Báo cáo phương pháp luận nghiên cứu khoa học

Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 1

Trƣờng Đại Học Công Nghệ Thông Tin
Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh





PHƢƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC





Khoa : Khoa học máy tính
Lớp : CNTN01
GVHD : GS-TSKH Hoàng Văn Kiếm
Sinh Viên : Hồ Long Vân
MSSV : 06520558



HCM, 2009
Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 2

Lời Cảm Ơn

Để có thể hoàn thành tốt bài báo cáo, trước tiên tôi gởi lời chân thành cảm ơn đến
GS-TSKH Hoàng Văn Kiếm đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ trong thời gian thực hiện
báo cáo.
Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, cảm ơn các anh chị, bạn bè, những người luôn sát
cánh, động viên tôi trên bước đường học tập cũng như trong cuộc sống. Xin chân thành
biết ơn sự tận tình dạy dỗ và sự giúp đỡ của tất cả quý thầy cô tại trường Đại học Công
Nghệ Thông Tin, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Khoa học máy tính, cảm ơn thầy
Trịnh Quốc Sơn đã tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần, cung cấp tài liệu trong quá
trình học tập môn học. Tất cả các kiến thức mà nhà trường và quý thầy cô đã truyền đạt là
hành trang to lớn để tôi mang theo trên con đường học tập, làm việc và nghiên cứu cũng
như trong quá trình hoàn thiện nhân cách của mình.


Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 12 năm 2009
Sinh viên
Hồ Long Vân







Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 3


Mục lục
I. Khoa học và nghiên cứu khoa học .................................................................................. 5
I.1 Khái niệm khoa học .................................................................................................... 5
I.2 Nghiên cứu khoa học ................................................................................................. 5
I.3 Đề tài nghiên cứu khoa học ....................................................................................... 6
I.3.1 Khái niệm đề tài….. ............................................................................................. 6
I.3.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu .................................................. 6
I.3.3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu ...................................................................... 6
II. Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong khoa học .............................................. 7
II.1 Khái niệm .................................................................................................................. 7
II.2 Ý nghĩa ....................................................................................................................... 7
III. Nội dung chính trong Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới trong Tin học ......... 8
III.1 Vấn đề khoa học ...................................................................................................... 8
III.1.1 Khái niệm .......................................................................................................... 8
III.1.2 Phân loại ........................................................................................................... 8
III.1.3 Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học ................................................ 8
III.2 Phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế ....................... 8
III.2.1 Có 5 phương pháp ............................................................................................ 8
III.2.2 Có 40 thủ thuật ................................................................................................. 9
III.3 Các phương pháp giải quyết vấn đề tổng quát .................................................... 10
III.3.1 Các phương pháp phân tích vấn đề ............................................................... 10
III.3.2 Các phương pháp tổng hợp vấn đề ............................................................... 10
III.4 Các phương pháp giải quyết vấn đề trong tin học ............................................... 10
IV. Sử dụng nguyên tắc phân nhỏ và kết hợp giải quyết bài toán trong tin học ........... 11
IV.1 Xây dựng “Mô hình mạng tính toán” theo nguyên tắc phân nhỏ ....................... 11
IV.1.1 Nhắc lại nguyên tắc phân nhỏ........................................................................ 11
Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 4

IV.1.2 Các vấn đề trong mạng tính toán .................................................................. 11
IV.1.2.1 Các quan hệ trong mạng tính toán ......................................................... 12
IV.1.2.2 Mạng tính toán và các kí hiệu ................................................................. 12
IV.1.2.3 Bài toán trên mạng tính toán.................................................................. 12
IV.1.2.4 Lời giải của bài toán ................................................................................ 13
IV.1.2.5 Ví dụ và nhận xét ..................................................................................... 15
IV.2 Xây dựng “Mô hình mạng các đối tượng tính toán” theo nguyên tắc kết hợp . 16
IV.2.1 Nhắc lại nguyên tắc kết hợp .......................................................................... 16
IV.2.2 Các vấn đề trong mạng đối tượng tính toán ................................................. 17
IV.2.2.1 Định nghĩa mạng đối tượng tính toán ................................................... 18
IV.2.2.2 Quan hệ giữa các đối tượng trong mạng tính toán….. .......................... 18
IV.2.2.3 Các kí hiệu trong mạng tính toán ........................................................... 18
IV.2.2.4 Bài toán trên mạng các đối tượng tính toán ......................................... 20
IV.2.2.5 Lời giải của bài toán ................................................................................ 20
IV.2.2.6 Ví dụ và nhận xét ..................................................................................... 22
V. Ứng dụng mô hình Mạng Tính Toán cài đặt bài toán Giải Tam Giác .......................... 24
VI. Hướng Phát Triển ........................................................................................................ 25
VII. Suy nghĩ bản thân về môn học ................................................................................... 25
VIII. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 27

Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 5

PHƢƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU SÁNG TẠO
TRONG KHOA HỌC

I. Khoa học và nghiên cứu khoa học
I.1 Khái niệm khoa học
Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học
thuyết mới … về tự nhiên và xã hội. Những kiến thức hay học thuyết mới này tốt hơn 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 bằng quan niệm thực vật có cảm nhận.
Như vậy, khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về qui luật của vật chất và sự
vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy. Hệ thống tri thức có
thể chia ra làm 2 loại: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học.
* Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt động sống hàng
ngày trong mối quan hệ giữa người với người và giữa con người với thiên nhiên. Tuy
nhiên, tri thức kinh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy 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 hạn nhất định, nhưng tri thức kinh
nghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học.
* Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ
hoạt động nghiên cứu khoa học, các họat động này 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 thí nghiệm 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 môn khoa học như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh
học,…
I.2 Nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu khoa học là hoạt động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm.
Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức… đạt được từ các thí nghiệm nghiên cứu khoa
học để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên, xã hội và để
sáng tạo phương pháp và phương tiện kĩ thuật mới cao hơn, giá trị hơn.

Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 6

I.3 Đề tài nghiên cứu khoa học
I.3.1 Khái niệm đề tài
Đề tài là một hình thức tổ chức nghiên cứu khoa học do một người hoặc một nhóm
người thực hiện. Thực hiện đề tài là để trả lời những câu hỏi mang tính học thuật, có thể
chưa để ý đến việc ứng dụng trong hoạt động thực tế.
I.3.2 Đối tƣợng nghiên cứu 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 trong phạm vi
nhất định về mặt thời gian, không gian và lĩnh vực nghiên cứu.
I.3.3 Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
Khi viết đề cương nghiên cứu, một điều rất quan trọng là làm sao thể hiện được
mục tiêu và mục đích nghiên cứu mà không có sự trùng lấp lẫn nhau. Vì vậy, cần thiết để
phân biệt sự khác nhau giữa mục đích và mục tiêu.
* Mục đích: là hướng đến một điều gì hay một công việc nào đó trong nghiên cứu
mà người nghiên cứu mong muốn để hoàn thành, nhưng thường thì mục đích khó có thể
đo lường hay định lượng. 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, nhắm đến đối tượng phục vụ
sản xuất, nghiên cứu.
* Mục tiêu: là thực hiện hoạt động nào đó cụ thể, rõ ràng mà người nghiên cứu sẽ
hoàn thành theo kế hoạch đã đặt ra trong nghiên cứu. Mục tiêu có thể đo lường hay định

lượng được. Nói cách khác, mục tiêu 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?”.
Thí dụ: phân biệt mục đích và mục tiêu của đề tài sau đây.
Đề tài: “Phương pháp gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa trong ứng dụng tin học”.
- Mục đích của đề tài: giúp cho người dùng quản lý tốt tài liệu cá nhân trong máy
tính.
- Mục tiêu của đề tài:
+ Tìm ra được phương pháp cho phép gom cụm tài liệu theo ngữ nghĩa.
+ Hiện thực được phương pháp nêu ra bằng 1 ứng dụng cụ thể .

Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 7

II. Phƣơng pháp luận sáng tạo và đổi mới trong khoa học
II.1 Khái niệm
Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới là phần ứng dụng của Khoa học về sáng
tạo, bao gồm hệ thống các phương pháp và các kĩ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và
hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng.
II.2 Ý nghĩa
Suốt cuộc đời, mỗi người chúng ta dùng suy nghĩ rất nhiều (có thể nói là hằng
ngày). Từ việc trả lời những câu hỏi bình thường như “Hôm nay ăn gì? Mặc gì? Làm gì?
Mua gì? Xem gì? Đi đâu?...” đến làm các bài tập trên trường lớp, hoặc chọn ngành nghề
đào tạo, lo sức khỏe, việc làm, thu nhập, hôn nhân, nhà ở, giải quyết các vấn đề nảy sinh
trong công việc, trong quan hệ xã hội, gia đình, nuôi dạy con cái… tất tần tật đều đòi hỏi
phải suy nghĩ và chắc chắn rằng ai cũng muốn suy nghĩ tốt, ra những quyết định đúng để
“đời là bể khổ” trở thành “bể sướng”.
Chúng ta tuy được đào tạo và làm những ngành nghề khác nhau nhưng có lẽ có
một nghề chung, giữ nguyên suốt cuộc đời và là cần thiết cho tất cả mọi người. Đó là

“nghề” suy nghĩ và hành động giải quyết các vấn đề gặp phải trong suốt cuộc đời nhằm
thỏa mãn các nhu cầu chính đáng của cá nhân mình, đồng thời thỏa mãn các nhu cầu để
xã hội tồn tại và phát triển. Nhìn dưới góc độ này, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi
Mới giúp trang bị loại nghề chung nói trên, góp phần bổ sung cho giáo dục, đào tạo hiện
nay, chủ yếu chỉ đào tạo các nhà chuyên môn. Nhà chuyên môn có thể giải quyết tốt các
vấn đề chuyên môn nhưng nhiều khi không giải quyết tốt các vấn đề ngoài chuyên môn,
do vậy không thực sự hạnh phúc như ý.
Các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người thường suy nghĩ một cách tự nhiên
như đi lại, ăn uống, hít thở mà ít khi suy nghĩ về chính suy nghĩ của mình xem nó hoạt
động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn như người ta thường cải
tiến các dụng cụ, máy móc dùng trong sinh hoạt và công việc. Cách suy nghĩ tự nhiên nói
trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi trả giá đắt cho các quyết định sai. Tóm
lại, cách suy nghĩ tự nhiên ứng với việc lao động bằng xẻng thì Phương Pháp Luận Sáng
Tạo Và Đổi Mới là máy xúc với năng suất và hiệu quả cao hơn nhiều. Nếu xem bộ não
của mỗi người là máy tính tinh xảo – đỉnh cao tiến hóa và phát triển của tự nhiên thì phần
mềm (cách suy nghĩ) tự nhiên đi kèm với nó chỉ khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng
của bộ não. Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới là phần mềm tiên tiến giúp máy
Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 8

tính – bộ não hoạt động tốt hơn nhiều. Nếu như cần “học ăn, học nói, học gói, học mở”
thì “học suy nghĩ” cũng cần thiết cho tất cả mọi người.
Tóm lại, Phương Pháp Luận Sáng Tạo Và Đổi Mới đóng góp rất tích cực trong
việc biến thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới với các ích lợi toàn
diện, không chỉ riêng về mặt kinh tế.
III. Những nội dung chính trong Phương Pháp Luận Sáng Tạo
Và Đổi Mới trong Tin học
III.1 Vấn đề khoa học
III.1.1 Khái niệm

Vấn đề khoa học (scientific problem) còn gọi là vấn đề nghiên cứu (research
problem) là câu hỏi 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.1.2 Phân loại
Nghiên cứu khoa học luôn tại 2 vấn đề:
+ Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm.
+ Vấn đề về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn
những vấn đề thuộc lớp thứ nhất
III.1.3 Các phƣơng pháp phát hiện vấn đề khoa học
Có 6 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 mắt 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.2 Phƣơng pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế
III.2.1 Có 5 phƣơng pháp
 Dựng Vepol đầy đủ
 Chuyển sang Fepol
 Phá vở Vepol
 Xích Vepol
 Liên trường
Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 9

III.2.2 Có 40 thủ thuật
Có 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản, ở đây chỉ trình bày 5 thủ thuật cơ
bản được sử dụng nhiều trong tin học.

 Nguyên tắc 1: Nguyên tắc phân nhỏ
Nội dung:
 Chia các đối tượng thành các thành phần độc lập
 Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp
 Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng
Ví dụ:
Trong kỹ thuật lập trình, ai cũng biết một nguyên tắc cơ bản là modul hóa,
nghĩa là phân nhỏ chương trình thành nhiều modul độc lập gọi là các chương trình con,
thể nhiên chúng là các hàm hoặc các procedure.
 Nguyên tắc 2: Nguyên tắc tách khỏi
Nội dung:
Tách thành phần gây phiền phức ra khỏi đối tượng hoặc ngược lại. Tách lấy
phần cần thiết.
Ví dụ:
Khi xử lý tín hiệu số có thể ta sẽ tách bỏ các nhiễu, phục hồi tín hiệu ban đầu,
sóng mang tín hiệu thì tách sóng để lấy tín hiệu cần thiết.
 Nguyên tắc 3: Nguyên tắc cục bộ
Nội dung:
 Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu
trúc đồng nhất thành không đồng nhất.
 Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chất năng khác nhau
 Mỗi phần của đối tượng phải có các chất năng khác nhau
Ví dụ:
Trong một đọan chương trình, cần phân biệt các phẩm chất cục bộ: ở đâu là
lõi của phần chương trình, phần nào là những thao tác phụ. Chẳng hạn, in tất cả các số
nguyên trong phạm vi [2.10000] và yêu cầu in ra: mỗi hàng có 8 số nguyên tố, mỗi trang
có 20 hàng, tạm dừng. Như vậy, lõi của chương trình là phần kiểm tra n có phải số
nguyên tố không, nếu phải thì in ra.
 Nguyên tắc 4: Nguyên tắc phản đối xứng
Nội dung:

Chuyển đối tượng có hìng dạng, tính chất đối xứng thành phản đối xứng
Ví dụ:
Các xe ô tô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả 2 phía nhưng các xe lớn (bus
chẳng hạn) chỉ mở phía tay phải, sát với lề đường.


Phương pháp luận nghiên cứu khoa học CNTN01

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Page 10

 Nguyên tắc 5: Nguyên tắc kết hợp
Nội dung:
 Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt
động kế cận.
 Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất của CPU, tận dụng tài
nguyên để cho ra hệ điều hành đa nhiệm, nhiều người dùng.
Ví dụ:
Trong các chương trình máy tính, các ngôn ngữ cấp cao thường cho phép kết
hợp mã nguồn của Assembly.
III.3 Các phƣơng pháp giải quyết vấn đề tổng quát
Với thông tin ban đầu và cần giải quyết, ta có mô hình như sau:

Hình 1. Mô hình giải quyết vấn đề tổng quát
III.3.1 Các phƣơng pháp phân tích vấn đề
+ Phân chia vấn đề
+ Phân loại vấn đề
+ Phân công vấn đề
+ Phân cấp bài toán
+ Phân tích.
III.3.2 Các phƣơng pháp tổng hợp vấn đề

+ Tổ hợp
+ Đối hợp
+ Tích hợp
+ Kết hợp
+ Tổng hợp theo không gian và thời gian
III.4 Các phƣơng pháp giải quyết vấn đề trong tin học
+ Phương pháp trực tiếp
+ Phương pháp gián tiếp
 Phương pháp Thử Sai
 Phương pháp Heuristic
 Phương pháp Trí Tuệ Nhân Tạo