BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

Trong bài thu hoạch này em muốn tóm tắt lại một số kiến thức về phương phápnghiên cứu khoa học, đồng thời cũng liên hệ với thực tế công việc đang làm là pháttriển và bảo trì một trang we

CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG



BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TRONG TIN HỌC

Học viên thực hiện:

TRẦN THỊ TƯỜNG VI

Mở đầu

Khoa học và công nghệ đã trở thành yếu tố cốt tử của sự phát triển, ảnh hưởng trựctiếp đến nền kinh tế toàn cầu Điều này được phản ánh rõ trong việc hoạch định cácchính sách và chiến lược phát triển khoa học, công nghệ và kinh tế của nhiều nướctrên 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 phápnghiên cứu khoa học, đồng thời cũng liên hệ với thực tế công việc đang làm là pháttriển và bảo trì một trang web ứng dụng tại công ty, nhằm cố gắng đưa những kiếnthức quý báo học được vào thực tiễn

Qua đây, em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Giáo sư - Tiến sỹ KhoaHọc Hoàng Văn Kiếm, người không những tận tâm truyền đạt những kiến thức nềntảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tinhọc” 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 luônsẵng sàng chia sẻ kiến thức thu nhận được với nhau

-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

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, họcthuyết mới về tự nhiên và xã hội Những kiến thức hay học thuyết mới này, tốthơn, 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 bằngquan 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 vàtri thức khoa học

o Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt độngsống hàng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người vàgiữa 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 giữanhững con người trong xã hội Tri thức kinh nghiệm được con ngườikhông 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, chưathấy 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 hạnnhất định, nhưng tri thức kinh nghiệm là cơ sở cho sự hình thành trithức khoa học

o Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệthống 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 thínghiệm 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 mônkhoa học (discipline) như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinhhọc,…

- Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học

o Có đối tượng nghiên cứu?

-I.2 Phân loại

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

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

phápKhoa 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 độngcủa các dạng vật chất đó được thể hhiện trong giới tự nhiên cũng như mốiliên 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 sinhhọat của con người, những quan hệ xã hội… cùng các quy luật và nhữngđộng lực của sự phát triển xã hội: sử học, kinh tế học, chính trị học đạođức học, mỹ học,… bao trùm tất cả các khoa học vừa kể chính là chủ nghĩaduy vật lịch sử

- Phân loại theo Engels

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

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

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

I.3 Khoa học và công nghệ

1 Nghiên cứu khoa học mang tính xác

2 Hoạt động khoa học luôn đổi mới,

không lặp lại

Hoạt động công nghệ được lặp lại theochu 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 vàbị 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 thửnghiệm Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức,… đạt được từ các thínghiệm NCKH để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tựnhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới caohơn, giá trị hơn

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

II.2 Các loại hình nghiên cứu

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 bảnchất 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,

-Nghiên cứu cơ bản

Nghiên cứu chuyên đề

Triển khai bán đại trà

Quan hệ giữa các loại hình nghiên cứu

người nghiên cứu cần xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu và tìm hiểulịch sử vấn đề.

2 Chuẩn bị nghiên cứu:

Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý do chọn đề tài, xác định đối tượng vàphạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đặt tên đềtài, ) 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 vàkiểm chứng giả thuyết

5 Hoàn tất nghiên cứu:

Đề xuất và xử lý thông tin, xây dựng kết luận và khuyến nghị, viết báo cáohoàn 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

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:

Không có vấn đề

Có vấn đề khác

Không có nghiên cứu

Nghiên cứu theo hướng khác

Các tình huống của vấn đề khoa học

III.4 Phương pháp phát hiện

Có sáu phương pháp:

1) Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới

2) Tìm những bất đồng

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.

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 chấttác 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

1) Dựng Vepol đầy đủ

2) Chuyển sang Fepol

3) Phá vở Vepol

5) Liên trường

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 cầnsáng tạo

Khoảng 32% giải pháp thuộc loại này

2) Cải tiến chút ít hệ thống đã có bằng cách phương pháp đã biết trong ngànhcông 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 côngnghiệp

Khoảng 18% giải pháp thuộc loại này

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

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

5) Một phát hiện khoa học hiếm hoi hay một phát minh tiên phong về một hệhoàn 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

3 Cải tiến nhiều 18 Kiến thức trong ngành

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 vớicông việc.

7) Nguyên tắc “chứa trong”

- Môt đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân no1 lại chứa đốitượng 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 đối với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phéphoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng súât trước đểkhi 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 đốitượng

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

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

- Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứngyên 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 mặtcầu, 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 chochúng 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 nhiềuhơn “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 (mộtchiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặtphẳng (hai chiều), tương tự những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắpxếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa khi chuyển sangkhông gian (ba chiều)

- Chuyển các 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 diệntích 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

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 thuđược 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)

- Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợihoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao

- Thay thế đối tượng hay hệ các đối tượng bằng bản sao quang học(ảnh, hình vẽvới các tỷ lệ cần thiết

- Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sángnhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồngngoại hoặc tử ngoại

27)Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”

- Thay đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (ví dụnhư tuổi thọ)

28)Thay thế sơ đồ cơ học

- Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

- Sử dụng diện trường, từ trừơng và điện từ trường trong tương tác với đốitượng

- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thayđổi 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)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; nạpkhí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực