Phương pháp nghiên cứu khoa học

Thu thập dữ liệu bằng thực nghiệm  Khái niệm  Định nghĩa các loại biến trong thí nghiệm  Xác định các biến trong thí nghiệm dựa trên mối quan hệ nhân quả của giả thiêt.. Thu thập dữ l

Chương 7 Các nhóm phương pháp nghiên cứu khoa học

7.1 Nhóm phương pháp luận

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết

a Thu thập dữ liệu từ tài liệu tham khảo

b Một số chương trình mô phỏng trong hóa học

7.3 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

c Thu thập dữ liệu bằng thực nghiệm

 Khái niệm

 Định nghĩa các loại biến trong thí nghiệm

 Xác định các biến trong thí nghiệm dựa trên mối quan hệ nhân quả của giả thiêt.

 Cách thức lấy mẫu

 Bố trí thí nghiệm

b Thu thập dữ liệu phi thực nghiệm

7.4 Nhóm phương pháp nghiên cứu toán học

a Thống kê toán học

b Lí thuyết toán học

Tuần 7

Thu thập dữ liệu từ tài liệu tham khảo

Sử dụng một số chương trình mô

phỏng

Phương pháp nghiên cứu toán

học

Phương pháp luận

Phương pháp nghiên cứu thực

tiễn

Thu thập dữ liệu bằng thực nghiệm Thu thập dữ liệu phi thực nghiệm

Giả thiết?

Giả thuyết là câu trả lời ướm thử hoặc là sự phán đoán để trả lời cho “vấn đề” nghiên cứu Gỉa thiết phải được kiểm chứng bằng các cơ sở lý luận hoặc thực nghiệm

Một giả thuyết tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:

* Phải có tham khảo tài liệu, thu thập thông tin

* Phải có mối quan hệ nhân - quả

* Có thể thực nghiệm để thu thập số liệu

Ví dụ: Vấn đề nghiên cứu “Nghiên cứu phương pháp làm giảm hiện tượng rụng xoài”

Người nghiên cứu sẽ xây dựng giả thuyết dựa trên cơ

sở các hiểu biết, nghiên cứu tài liệu, … như sau: Nếu giả thuyết cho rằng NAA làm tăng sự đậu trái xoài Cát Hòa Lộc

Bởi vì NAA giống như kích thích tố Auxin nội sinh, là chất có vai trò sinh lý trong cây giúp tăng sự đậu trái, làm giảm hàm lượng ABA hay giảm sự tạo tầng rời NAA đã làm tăng đậu trái trên một số loài cây ăn trái, vậy thì việc phun NAA sẽ giúp cây xoài Cát Hòa Lộc đậu trái nhiều hơn

so với cây không phun NAA

 Để tổng hợp Biodiesel từ mỡ cá Basa, tác giả đề ra giả thiết là dùng phương pháp khuấy gia nhiệt thông thường.

Ví dụ 2

 Luận đề là một “giả thuyết” cần được chứng minh.

 Để chứng minh một luận đề thì nhà khoa học cần đưa ra các bằng chứng hay còn gọi là luận cứ khoa học

 Luận cứ bao gồm các thông tin được thu thập từ tài liệu tham khảo; quan sát và thực nghiệm

Luận cứ?

 Vậy dữ liệu là gì?

 Dữ liệu khác tài liệu ở đâu?

Dữ liệu là thông tin, số liệu, mà sau khi đáng giá phân tích dữ liệu, chúng ta đưa ra luận cứ để chứng minh luận đề (giả thiết)

Vậy thu thập dữ liệu bằng những cách nào? tài liệu có phải

cơ sở duy nhất để thu thập dữ liệu không?

a Thu thập dữ liệu từ tài liệu tham khảo

Phương pháp này là dựa trên nguồn thông tin sơ cấp và thứ cấp thu thập được từ những tài liệu nghiên cứu trước đây để xây dựng

cơ sở luận cứ để chứng minh giả thuyết

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Thí dụ, để chứng minh giả thuyết “không thể loại bỏ cây bạch đàn

ra khỏi cơ cấu cây trồng rừng”, người ta đã dựa vào những dữ liệu từ nghiên cứu có trước như sau (Vũ Cao Đàm, 2003):

* Kết quả nghiên cứu tại Nga cho thấy, chỉ trong 15 năm bạch đàn

có sức tăng trưởng chiều cao gấp 5 lần so với cây dẻ và 10 lần so với cây sồi;

* Sản lượng bạch đàn trên 1 ha hàng năm rất cao, tới 20 đến 25

m3/ha/năm, trong khi cây mỡ chỉ đạt 15-20 m3/ha/năm và cây bồ đề

là 10-15 m3/ha/năm;

* Theo thống kê của FAO, từ năm 1.744 đến 1.975 đã có hơn 100

nước nhập khẩu bạch đàn, trong đó có 78 nước đã trồng rừng bạch

đàn thành rừng kinh tế có sản lượng cao với qui mô lớn.

6 nhóm nghiên cứu lần lượt lên làm việc với giáo viên, xem lại cách đặt tên đề tài của nhóm, trình bày những dữ liệu - luận cứ thu được sau khi tham khảo

một số tài liệu, bài báo.

b Sử dụng một số chương trình mô phỏng trong hóa học

Trong những năm học tiếp theo, các em sẽ học môn tin học trong hóa học, lúc đó các em sẽ đi sâu và thực hành về phần này.

7.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu lí thuyết

Sinh viên trình bày một số chương trình mô phỏng mà các em

tìm hiểu được

Trong lĩnh vực công nghệ hoá học hiện nay có rất nhiều phần mềm mô phỏng của các công ty phần mềm được phát triển và sử dụng rộng rãi trong thiết kế công nghệ, như: PRO/II, DYNSIM (Simsci); HYSIM, HYSYS, HTFS, STX/ACX, BDK (AspenTech); UNISIM (Honeywell-UOP); PROSIM, TSWEET (Bryan Research

& Engineering); Design II (Winsim); IDEAS Simulation; Simulator 42,…, trong đó phổ biến nhất là PRO/II, DYNSIM (Simsci), HYSYS (AspenTech) và UNISIM (Honeywell-UOP)

Trong số đó UNISIM và HYSYS là các phần mềm mô phỏng công nghệ hóa học đang được sử dụng rộng rãi trong các trường đại học công nghệ

Các phần mềm mô phỏng đều có cơ sở nhiệt động học rất vững chắc và đầy đủ, khả năng thiết kế linh hoạt, cùng với mức độ chính xác và tính thiết thực của các hệ nhiệt động cho phép thực hiện các mô hình tính toán rất gần với thực tế công nghệ.

Điều quan trọng nhất là phải hiểu biết sâu sắc quá trình công nghệ trước khi bắt đầu thực hiện mô phỏng, bởi vì

mô phỏng chỉ cung cấp các công cụ phục vụ cho mô phỏng tính toán công nghệ, mà không thể suy nghĩ thay cho các kỹ sư.

Ví dụ: Sử dụng các công cụ của UNISIM để mô phỏng

một số quá trình công nghệ hoá học đơn giản, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm.

Cuộc thi “Sử dụng phần mềm UNISIM Design thiết kế mô phỏng công nghệ” do Honeywell tổ chức hàng năm cho sinh viên Châu Á – Thái Bình Dương, sinh viên Hóa Dầu trường ĐH Bách Khoa Hà Nội đạt giải nhất và nhì vào năm 2012

Hysys là phầm mềm chuyên dụng dùng để tính toán

và mô phỏng công nghệ được dùng cho chế biến dầu và khí, trong đó các quá trình xử lý và chế biến khí được sử dụng nhiều nhất.

a. Khái niệm.

Thu thập dữ liệu bằng thực nghiệm, tức dữ liệu được thu thập bằng cách quan sát, theo dõi, đo đạc qua các thí nghiệm

Bao gồm các thí nghiệm trong lĩnh vực khoa học tự nhiên, vật lý, hóa học, kỹ thuật, nông nghiệp, kể cả xã hội thường được thực hiện trong phòng thí nghiệm, nhà lưới, ngoài đồng và cộng đồng xã hội

7.3 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn

a Thu thập dữ liệu bằng thực nghiệm

Lập giả

thuyết

Xác định biến

Bố trí thí nghiệm

Các bước trong nghiên cứu thực nghiệm

Thu thập số liệu

Biến là gì?

Biến là những yếu tố,

điều kiện, có thể đo

đạc dựa trên các đơn

* Là những yếu tố, điều kiện quan trọng chi phối trực tiếp đến vấn đề cần nghiên cứu.

*Trong biến độc lập, thường có một mức độ đối chứng hay nghiệm thức đối chứng (chứa các yếu tố, điều kiện ở mức độ thông thường)

Biến phụ thuộc (còn gọi là chỉ tiêu thu thập)

*Mỗi biến độc lập có thể ảnh hưởng đến kết quả của một số biến phụ thuộc liên quan

*Hay nói 1 cách khác biến phụ thuộc sẽ thay đổi ở mỗi nghiệm thức (biến độc lập) khác nhau.

 Thí dụ:

 Đề tài: “Ảnh hưởng của liều lượng phân N trên năng suất lúa

Hè Thu” có các biến như sau:

 + Biến độc lập: liều lượng phân N bón cho lúa khác nhau Các nghiệm thức trong thí nghiệm có thể là 0, 20, 40, 60 và 80 kgN/ha Trong đó nghiệm thức “đối chứng” không bón phân

N

 + Biến phụ thuộc: có thể là số bông/m2, hạt chắt/bông, trọng lượng hạt và năng suất hạt (t/ha)

 Gỉa thiết là sử dụng phương pháp khuấy gia nhiệt thông thường Trong công nghệ khuấy gia nhiệt thông thường có các yếu tố sau:

Thí dụ 2: Nghiên cứu tổng hợp Biodiesel từ mỡ cá Basa

• Hiệu suất Biodiesel (%)

Dựa trên mối quan hệ “nhân-quả” của giả thuyết Kết quả quan sát lệ thuộc vào nguyên nhân gây ảnh hưởng.

Ví dụ: Đề tài “Biện pháp giảm sự rụng trái Xoài Cát Hòa Lộc”

Đề ra giả thiết giải quyết vấn đề như sau “NAA làm tăng sự đậu trái xoài Cát Hòa Lộc”.

=> Nồng độ NAA ảnh hưởng đến tỉ lệ đậu trái.

Như vậy, biến độc lập là biến mà người nghiên cứu có ý định làm thay đổi (nồng độ NAA khác nhau) và biến phụ thuộc ở đây là sự đậu trái hay tỷ lệ rụng trái ở các nghiệm thức có nồng độ NAA khác nhau.

Các xác định các biến trong thí nghiệm

 Thảo luận cuối bài giảng

7.1 Nhóm phương pháp luận

Tiếp cận vấn đề nghiên cứu một cách khoa học

Phép duy vật biện chứng

Nắm được quá trình phát sinh, phát triển và kết thúc của vấn đề

Những quan điểm thực tiễn

Mối quan hệ giữa thành phần

và hệ thống