MỘT số vấn đề về NGHIÊN cứu KHOA học của học SINH TRUNG học PHẦN 2

KIỂM CHỨNG GIẢ THUYẾT BẰNG
THỰC NGHIỆM
(TEST WITH AN EXPERIMENT)

PGS. TS. Phạm Xuân Quế và
TS. Nguyễn Đức Sơn

1


Qui trình thực hiện dự án khoa học đã
được sơ đồ hoá

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

2


Qui trình thực hiện dự án kĩ thuật (đã
được sơ đồ hoá)

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

3


Tại sao phải dùng thực nghiệm để

kiểm chứng giả thuyết?
 Đã gọi là giả thuyết thì có thể đúng và cũng có thể sai, cần phải kiểm
chứng lại.
 Giả thuyết (GT) cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

4


Vậy thực nghiệm là gì?
•

Thực nghiệm (đôi khi còn được gọi là Thí nghiệm) là sự tác động có chủ
định, có hệ thống vào đối tượng nghiên cứu trong điều kiện kiểm soát được
của con người để quan sát, thu thập các thông tin, dữ liệu về đối tượng
nghiên cứu, phân tích các thông tin, dữ liệu này đi đến kết luận khoa học
nhằm xác nhận hay bác bỏ một giả thuyết (hay hệ quả được rút ra từ giả
thuyết).

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

5


•

Điểm quan trọng nhất là việc tổ chức thực nghiệm để kiểm tra giả thuyết
phải hoàn toàn khoa học, đúng đắn., theo đúng qui trình, sao cho khi lặp lại
qui trình đó đều cho kết quả như nhau.

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

6


Một số lưu ý về tổ chức thực nghiệm:
•

Số lần tiến hành thí nghiệm bao nhiêu là đủ? Thí nghiệm phải được tiến
hành với một số lần đủ lớn để cho thấy kết quả thu được không phải là
ngẫu nhiên (thường là 3 lần trở lên khi đều cho kết quả ổn định như nhau).
Trong nhiều thực nghiệm, các lần thử nghiệm có thể tiến hành song song,
ví dụ như trong nghiên cứu về cây trồng (nghiên cứu ảnh hưởng sự phát
triển cây trồng vào lượng phân bón ..v..v..).

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

7


•

Đối với thực nghiệm trong lĩnh vực khoa học xã hội nhân văn-hành vi,
khoa học giáo dục thì không nhất thiết phải làm lại nhiều lần, song thay
vào đó phải thực hiện trên mẫu đủ lớn để kết quả mang tính thống kê
(không mang tính nhẫu nhiên). Trong nhiều trường hợp, không nhất thiết
phải tổ chức thực nghiệm thu thập thông tin số liệu mà có thể điều tra
thực tiễn về những sự kiễn đã xảy ra (ví dụ như: để kiểm chứng giả
thuyết: trẻ em ăn càng nhiều cá thì chỉ số IQ càng cao)

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

8


•

Để so sánh kết quả ảnh hưởng lên biến phụ thuộc khi thay đổi biến
độc lập, trong nhiều nghiên cứu, người ta thường sử dụng nhóm thực
nghiệm và nhóm đối chứng. Nhóm thực nghiệm là nhóm ở đó, các giá trị
biến độc lập được thay đổi và đo các giá trị thay đổi tương ứng của biến
phụ thuộc. Còn ở nhóm đối chứng, để cho các biến độc lập trong trạng
thái tự nhiên của nó.

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

9

•

Ví dụ như trong nghiên cứu ảnh hưởng sự phát triển cây trồng vào lượng
phân bón A nào đó, nhóm đối chứng là nhóm gồm các cây trồng không
được bón loại phân bón A này; còn nhóm thực nghiệm là nhóm gồm các
cây được bón phân A theo các lượng khác nhau.

•

Khi xử lí số liệu và phân tích định tính, cần tìm cách định lượng hoá
những đặc điểm định tính.

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

10


Kiểm chứng giả thuyết bằng thực
nghiệm cần trải qua các giai đoạn nào?
Lưu ý:
•

Phải suy ra “Hệ quả lôgíc” từ giả thuyết nếu không thể kiểm chứng trực
tiếp giả thuyết được.

•

Sau đó kiểm chứng “Hệ quả lôgíc” bằng thực nghiệm.

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

11


Việc trình bày lí luận về Kiểm chứng
giả thuyết bằng thực nghiệm sẽ được
minh hoạ trong nghiên cứu ở 2 lĩnh
vực:
- Khoa học Tự nhiên (Vật lí)
- Khoa học Xã hội – Hành vi

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

12


Các giai đoạn kiểm chứng giả thuyết/
hệ quả lôgíc bằng thực nghiệm
Lí luận

Ví dụ minh hoạ

Kiểm chứng trực Giả thuyết: Nếu trẻ em ăn nhiều cá
tiếp giả thuyết
thì có chỉ số IQ cao hơn trẻ em ăn ít

cá. Người ta có thể kiểm chứng trực
tiếp
Kiểm chứng giả
thuyết thông qua
kiểm tra hệ quả
lôgíc suy ra từ giả
thuyết
12/02/16

Giả thuyết: Lực hút của Mặt trời lên
trái đất lớn/nhỏ hơn lực hút Mặt trời
lên Sao Kim. Không đo trực tiếp
được lực này. Do F = ma, nên đo lực
thông qua m và a.
PGS. TS. Phạm Xuân Quế

13


Các giai đoạn kiểm chứng giả thuyết/
hệ quả lôgíc bằng thực nghiệm
Lí luận

Ví dụ minh hoạ

Xác định các biến

Biến độc lập (BĐL): biến GT trong lĩnh vực VL: đối với
do người nghiên cứu chủ mọi vật, gia tốc a vật thu
được tỉ lệ thuận với lực tác
động biến đổi

dụng F;
BĐL là F, BPT là a; BKS là các
đại lượng như: sức cản ..v..v..

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

14


Các giai đoạn kiểm chứng giả thuyết/
hệ quả lôgíc bằng thực nghiệm
Lí luận

Ví dụ minh hoạ

Xác định các biến
Biến phụ thuộc (BPT):
biến thay đổi do sự biến
đổi của biến độc lập gây ra
và được nhà khoa học đo
đạc và ghi lại sự thay đổi

12/02/16

GT trong lĩnh vực SH: lượng
phân bón X càng nhiều thì cây
tăng trưởng càng nhanh;
BĐL là lượng phân bón X, BPT:
độ tăng trưởng của cây; BKS là
các đại lượng như: lượng nước
cung cấp, không khí, độ ẩm

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

15


Các giai đoạn kiểm chứng giả thuyết/
hệ quả lôgíc bằng thực nghiệm
Lí luận

Ví dụ minh hoạ

Xác định các biến
Biến kiểm soát (BKS):
biến cần giữ ở trạng thái
ổn định trong quá trình
thực nghiệm được gọi là
biến kiểm soát

12/02/16

GT trong lĩnh vực SH: trẻ em ăn

càng nhiều cá thì có chỉ số IQ
càng cao;
BĐL: lượng cá mà trẻ em ăn.
BPT: chỉ số IQ; BKS là các đại
lượng như. điều kiện ăn ở, học
tập khác ..v..v…

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

16


Ví dụ minh hoạ

Lí luận
BỊ
CHO
- CHUẨN
THỰC NGHIỆM
 Chuẩn bị đủ các
thiết bị và lắp đặt
thí nghiệm, thiết
bị quan sát, thu
thập số liệu (máy
ảnh, máy quay
video)
12/02/16

 Ví dụ (VD): Lắp đặt thiết
bị thí nghiệm kiểm chứng G

T: đối với mọi vật, gia tố
c a vật thu được tỉ lệ thu
ận với lực tác dụng F (Địn
h luật 2 Niu-Tơn)

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

17


Ví dụ minh hoạ

Lí luận
BỊ
CHO
- CHUẨN
THỰC NGHIỆM
 Xác định trình tự
làm thí nghiệm.
Nếu cần thay đổi
thì cần ghi rõ
những thay đổi.

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

18

BỊ
CHO
- CHUẨN
THỰC NGHIỆM
X(t) để từ đó xác định gia tốc a

 Chuẩn bị sổ ghi
chép những quan
sát, đo đạc số liệu
trong quá trình
thực nghiệm
 Lập mẫu bảng số
liệu để có thể nhanh
chóng điền, viết các
quan sát, số liệu
thực nghiệm đúng
chỗ
12/02/16

VD về mẫu bảng thu thập sô liệ
u về thực nghiệm kiểm chứng GT
: đối với mọi vật, gia tốc a v
ật thu được tỉ lệ thuận với lự
c tác dụng F (Định luật 2 NiuTơn)

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

19

Lí luận

Ví dụ minh hoạ

 Chú ý nhất quán, cẩn thận và
chính xác khi quan sát, đo đạc
 Chú ý đảm bảo an toàn trong
quá trình làm thí nghiệm

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

20


HÀNH
THÍ
- TIẾN
NGHIỆM, THU THẬP,
TRÌNH BÀY SỐ LIỆU
 Tiến hành thí nghiệm và
thu thập thông tin, dữ
liệu theo kế hoạch
 Quan sát, đo đạc và ghi
chép vào những bảng,
sổ thí nghiệm. Ghi cả
những việc sự kiện xảy
ra khác so với dự kiến,
những ý tưởng mới

nảy ra
12/02/16

VD về thu thập, trình bày s
ô liệu về thực nghiệm kiểm
chứng GT: đối với mọi vật,
gia tốc a vật thu được tỉ lệ
thuận với lực tác dụng F (Đ
ịnh luật 2 Niu-Tơn)

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

21


- TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM,
THU THẬP, TRÌNH BÀY SỐ
LIỆU

 Trình bày những quan  VD về thu thập,
sát, số liệu dưới dạng trình bày sô liệu về
bảng (ví dụ EXCEL), để Quãng đường S
theo thời gian t
có thể giúp tự động tính
toán, vẽ đồ thị

12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

22


12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

23


 Trình bày số liệu đã  VD: Vẽ đồ thị S(t) đối với
được xử lí dưới dạng
trường hợp a=0,21 m/s2
bảng, đặc biệt là dưới
dạng đồ thị. Vẽ đồ thị
sự phụ thuộc biiến
phụ thuộc (đặt ở y)
vào biến độc lập (đặt
ở trục x) (ví dụ trục x
đặt t, trục y đặt s;)
 Tính các giá trị trung  VD về xử lí sô liệu về thực
bình thu được của các
nghiệm kiểm chứng GT:
lần làm thí nghiệm đv
đối với mọi vật, gia tốc a
từng trường hợp (ví
vật thu được tỉ lệ thuận với
dụ VL: atb)
lực tác dụng (ĐL 2 NiuTơn)
12/02/16

PGS. TS. Phạm Xuân Quế
24


 Phân tích các
 Phân tích, xử lí số liệu:
bảng số liệu, đồ Trong phạm vi sai số nhỏ cho phép,
thị để rút ra kết
cho thấy: Thực nghiệm đối với 3
luận khoa học:
vật có khối lượng khác nhau, đối
xác nhận hay
với mỗi vật thí nghiệm được tiến
bác bỏ giả
hành 3 lần, đều cho a~F.
thuyết
 Rút ra kết luận: Xác nhận giả
thuyết

PGS. TS. Phạm Xuân Quế

25

12/02/16