông minh (IQ) trẻ em, điều tra khả tiêu thụ hàng hóa… - Điều tra xã hội điều tra quan điểm, thái độ quần chúng kiện trị, xã hội, tượng văn hóa, thị hiếu… Ví dụ: Điều tra nguyện vọng nghề nghiệp niên, điều tra hay trưng cầu dân ý hiến pháp mới… 59 Điều tra phương pháp nghiên cứu khoa học quan trọng, hoạt động có mục đích, có kế hoạch, tiến hành cách thận trọng c) Phương pháp thực nghiệm khoa học Phương pháp thực nghiệm phương pháp thu thập kiện điều kiện tạo cách đặc biệt (nhằm khẳng định mối liên hệ dự kiến có điều kiện mới) đảm bảo việc tích cực, chủ động tạo lại tượng, trình cần nghiên cứu Nói cách khác: chủ động gây tượng nghiên cứu điều kiện khống chế, nhờ lặp lại nhiều lần, tách bạch thay đổi nhân tố tác động đánh giá, đo đạc tỉ mỉ biến đổi hiệu theo thay đổiố tác động Phương pháp thực nghiệm khoa học phương pháp nghiên cứu khoa học, song sử dụng đặt toán làm sáng tỏ mối liên hệ, phụ thuộc tượng nghiên cứu thể giả định, kiểm định giả thuyết Có điều kiện để sử dụng phương pháp thực nghiệm khoa học: - Biết xác yếu tố ảnh hưởng đến nảy sinh diễn biến tượng nghiên cứu - Xác định nguyên nhân tượng vạch điều kiện ảnh hưởng - Lặp lại thí nghiệm nhiều lần tuỳ theo ý muốn thu thập tài liệu định lượng mà từ phán đoán tính điển hình hay ngẫu nhiên tượng nghiên cứu Tính chất đặc trưng phương pháp thực nghiệm: - Cho khả nghiên cứu tượng với việc xác định đắn tác động định để làm nhanh lên chậm lại trình - Cho khả thực độc lập với môi trường (thực nghiệm phòng thí nghiệm) - Việc bổ sung nội dung đối tượng thực thành phần để làm thay đổi phát triển đối tượng - Kiểm định giả thuyết giả định nêu có kết luận chúng - Giải thích kết nhờ công cụ phương tiện đặc biệt Yêu cầu việc sử dụng phương pháp thực nghiệm: - Không cản trở đảo lộn tiến trình hoạt động bình thường đối tượng nghiên cứu - Chỉ tiến hành thực nghiệm có đầy đủ luận cứ: mục đích; điều kiện (cơ sở lý luận, giả thuyết khoa học, đối tượng, tác động, phương pháp nghiên cứu, 60 địa bàn thực nghiệm,lựclượng tham gia thực nghiệm v.v…); c c b c t h ự c nghiệm; xử lý kết quả; phân tích lý luận; khái quát hoá hình thành tri thức mới…để tin tưởng việc đưa kiểm tra vào trình nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu thành công công trình nghiên cứu, không gây hậu xấu Phương pháp thực nghiệm thường chia thành hai loại phương chính: - Thực nghiệm tự nhiên - Thực nghiệm phòng thí nghiệm Ngoài mục đích mức độ nghiên cứu người ta chia thành loại phương pháp thực nghiệm khác như: - Thực nghiệm thăm dò Thực nghiệm xét nghiệm Thực nghiệm định tính Thực nghiệm định lượng… Thực nghiệm phương pháp coi quan trọng nhất, nghiên cứu khoa học đại Trong lịch sử nhiều kỷ thực nghiệm có vai trò quan trọng nghiên cứu khoa học Ngay từ xuất hiện, thực nghiệm có ý nghĩa cách mạng nghiên cứu khoa học sử dụng triệt để nhiều lĩnh vực khoa học, đặc biệt khoa học tự nhiên Thực nghiệm tạo phương pháp nghiên cứu mới, phương pháp hoàn toàn chủ động nghiên cứu khoa học Ngày thực nghiệm sử dụng lĩnh vực nghiên cứu khoa học xã hội, khoa học giáo dục đem lại kết quan trọng Phương pháp thực nghiệm có đặc điểm sau đây: - Thực nghiệm tiến hành xuất phát từ giả thuyết hay đoán diễn biến đối tượng Trong thực nghiệm, người ta ý đến số biến số quan trọng bỏ số biến số thứ yếu Thực nghiệm tiến hành để khẳng định tính chân thực đoán hay giả thuyết nêu Thực nghiệm thành công góp phần tạo nên lý thuyết - Thực nghiệm tiến hành có kế hoạch thực chương trình khoa học cần chi tiết xác Kế hoạch thực nghiệm đòi hỏi phải miêu tả hệ thống biến số theo chương trình Trong thực nghiệm, thường có yếu tố biến đổi (gọi biến) cần xem xét tiến trình thực Trong đó, biến người nghiên cứu chủ động biến đổi gọi biến độc lập (independent variable), biến thay đổi biến đổi biến độc lập gây nhà khoa học đo đạc ghi lại thay đổi gọi biến phụ thuộc (dependent variable), biến cần giữ trạng thái ổn định trình 61 thực nghiệm gọi biến kiểm soát (controlled variable) Trong nghiên cứu khoa học xã hội hay khoa học giáo dục, với mục đích kiểm tra giả thuyết, đối tượng thực nghiệm chia thành hai nhóm: nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng (còn gọi nhóm kiểm chứng) Hai nhóm lựa chọn ngẫu nhiên, có số lượng trình độ phát triền ngang nhau, điều khẳng định việc kiểm tra chất lượng ban đầu Nhóm thực nghiệm chịu tác động biến số độc lập (nhân tố thực nghiệm) để xem xét diễn biến biến phụ thuộc, (nếu tồn mối quan hệ biến phụ thuộc vào biến độc lập) có với giả thuyết ban đầu hay không? Nhóm đối chứng cho diễn biến phát triền hoàn toàn tự nhiên không làm thay đổi điều khác thường (nghĩa không chịu tác động có chủ định thông qua thay đổi biến độc lập từ người nghiên cứu) Đó sở để kiểm tra kết thay đổi nhóm thực nghiệm Nhờ khác biệt hai nhóm mà ta khẳng định hay phủ định giả thuyết thực nghiệm Vì đặc điểm việc tổ chức thực nghiệm nghiên cứu khoa học xã hội, khoa học giáo dục tiến hành sau: - Xây dựng giả thuyết thực nghiệm sở phân tích kỹ biến số độc lập mà thay đổi làm thay đổi giá trị biến phụ thuộc - Để đảm bảo tính phổ biến kết thực nghiệm, cần chọn đối tượng thực nghiệm tiêu biểu cho lớp đối tượng nghiên cứu Các đối tượng chia thành hai nhóm: nhóm thực nghiệm đối chứng tương đương số lượng chất lượng Tổ chức kiểm tra đầu vào trước thực nghiệm để khẳng định tính tương đương - Tiến hành bước thực nghiệm thận trọng mục tiêu mà giả thuyết đề Phải theo dõi sát tất diễn biến cách khách quan hai nhóm giai đoạn - Các kết thực nghiệm xử lý việc phân tích định tính, định lượng thống kê toán học để khẳng định mối liên hệ biến số (của biến phụ thuộc vào biến độc lập) nghiên cứu ngẫu nhiên mà mối liên hệ nhân xét theo chất chúng - Kết thực nghiệm cho ta sở để khẳng định giả thuyết, từ đề xuất khả ứng dụng vào thực tiễn d) Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm phương pháp nghiên cứu xem xét lại thành hoạt động thực tiễn khứ để rút kết luận bổ ích cho khoa học Tổng kết kinh nghiệm thường hướng vào nghiên cứu diễn biến nguyên nhân kiện nghiên cứu giải pháp thực tiễn áp dụng sản xuất hay hoạt động xã hội để tỉm giải pháp hoàn hảo 62 Tổng kết kinh nghiệm nhằm phát logic bước để giải toán sáng tạo sở phân tích loạt thông tin giải pháp, ví dụ giải pháp lĩnh vực kĩ thuật Đây đường sáng tạo theo quy tắc algorithm e) Phương pháp chuyên gia Phương pháp chuyên gia phương pháp sử dụng trí tuệ đội ngũ chuyên gia có trình độ cao chuyên ngành để xem xét, nhận định chất kiện khoa học hay thực tiễn phức tạp, để tìm giải pháp tối ưu cho kiện hay phân tích, đánh giá sản phẩm khoa học Ý kiến chuyên gia bổ sung cho nhau, kiểm tra lẫn ý kiến giống đa số chuyên gia nhận định hay giải pháp coi kết tư vấn, xem xét, nghiên cứu Phương pháp chuyên gia phương pháp kinh tế, tiết kiệm thời gian, sức lực tài Tuy nhiên chủ yếu dựa sở trực cảm hay kinh nghiệm chuyên gia, nên sử dụng trường hợp cần tư vấn phương pháp khác điều kiện thực hay thực 63