Đó là lý do tại sao chúng ta cần phải nghiên cứu khoa học một cách có hệ thống và phương pháp để đạt được sự sáng tạo và những phát minh hữu dụng, giúp ích cho cộng đồng và góp phần vào
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THẠC SỸ CNTT QUA MẠNG
_ _
BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Trang 2Mục lục
Lời nói đầu 2
I Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo 3
1 Khái niệm khoa học: 3
2 Ý nghĩa của khoa học 3
3 Nghiên cứu khoa học 3
II Các phương pháp giải quyết vấn đề khoa học 4
1 Phương pháp thử và sai 4
2 Lý thuyết giải các bài toán sáng chế(TRIZ) 5
III Lịch sử hình thành và phát triển của điện thoại di động 11
1 Khái niệm điện thoại di động 11
2 Lịch sử phát triển của điện thoại di động 11
3 Những tính năng của điện thoại di động 13
4 Sử dụng và ảnh hưởng của điện thoại di động đến sức khỏe, môi trường 15
5 Các công nghệ tiếp theo của điện thoại di động 18
IV Phân tích các nguyên lý sáng tạo được áp dụng trong điện thoại di động 18
V Kết luận 20
VI Tài liệu tham khảo 20
Trang 3Lời nói đầu
Ngày nay, khoa học công nghệ đóng một vai trò rất lớn và quan trọng trong tất
cả các hoạt động kinh tế cũng như cuộc sống Các thành tựu khoa học góp phần không nhỏ trong việc thay đổi bộ mặt thế giới, tạo nên môi trường sống hiện đại và tiện nghi hơn Khoa học công nghệ thật sự đã trở thành động lực chủ yếu cho sự phát triển của nhân loại
Cùng với những kinh nghiệm khoa học đúc kết được từ thực tế, việc nghiên cứu khoa học để cho ra đời nhứng phát minh mới cũng đang rất được chú trọng Đó là
lý do tại sao chúng ta cần phải nghiên cứu khoa học một cách có hệ thống và phương pháp để đạt được sự sáng tạo và những phát minh hữu dụng, giúp ích cho cộng đồng và góp phần vào sự phát triển chung của nhân loại
Trong nội dung bài thu hoạch nhỏ này, em xin trình bày khái quát về phương pháp nghiên cứu khoa học, cũng như cách giải quyết, xu hướng phát triển của điện thoại di động, phân tích các nguyên lý sáng tạo đã được áp dụng trong quá trình hình thành và phát triển đó
Chúng em xin chân thành cám ơn GS TSKH Hoàng Kiếm, giảng viên môn học
Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học, người đã truyền đạt cho chúng
em những kiến thức vô giá về nguyên lý sáng tạo cũng như những phương pháp nghiên cứu khoa học, giúp chúng em hiểu rõ hơn về cách giải quyết các vấn đề và nhìn nhận khoa học một cách sáng suốt hơn Bên cạnh đó, là sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong trường Đại học CNTT- ĐHQG TP HCM cùng các bạn bè đã giúp chúng em hoàn thành tốt môn học này
Trang 4I Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo
1 Khái niệm khoa học:
Khoa học được hiểu là một hệ thống tri thức tự nhiên về xã hội và tư duy về những quy luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy
Nó giải thích một cách đúng đắn nguồn gốc của những sự kiện ấy, phát hiện
ra những mối liên hệ giữa các hiện tượng, trang bị cho con người những tri thức về qui luật khách quan của thế giới hiện thực để con người áp dụng vào thực tiến sản xuất và đời sống
Khoa học còn được hiểu là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện quy luật, hiện tượng và vận dụng các quy luật ấy để sáng tạo ra nguyên
lý các giải pháp tác động vào các sự vật, hiện tượng, nhằm biến đổi trạng thái của chúng
2 Ý nghĩa của khoa học
Khoa học chính là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội, làm cho con người ngày càng văn minh hơn, nhân ái hơn, sống tốt hơn và vững tin hơn vào bản thân mình trong cuộc sống Cụ thể là:
- Con người hiểu được tự nhiên, nắm được các quy luật biến đổi, chuyển hóa vật chất, chinh phục tự nhiên theo quy luật của nó
- Con người nắm được các quy luật vận động của xã hội mình đang sống và vận dụng chúng để thúc đẩy xã hội phát triển nhanh chóng hơn
- Con người ngày càng có ý thức, càng thận trọng hơn trong việc nhận thức khoa học: không vội vã, không ngộ nhận, không chủ quan, tiến vững chắc đến chân lý của tự nhiên
- Khoa học chân chính chống lại những quan điểm sai trái( mê tín dị đoan, phân biệt chủng tộc…)
- Khoa học làm giảm nhẹ lao động của con người, cải thiện chất lượng cuộc sống
3 Nghiên cứu khoa học
Nghiên cứu là một công việc mang tính chất tìm tòi, xem xét cặn kẽ một vấn đề nào đó Nếu đối tượng của công việc là một vấn đề khoa học thì công việc ấy gọi là nghiên cứu khoa học
Nếu con người làm việc, tìm kiếm, truy xét một vấn đề nào đó một cách
có phương pháp thì cũng có thể gọi là nghiên cứu khoa học
Nghiên cứu khoa học là sự tìm tòi, khám phá bản chất các sự vật( tự nhiên, xã hội, con người), nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức, đồng thời
Trang 5sáng tạo các giải pháp tác động trở lại sự vật, biến đổi sự vật theo mục đích
sử dụng
Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, với chức năng tìm kiếm những điều mà khoa học chưa biết, hoặc phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật để cải tạo thế giới
II Các phương pháp giải quyết vấn đề khoa học
1 Phương pháp thử và sai
Thực tế cho thấy, đa số mọi người suy nghĩ một cách tự nhiên để giải quyết một vấn đề và ra quyết định Sự tự nhiên này ở chỗ, người ta hiếm khi suy nghĩ về cách suy nghĩ của chính mình, cũng giống như người ta hít thở
đi lại… một cách tự nhiên mà hiếm khi suy nghĩ về chúng và tìm cách cải tiến chúng
Nghiên cứu và làm các thí nghiệm về tư duy sáng tạo, các nhà tâm lý nhận thấy, phần lớn mọi người khi có vấn đề thường nghĩ ngay đến việc áp dụng các phương pháp, ý tưởng có sẵn trong trí nhớ Sau khi phát hiện các
“phép thử” đó “sai”, người ta mới tiến hành các phép thử khác Kiến thức và kinh nghiệm riêng của người giải luôn có khuynh hướng đưa người giải đi theo con đường mòn đã hình thành trong quá khứ Nếu các “phép thử” đó lại
“sai” tiếp, người giải trở nên mất tự tin và các phép thử tiếp theo, nhiều khi mang tính chất hú họa, mò mẫm Thông thường người giải thường phải tốn khá nhiều các “phép thử-sai” ( bài toán càng khó, số lượng phép thử càng lớn) để cuối cùng may mắn có một phép thử là lời giải đúng
Cách suy nghĩ tự nhiên như trên được gọi là phương pháp thử và sai Phương pháp thử sai này còn được gọi là phương pháp tự nhiên vì nó có sẵn trong tự nhiên và được các loài sinh vật dùng để giải quyết các vấn đề của chúng
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp thử sai: đó chính là cơ chế của
sự tiến hóa và phát triển trong tự nhiên, xã hội và tư duy cho đến thời gian gần đây
Nhược điển của phương pháp thử sai:
- Lãng phí lớn
- Tính ì tâm lý có ảnh hưởng xấu
- Các tiêu chuẩn đánh giá “đúng”, “sai” mang tính chủ quan và ngắn hạn
- Năng suất phát ý tưởng thấp
Trang 6- Thiếu cơ chế định hướng và tư duy về phía lời giải
Do các nhược điểm của phương pháp “thử-sai” ngày càng bộc lộ rõ
Nó không đáp ứng được các đòi hỏi của sự phát triển và không thích hợp để giải quyết các vấn đề hiện đại Trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới, nhiều nhà nghiên cứu đã xây dựng các phương pháp, phương pháp luận nhằm cải tiến
và cao hơn nữa, thay thế phương pháp “thử-sai”
Hiện nay trên thế giới có khá nhiều phương pháp, phương pháp luận như vậy được xây dựng dựa trên những cách tiếp cận khác nhau Một cách gần đúng có thể chia các cách tiếp cận này thành bốn loại:
- Cách tiếp cận thuần túy tâm lý
- Cách tiếp cận kết hợp tâm lý với một số kinh nghiệm mang tính khái quát của những người có thành tích sáng tạo tốt
- Cách tiếp cận nhằm bao quát tất cả các phép thử có thể có để từ đó
có thể tìm ra tất cả các lời giải có thể có
- Cách tiếp cận dựa trên các quy luật phát triển của hệ thống nhắm xây dựng cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo như “Lý thuyết giải các bài toán sáng chế” TRIZ của Genrikh Saulovich Altshuller(1926-1998)
2 Lý thuyết giải các bài toán sáng chế(TRIZ)
Ngày nay, TRIZ là hệ lý thuyết lớn, với hệ thống công cụ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới TRIZ bao gồm:
- 9 quy luật phát triển hệ thống
- 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản dùng để khắc phục các mâu thuẫn
kỹ thuật
- 11 biến đổi mẫu dùng để khắc phục các mâu thuẫn vật lý
- Hệ thống 76 chuẩn dùng để giải các bài toán sáng chế
- Chường trình giải các bài toán – ARIZ…
Người sử dụng còn có thể tiếp tục tổ hợp những thành phần này lại với nhau theo vô vàn cách để có được sự đa dạng vô tận
Sau đây là nội dung tóm tắt 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản:
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 của đối tượng
2 Nguyên tắc tách khỏi
- Tách phần gây phiền phức ra khỏi đối tượng
- Hoặc tách phần chính, duy nhất cần thiết của đối tượng ra khỏi phần gây phiền phức
Trang 77 Nguyên tắc chứa trong
- Một đối tượng được đặt bên trong một đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba…
- Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác
9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ
- Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc
- Hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc đối tượng sẽ ứng suất ngược lại
10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
Trang 8- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối với đối tượng
- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho nó có thể hoạt động ở 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
- Làm phần chuyển động của đối tượng thành phần đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động
- Lật ngược đối tượng
14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa
- 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, lực ly tâm
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 trở nên đơn giản
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 đối tượng có khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều) Tương tự những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối
Trang 9tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa khi chuyển sang không gian 3 chiều
- Chuyển đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng
- 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 dao động, tăng tần số dao động (đến tầng số siêu âm)
- Sử dụng tầng 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 kỳ, hãy thay đổi chu kỳ
- Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác
20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích
- Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng 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 để thu được hiệu ứng có lợi
- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp 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
Trang 10- Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp
25 Nguyên tắc tự phục vụ
- Đối tượng phải tự phục vụ bằng các thao tác phụ trợ, sửa chửa
- Sử dụng chất thải, phế liệu, năng lượng dư
27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt
- Thay thế đối tượng đắt tiền bằng đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (ví dụ tuổi thọ của đối tượng)
28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học
- Thay thế sơ đồ cơ học bằng quang, điện, nhiệt, âm hoặc mùi vị
- Sử dụng điện trường, từ trường, điện từ trường trong tương tác với đối tượng
- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường
cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định
- Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ
29 Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng
- Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực
30 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng
- Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối
- Cách ly đối tượng với bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng
31 Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ
- Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ
- Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó
Trang 1132 Nguyên tắc thay đổi màu sắc
- Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài
- Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay môi trường bên ngoài
- Để có thể quan sát được đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang
- Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu
- Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp
33 Nguyên tắc đồng nhất
- Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước
34 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần
- Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hòa tan, bay hơi…) hoặc phải biến dạng
- Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc
35 Nguyên tắc thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng
- Thay đổi trạng thái đối tượng
- Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc
- Thay đổi độ dẻo
- Thay đổi nhiệt độ thể tích
36 Nguyên tắc sử dụng chuyển pha
- Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lượng…
37 Nguyên tắc sử dụng sự nở vì nhiệt
- Sử dụng sự nở (hay co) vì nhiệt của các vật liệu
- Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với các vật liệu có hệ số nở nhiệt khác nhau
38 Nguyên tắc sử dụng chất oxy hóa mạnh
- Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy
- Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy
- Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc ôxy
- Thay ôxy bằng ôzôn (hoặc ôxy bị ion hóa) bằng chính ôzôn
39 Nguyên tắc thay đổi độ trơ
Trang 12- Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hòa
- Đưa thêm vào đối tượng các chất, các thành phần, phụ gia trung hòa
- Thực hiện các quá trình trong chân không
40 Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành (composite)
- Chuyển từ vật liệu đồng nhất sang sử dụng vật liệu hợp thành (composite) Hay sử dụng các vật liệu mới
III Lịch sử hình thành và phát triển của điện thoại di
động
1 Khái niệm điện thoại di động
Điện thoại di động là thiết bị mà có thể thực hiện và nhận các cuộc điện thoại thông qua một kết nối vô tuyến trong khi di chuyển xung quanh một khu vực địa lý rộng Nó có thể làm được như vậy nhờ có kết nối với một mạng di động được cung cấp bởi nhà mạng điều hành di động, cho phép truy cập vào các mạng điện thoại công cộng
Ngoài chức năng chính là điện thoại, điện thoại di động hiện nay còn
hỗ trợ rất nhiều các dịch vụ hữu ích khác như tin nhắn văn bản, tin nhắn đa phương tiện, thư điện tử, truy cập Internet, truyền thông không dây tầm ngắn (hồng ngoại, Bluetooth), các ứng dụng dùng để kinh doanh, chơi trò chơi, chụp ảnh v.v Những điện thoại di động cũng cấp cho người dùng nhiều tiện ích và khả năng hỗ trợ tính toán tốt và tổng quát hơn thì được gọi là điện thoại thông minh
2 Lịch sử phát triển của điện thoại di động
Điện thoại di động cầm tay đầu tiên đã được phát minh và đem vào
sử dụng bởi tiến sĩ Martin Cooper của Motorola và năm 1973 Thiết bị di động này có trọng lượng khoảng 1kg Mười năm sau, vào năm 1983, chiếc điện thoại di động đầu tiên được đưa vào thương mại hóa mang tên DynaTAC 8000x Trong vòng 20 năm kế tiếp tính từ 1990-2011, số lượng thuê bao di động đã tăng từ hơn 12 triệu đến hơn 5.6 tỷ Điện thoại di động
đã thâm nhập sâu vào sự phát triển kinh tế và là thành phần không thể thiếu trong nền kinh tế hiện nay
Điện thoại vô tuyến đã có lịch sử từ rất lâu khi mà phát minh của Reginald Fessenden thực hiện thành công cuộc gọi vô tuyến từ bờ biển đến một chiến hạm Trong suốt thế chiến thứ II và những năm của thập niên 50