Phương pháp nghiên cứu khoa học. Giảng viên: Nguyễn Văn Hòa

Nội dung  Các khái niệm  Một số phương pháp nghiên cứu khoa học  Các bước cơ bản trong quá trình NCKH  Phương pháp nghiên cứu khoa học trong Khoa học máy tính / Kỹ thuật phần mềm

Chương 2: Phương pháp

nghiên cứu khoa học

Giảng viên: Nguyễn Văn Hòa Khoa CNTT – ĐH An Giang

Nội dung

 Các khái niệm

 Một số phương pháp nghiên cứu khoa học

 Các bước cơ bản trong quá trình NCKH

 Phương pháp nghiên cứu khoa học trong Khoa

học máy tính / Kỹ thuật phần mềm

Nghiên cứu khoa học

 Sản phẩm của nghiên cứu khoa học:

 Tri thức (phát minh, phát hiện, sáng chế)

 Tính hiện hữu của đối tượng nghiên cứu

 Sẵn có hoặc khám phá

 Sở hữu kết quả nghiên cứu khoa học

 Tác quyền / tác giả

 Tài sản chung của nhân loại

 Ví dụ: các định lý, các tiên đề, giải thuật, mô hình

Phương pháp nghiên cứu KH

 Khác biệt cơ bản giữa nghiên cứu và trải nghiệm

 Mục tiêu & phương pháp cụ thể

 Thực hiện một cách có hệ thống

 Phương pháp nghiên cứu khoa học

 Tập hợp các biện pháp, thao tác có thứ tự được dùng

trong hoạt động NCKH nhằm đạt những được mục tiêu nhất định

TRI THỨC KHÁCH QUAN ĐÚNG ĐẮN

Trải nghiệm, Học tập, Nghiên cứu,

PP nghiên cứu lý thuyết

 Nghiên cứu thông qua sách vở, tài liệu, các học thuyết và tư tưởng

 Nghiên cứu lý thuyết thuần túy: nghiên cứu để bác bỏ, ủng hộ, hay làm rõ một quan điểm / lập luận lý thuyết nào đó

 Nghiên cứu lý thuyết ứng dụng: lý thuyết là cơ sở cho hành động Giúp tìm hiểu các lý thuyết được áp dụng như thế nào trong thực tế, các lý thuyết có ích như thế nào

PP nghiên cứu thực nghiệm

 Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến các hoạt

động của đời sống thực tế trong tự nhiên, khoa

học kỹ thuật và công nghệ, …

 Nghiên cứu hiện tượng thực tế (thông qua khảo sát

thực tế)

 Nghiên cứu hiện tượng trong điều kiện có kiểm soát

(thông qua thí nghiệm)

 Thông thường một nghiên cứu thường liên quan đến cả hai khía cạnh thực nghiệm và lý thuyết

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: là bản chất của sự vật hay hiện tượng cần xem xét và làm rõ trong nhiệm vụ nghiên cứu

 Phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu được khảo sát trong phạm vi nhất định về mặt thời gian, không gian và lĩnh vực nghiên cứu

Mục đích và mục tiêu nghiên cứu

 Mục đích nghiên cứu: là sự sắp đặt công việc hay điều gì đó được đưa ra trong nghiên cứu Mục

đích trả lời câu hỏi: “nhằm vào việc gì” hoặc “để

phục vụ cho điều gì” và mang ý nghĩa thực tiễn

của nghiên cứu

 Mục tiêu nghiên cứu: là nền tảng hoạt động của

đề tài và làm cơ sở cho việc đánh giá kế hoạch

nghiên cứu đã đưa ra và là điều mà kết quả phải đạt được Mục tiêu trả lời câu hỏi “làm cái gì ?”

Phương pháp tưu duy khoa học

 Phương diễn dịch (deductive method): theo pháp hướng từ trên xuống (top down), hữu ích để kiểm chứng các giả thiết và lý thuyết

 Phương pháp quy nạp (inductive method): theo

hướng từ dưới lên (bottom up), phù hợp để xây

dựng giả thiết và lý thuyết

Phương pháp tưu duy khoa học

 Là hình thức đi từ cái chung đến cái riêng

 Diễn dịch trực tiếp: gồm một tiền đề và một kết đề,VD:

 1 tiền đề: Mỗi người đều có nhu cầu và mong muốn thoả mãn nhu cầu của mình

 1 kết đề : Nếu doanh nghiệp sản xuất sản phẩm đúng theo nhu cầu của khách hàng thì doanh nghiệp sẽ thành công

 Diễn dịch gián tiếp: gồm một số tiền đề và một kết đề, vd

 Tiền đề chính: Mọi người đều chết

 Tiền đề phụ: Ông Socrát là người

 Kết luận: Ông Socrát rồi cũng phải chết thôi

Phương pháp tưu duy khoa học

 Là hình thức đi từ cái riêng đến cái chung

 Quy nạp hoàn toàn: đi từ tất cả cái riêng đến cái chung

 Tiền đề riêng: Nam, Bắc, Ðông và Tây tham dự lớp đều đặn

 Tiền đề riêng: Nam, Bắc, Ðông và Tây đạt đuợc điểm cao

 Kết luận: Sinh viên tham dự lớp đều đặn thì đạt đuợc điểm cao

 Quy nạp không hoàn toàn: đi từ một số cái riêng đến

Phương pháp tưu duy khoa học

Diễn dịch (deductive) Quy nạp (inductive)

Phương pháp tưu duy khoa học

Cấu trúc của phương pháp luận

 NCKH phải sử dụng phương pháp khoa học bao gồm:

 chọn phương pháp thích hợp ( luận chứng ) để

chứng minh mối quan hệ giữa các luận cứ và giữa

toàn bộ luận cứ với luận đề ;

 cách đặt giả thuyết hay phán đoán sử dụng các luận

cứ và phương pháp thu thập thông tin và xử lý

thông tin để xây dựng luận đề.

Cấu trúc của phương pháp luận

 Luận đề: là một “phán đoán” hay một “giả thuyết”

cần được chứng minh Luận đề trả lời câu hỏi “cần

chứng minh điều gì?” trong NC

 Luận cứ: bao gồm thu thập thông tin, các tài liệu tham

khảo, quan sát và thực nghiệm

 Luận cứ được làm cơ sở để chứng minh luận đề

 Luận cứ trả lời câu hỏi “Chứng minh bằng cái gì?”

 Luận cứ lý thuyết: là các lý thuyết, luận điểm, tiền đề, định lý, định luật, qui luật Còn gọi là cơ sở lý luận

 Luận cứ thực tiễn: dựa trên cơ sở số liệu thu thập, quan

Cấu trúc của phương pháp luận

 Là cách thức, phương pháp tổ chức một phép chứng minh một luận đề, nhằm xác định mối liên hệ giữa các luận cứ

và giữa luận cứ với luận đề

 Luận chứng trả lời câu hỏi “Chứng minh bằng cách nào?”

 Ví dụ: kết hợp các phương pháp tư duy (phép suy luận) diễn dịch, qui nạp và loại suy; hoặc phương pháp tiếp cận

và thu thập thông tin làm luận cứ khoa học, thu thập số liệu thống kê trong thự nghiệm hay trong các nghiên cứu điều tra

Đề xuất nghiên cứu

 Một đề xuất nghiên cứu chứa các thông tin sau

 Lựa chọn chủ đề

 Mục tiêu nghiên cứu

 Giả thuyết nghiên cứu

 Bối cảnh nghiên cứu

 Phương pháp nghiên cứu

 Kết quả dự đoán

 Thu thập & xử lý số liệu

Tiến trình nghiên cứu

 Bước 0: Xác định vấn đề nghiên cứu

 Xác định lĩnh vực nghiên cứu, thu hẹp lại thành một

vấn đề nghiên cứu cụ thể

 Phải am hiểu vấn đề nghiên cứu và những khái niệm liên quan

 Kết hợp với bước 1 để tìm hiểu các khái niện, lý

thuyết và những vấn đề nghiên cứu trước

 Xác định những loại dữ liệu cần thu thập

Tiến trình nghiên cứu (tt)

 Bước 1: Tìm hiểu các khái niện, lý thuyết và các nghiên cứu có liên quan

 Tóm tắt lại tất cả các lý thuyết và nghiên cứu trước đây

có liên quan

 Chỉ sử dụng những lý thuyết thật sự liên quan và phù hợp có thể giải quyết vấn đề cần nghiên cứu

 Đánh giá và rút ra bài học kinh nghiệm về phương

pháp nghiên cứu từ các nghiên cứu trước

Tiến trình nghiên cứu (tt)

 Bước 2: Xây dựng giả thuyến nghiên cứu

 Dựa trên cơ sở của vấn đề nghiên cứu và những lý

thuyết có liên quan

 Thông qua nghiên cứu có thể kiểm định tính hợp lý

hoặc những hệ quả của nó

 → Xác định mục tiêu của vấn đề nghiên cứu

 Mục đích của cả quá trình nghiên cứu sẽ là kiểm định tính hợp lý của giả thuyết

Tiến trình nghiên cứu (tt)

 Bước 3: Thu thập dữ liệu hoặc quan sát

 Dữ liệu cơ cấp và dữ liệu thứ cấp

 Dữ liệu cơ cấp thu trực tiếp từ đối tượng nghiên cứu

 Quan sát các hiện tượng

 Kết quả thực nghiêm (chạy chương trình)

Tiến trình nghiên cứu (tt)

 Bước 4: Chấp nhận đưa ra kết quả nghiên cứu

 Dựa vào số dữ liệu và giả thuyết phải trả lời

 Kết luận như thế nào về giả thuyết nghiên cứu

 Ý nghĩa có nó đối với vấn đề nghiên cứu

 Ý nghĩa về mặt học thuật và thực tiễn

 Viết báo cáo hay bài báo khoa học

Tiến trình nghiên cứu (tt)

Khoa học máy tính

 Khoa học : là tri thức (sự hiểu biết về thế giới)

 Khoa học máy tính : là tri thức hay sự hiểu biết về máy tính và sự tính toán (computing)

 Công nghệ (Engineering): là xây dựng hay sản

xuất các sản phẩm

 Khoa học kỹ thuật: là phương pháp xây dựng /

sản xuất (thiết kế) các sản phẩm

Khoa học máy tính (tt)

Nghiên cứu: khoa học máy tính

 Nội dung nghiên cứu chủ đạo của khoa học máy tinh bao gồm các lý thuyết cho sự hiểu biết về:

 Hệ thống máy tính và các phương pháp;

 Phương pháp thiết kế;

 Giải thuật và các công cụ;

 Các phương pháp kiểm thử;

 Phương pháp phân tích và kiểm chứng;

 Biểu diễn tri thức và thực hiện

Nghiên cứu khoa học máy tính

 Các lãnh vực đang được nghiên cứu tại các viện, trường đại học

 Web service, web semantic

 Network & telecommunication services

 Architecture & software (security & reliability)

 Media & interaction

 Large database management

 Recognition

Nghiên cứu khoa học máy tính

 Bốn yếu tố cơ bản quyết định khi chọn một đề tài nghiên cứu

 Nhận thấy rất thích thú đề tài đó

 Có thể kết thúc đề tài trong khoản thời gian hợp lý nào?

 Phải ước lượng được yêu cầu về tài nguyên trong thời gian thực hiện đề tài

 Có thể đóng góp về mặt khoa học cho lãnh vực của đề tài hoặc một phần của đề tài

Phương pháp nghiên cứu

 Cách giải quyết 1 vấn đề cụ thể là chưa đủ

 Phải dựa trên nền tản tri thức liên quan đến vấn đề nghiên cứu

Phương pháp diễn dịch

 Phương pháp luận lý thuyết

 Def - Theorem - Proof

 Khoa học máy tính lý thuyết

 Phân tích giải thuật: tính độ phức tạp của giải thuật sắp xếp danh sách các số nguyên

Xây dựng mô hình, giả lập

Phương pháp định tính

 Giải thích (hiện tượng xã hội)

 Quan sát

 Xây dựng mô hình để diễn giải (lý thuyết)

 Tinh chỉnh … kiểm thử … thảo luận …hiểu xâu hơn vấn đề

Tiếp cận NCKH trong C.S

Kết quả NC trong CS

 Kết quả nghiên cứu

 Tri thức!!!, VD kết quả không tốt (publications)

 Các giải thuật, các phương pháp

 Kết quả/đánh giá thực nghiệm

 Không phải luôn luôn thiết lập được (điều gi xảy ra nếu tôi thử nghiệm X)

 Tiến hành nhiều thực nghiệm và so sánh kết quả

 Phương pháp đánh giá (PP thống kê)

Vài kết quả thực tế …