Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học (Scientific Research Methodology)

Phương pháp Nghiên cứu khoa học SCIENTIFIC RESEARCH METHODOLOGY Ts.. Các bước chi tiết khi triển khai một NCKH • Phương pháp nghiên cứu: Là chuỗi các bước thực hiện/ hành động nghiên cứ

Phương pháp Nghiên cứu khoa học

( SCIENTIFIC RESEARCH

METHODOLOGY)

Ts Lê Mạnh Hải Khoa CNTT,

ĐH Kỹ thuật Công nghệ TP HCM

Bài 2: Phương pháp nghiên cứu

Các bước chi tiết khi triển khai

một NCKH

• Phương pháp nghiên cứu: Là chuỗi các bước thực hiện/ hành động nghiên cứu nhằm đạt được kết quả mong

muốn.

• Nếu nghiên cứu không đúng phương pháp:

– Kết quả không khách quan

– Khả năng lặp lại / kiểm thử thấp

– Mất các yếu tố / dữ liệu quan trọng

• So với xây dựng chẳng hạn: quy hoạch sai, thiết

kế sai, xây dựng sai

• Các phương pháp NCKH

– Phương pháp kinh điển

Các biến thể (wikipedia)

http://en.wikipedia.org/wiki/

Scientific_method#Elements_of_the_scientific_method

Các biến thể

Các biến thể

8

Bài giảng nổi tiếng: Feynman (dự án Manhattan bom nguyên

tử, giải Nobel vật lý 1965)

http://www.youtube.com/watch?v=EYPapE-3FRw

Nghiên cứu khoa học trên thực tế

10

Các kết luận vui

• "Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons."

Popular Mechanics, forecasting the relentless march of science, 1949

• "I think there is a world market for maybe five computers."

Thomas Watson, chairman of IBM, 1943

• "Airplanes are interesting toys but of no military value."

Marechal Ferdinand Foch, Professor of Strategy, Ecole Superieure de Guerre.

• "Louis Pasteur's theory of germs is ridiculous fiction".

Pierre Pachet, Professor of Physiology at Toulouse, 1872

• "Heavier-than-air flying machines are impossible.“

Lord Kelvin, president, Royal Society, 1895.

11

• Là khâu quan trọng nhất! – ý tưởng

• Giới hạn vấn đề và mục tiêu nghiên cứu

• Đặt ra các ý tưởng – bài toán cho toàn bộ hoạt động còn lại

• Câu hỏi nào bắt đầu cho một NCKH

– Làm thế nào để người Việt nam cao thêm 10 cm trong 10 năm tới? – Có cách nào di chuyển vượt vận tốc ánh sáng?

– Làm thế nào để có bằng thạc sĩ CNTT?

– Thế giới sẽ dùng năng lượng gì khi khai thác hết dầu – than (năng lượng hóa thạch)?

– Ngày mai chứng khoán sẽ tăng hay giảm điểm?

Bước 1: Đặt câu hỏi/vấn đề

Tiêu chí đánh giá một ý tưởng hay

- Ý tưởng phải có khả năng thực hiện

- Ý tưởng phải dẫn đến một phát biểu tổng

quát (theorem)

- Ý tưởng phải có dạng công nhận hoặc

phủ định

13

Thiên tài hay Điên rồ?

• Mặc dù không ai chứng minh được mối liên hệ giữa thiên tài

và sự điên rồ, nhưng đã có rất nhiều bằng chứng thể hiện điều này Dẫu sao, các nhà khoa học cũng tìm ra được sự khác

nhau giữa một người bình thường và một thiên tài

• Một người bình thường thì cố gắng xếp những điều mà họ

thấy vào những điều mà họ biết cho dù những điều đó có thể phức tạp hơn khả năng nhận thức của họ Trong khi một thiên tài luôn có cái nhìn rất mở tới cả những điều không thể

• Khi một người làm được điều mà người khác không thể-anh

ta là thiên tài

• Định nghĩa về kẻ điên rồ? Cũng vậy!

14

Bước 2: Tổng quan các nghiên cứu

15

• Các nghiên cứu trước đó về cùng vấn đề?

• Các nghiên cứu liên quan?

• Các công bố trên tạp chí, hội thảo, triển lãm khoa học kỹ thuật

• Làm rõ: Sự khác biệt của ý tưởng mới với

các công trình khác

• Tầm ảnh hưởng – hiệu quả của NC mới

Độ xác thực /tính mới của nguồn

tài liệu

16

4 bước tổng quan tài liệu

• Vấn đề được giới khoa học, kỹ nghệ quan tâm như thế nào?

• Các tài liệu chính thống đề cập/đánh giá ở

mức độ nào (tần suất xuất hiện, mức độ

Bước 3: Thiết lập giả thuyết/bài toán

• Nêu mục tiêu/động cơ

• Dạng văn viết (declarative form) Ngắn

gọn

• Chú ý: Một giả thuyết (hypothesis) sau khi

được kiểm tra sẽ trở thành một luận thuyết

(thesis) cần bảo vệ.

18

Tiêu chí đánh giá một giả thuyết tốt

- Giả thuyết phải đơn giản, cụ thể và có ý niệm rõ ràng

- Có khả năng kiểm chứng

- Dựa trên các thành tựu khoa học đương đại

- Có khả năng định lượng – đo đạc – tính toán

Ví dụ:

- Người Việt nam thông minh hơn người Do thái (???)

- Nếu muốn tăng chiều cao của người Việt thì phải đưa sữa tươi vào bữa ăn của trẻ em vị thành niên (<13 tuổi).

- Hiệu suất mạng sẽ tăng khi sử dụng kỹ thuật cân bằng tải.

- Giải thuật DES không đảm bảo bảo mật thông tin.

19

Hai loại biến tham gia giả thuyết

- Biến tự do

Biến tự do (tham số đầu vào ) được dùng để đặt các trạng thái xuất phát

- Biến phụ thuộc

-Dùng để đo – thay đổi theo từng bộ giá trị biến tự do

“If skin cancer is related to ultraviolet light, then people with a

high exposure to UV light wil have a higher frequency of skin cancer.”

“If temperature affects leaf color change, then exposing the

plant to low temperatures will result in changes in leaf

color.”

20

Bước 4: Thiết kế thực nghiệm

• Thiết kế mẫu (prototype), lấy mẫu

Bước 5: Kiểm chứng giả thuyết/

Thu thập dữ liệu

• Thực hiện kế hoạch

• Bắt đầu từ mẫu nhỏ (pilot)

• Chỉnh thực nghiệm cho sát điều kiện thực tế (từ phòng thí nghiệm – thực tế)

• Lặp lại thực nghiệm – đánh giá sự ổn định

22

Thí nghiệm nổi tiếng dù chỉ một

lần Không thể lặp lại!

24

Một trong những thí nghiệm nổi tiếng nhất là của giáo sư Georg Richmann tại Saint Petersburg, Nga Ông đã đặt một quả bóng thủy tinh lên một vòng kim loại gần như hoàn hảo cho một hệ

thống thu lôi thời đó nhưng lại quên gắn dây nối đất, kết quả theo báo cáo là khi sét đánh và chạy vào vòng kim loại và bao lấy quả cầu thủy tinh nó tạo ra một cục sét hòn (do không thể chạy xuống đất một cách trực tiếp) đã văng trúng đầu Georg Richmann và

giết ông ngay lập tức Kết luận cuối cùng của ông: sét chính là dòng điện!

Bạn nên viết di chúc trước khi kiểm tra lại thí nghiệm này

Bước 6: Diễn giải – phân tích dữ liệu

• Một số NCKH được phân loại theo phương pháp phân tích dữ liệu:

– Phân tích chất lượng hay số lượng?

• Phân tích chất lượng: đánh giá ý nghĩa dữ

liệu

• Phân tích số lượng: xác suất thống kê

25

Bước 7: Công bố kết quả

• Kết quả nghiên cứu khoa học là vô ích nếu không ai biết và sử dụng nó.

• Phương pháp đơn giản nhất là công bố trên tạp chí Trước đây là các cuộc hội họp (do các quý tộc tài

trợ).

• Nên chọn tạp chí công bố kỹ lưỡng

• Viết luận văn (thesis) – Không phải để lấy bằng

MS!

26

Nghiên cứu Kỹ thuật

27

Câu hỏi ôn tập

1 Nêu các bước NCKH chuẩn

2 Hãy nêu các tiêu chí đánh giá một ý tưởng

hay?

3 Các bước tổng quan tài liệu?

4 Các tiêu chí đánh giá giả thuyết

5 Liệt kê các tạp chí được hội đồng học hàm

CNTT công nhận.

28