Đó là lý dotại sao chúng ta cần phải nghiên cứu khoa học một cách có hệ thống và phương pháp đểđạt được sự sáng tạo và những phát minh hữu dụng, giúp ích cho cộng đồng và góp phầnvào sự
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
_ _
BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI
NHỮNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG
GVHD: GS.TSKH HOÀNG KIẾM HVTH: LÊ THÚC QUỐC ANH MSHV: CH1301002
TP HCM, 05/2014
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Nghiên cứu khoa học là một hoạt động then chốt hàng đầu trong những ngànhkhoa học Kết quả từ nghiên cứu khoa học là những phát hiện mới về kiến thức, về bảnchất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới, sáng tạo phương pháp và phươngtiện kỹ thuật mới có giá trị cao
Cùng với những kinh nghiệm khoa học đúc kết được từ thực tế, việc nghiên cứukhoa học để cho ra đời nhứng phát minh mới cũng đang rất được chú trọng Đó là lý dotại sao chúng ta cần phải nghiên cứu khoa học một cách có hệ thống và phương pháp đểđạt được sự sáng tạo và những phát minh hữu dụng, giúp ích cho cộng đồng và góp phầnvào sự phát triển chung của nhân loại
Trong nội dung bài thu hoạch nhỏ này, em xin trình bày khái quát về phương phápnghiên cứu khoa học, cũng như cách giải quyết, xu hướng phát triển của điện thoại diđộng, phân tích các nguyên lý sáng tạo đã được áp dụng trong quá trình hình thành vàphát triển đó
Em xin chân thành cám ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm, và các thầy cô trong trườngĐại học CNTT- ĐHQG TP HCM cùng các bạn bè đã giúp em hoàn thành tốt môn họcnày
Trang 3I 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 vềnhững quy luật phát triển khách quan của tự nhiên, xã hội và tư duy Nó giải thíchmột 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 kháchquan của thế giới hiện thực để con người áp dụng vào thực tiến sản xuất và đờisống
Khoa học còn được hiểu là một hoạt động xã hội nhằm tìm tòi, phát hiện quyluật, hiện tượng và vận dụng các quy luật ấy để sáng tạo ra nguyên lý các giảipháp 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 conngười ngày càng văn minh hơn, nhân ái hơn, sống tốt hơn và vững tin hơn vào bảnthân mình trong cuộc sống Cụ thể là:
- Con người hiểu được tự nhiên, nắm được các quy luật biến đổi, chuyển hóavật 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 vàvận 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 thứckhoa học: không vội vã, không ngộ nhận, không chủ quan, tiến vững chắcđến 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 cuộcsống
Trang 43 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 ấygọi là nghiên cứu khoa học
Nếu con người làm việc, tìm kiếm, truy xét một vấn đề nào đó một cách cóphương 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, xãhội, con người), nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức, đồng thời sáng tạo các giảipháp 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 nhữngđiều mà khoa học chưa biết, hoặc phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận thứckhoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật
để cải tạo thế giới
Trang 5II 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 quyếtmột vấn đề và ra quyết định Sự tự nhiên này ở chỗ, người ta hiếm khi suy nghĩ vềcách 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 nhậnthấy, phần lớn mọi người khi có vấn đề thường nghĩ ngay đến việc áp dụng cácphương 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 riêngcủa người giải luôn có khuynh hướng đưa người giải đi theo con đường mòn đãhình thành trong quá khứ Nếu các “phép thử” đó lại “sai” tiếp, người giải trở nênmất 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 toáncàng khó, số lượng phép thử càng lớn) để cuối cùng may mắn có một phép thử làlời giải đúng
Cách suy nghĩ tự nhiên như trên được gọi là phương pháp thử và sai Phươngpháp 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
- 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 khôngđáp ứng được các đòi hỏi của sự phát triển và không thích hợp để giải quyết các
Trang 6vấn đề hiện đại Trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới, nhiều nhà nghiên cứu đã xâydựng các phương pháp, phương pháp luận nhằm cải tiến và cao hơn nữa, thay thếphương pháp “thử-sai”.
Hiện nay trên thế giới có khá nhiều phương pháp, phương pháp luận như vậyđược xây dựng dựa trên những cách tiếp cận khác nhau Một cách gần đúng có thểchia 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 quátcủa 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 thểtìm 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 toánsáng 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 hoànchỉnh 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
- Chương trình giải các bài toán – ARIZ…
Người sử dụng còn có thể tiếp tục tổ hợp những thành phần này lại với nhautheo 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
Trang 7- 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 gâyphiền phức
3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ:
- Chuyển đối tượng có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất
- Các thành phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khácnhau
- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong điều kiện thích hợp nhất của côngviệc
7 Nguyên tắc chứa trong:
- Một đối tượng được đặt bên trong một đối tượng khác và bản thân nó lạichứa đối tượng thứ ba…
- Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác
Trang 89 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ:
- Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phéphoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc
- Hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc đối tượng sẽ ứng suất ngượclại
10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ:
- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối vớiđối tượng
- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho nó có thể hoạt động ở vị trí thuậnlợi 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 lạiphần 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 thànhmặt 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
15 Nguyên tắc linh động:
- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài saocho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc
Trang 9- 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 hoặcnhiều 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 chuyểntrên mặt phẳng (hai chiều) Tương tự những bài toán liên quan đếnchuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơngiản 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 củadiện 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 (đếntầng 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 tượngcần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)
Trang 10- 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:
- 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:
Trang 11- 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 đốitượng
- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố địnhsang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhấtđịnh
- 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 nhiềulỗ
- Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó
32 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 cácchất 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 từcùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chếtạo đối tượng cho trước
Trang 1234 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần:
- Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiếtphải 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 quátrình 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: thayđổi 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 khácnhau
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:
- 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):
Trang 13- Chuyển từ vật liệu đồng nhất sang sử dụng vật liệu hợp thành(composite) Hay sử dụng các vật liệu mới.
Trang 14III 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 thoạithông 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 đượccung cấp bởi nhà mạng điều hành di động, cho phép truy cập vào các mạng điệnthoại công cộng
Ngoài chức năng chính là điện thoại, điện thoại di động hiện nay còn hỗ trợ rấtnhiều các dịch vụ hữu ích khác như tin nhắn văn bản, tin nhắn đa phương tiện, thưđiện 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 Nhữngđiện thoại di động cũng cấp cho người dùng nhiều tiện ích và khả năng hỗ trợ tínhtoán 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 dụngbởi tiến sĩ Martin Cooper của Motorola và năm 1973 Thiết bị di động này cótrọng lượng khoảng 1kg Mười năm sau, vào năm 1983, chiếc điện thoại di độngđầu tiên được đưa vào thương mại hóa mang tên DynaTAC 8000x Trong vòng 20năm kế tiếp tính từ 1990-2011, số lượng thuê bao di động đã tăng từ hơn 12 triệuđến hơn 5.6 tỷ Điện thoại di động đã thâm nhập sâu vào sự phát triển kinh tế và làthành 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 ReginaldFessenden 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 sau đó, điện thoại vôtuyến được sử dụng rộng rãi trong quân đội cũng như các dịch vụ dân sự
Cuộc gọi điện thoại di động đầu tiên được thực hiện trong một chiếc xe hơi ở
St Louis, Missouri, Mỹ vào ngày 17 tháng 6 năm 1946 bằng dịch vụ điện thoại diđộng của hệ thống điện thoại Bell Vào năm 1956, hệ thống điện thoại tự động đầu