Bài thu hoạch: phương pháp nghiên cứu khoa học

Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI THU HOẠCH: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm Thực hiện: Lê Thị Ngọc Hạnh Khoa học máy tính K22 TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 1 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học MỤC LỤC PHẦN I ............................................................................................................................................ 5 CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO CƠ BẢN ................................................................................... 5 1. Nguyên tắc phân nhỏ: ............................................................................................................ 5 2. Nguyên tắc “tách khỏi” : ....................................................................................................... 5 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ : ............................................................................................. 5 4. Nguyên tắc phản đối xứng : .................................................................................................. 6 5. Nguyên tắc kết hợp : ............................................................................................................. 6 6. Nguyên tắc vạn năng : ........................................................................................................... 6 7. Nguyên tắc “chứa trong” : ..................................................................................................... 7 8. Nguyên tắc phản trọng lƣợng : .............................................................................................. 7 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ : ........................................................................................... 7 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ : ............................................................................................. 7 11. Nguyên tắc dự phòng : ....................................................................................................... 7 13. Nguyên tắc đảo ngƣợc : ..................................................................................................... 8 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá : ................................................................................................ 8 15. Nguyên tắc linh động : ....................................................................................................... 8 16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” : ............................................................................... 9 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác : ................................................................................ 9 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học : ....................................................................... 9 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ : ..................................................................................... 9 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích : ............................................................................... 10 21. Nguyên tắc “vƣợt nhanh” : .............................................................................................. 10 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi : ........................................................................................ 10 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi : ......................................................................................... 10 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian : ...................................................................................... 11 25. Nguyên tắc tự phục vụ : ................................................................................................... 11 26. Nguyên tắc sao chép (copy) : ........................................................................................... 11 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” : ..................................................................................... 12 28. Thay thế sơ đồ cơ học : .................................................................................................... 12 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng : .................................................................................... 12 Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 2 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học 30. Sử dụng vỏ dẽo và màng mỏng : ..................................................................................... 12 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ : ......................................................................................... 12 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc : ......................................................................................... 12 33. Nguyên tắc đồng nhất : .................................................................................................... 13 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần : ................................................................. 13 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tƣợng : .................................................................. 13 36. Sử dụng chuyển pha : ....................................................................................................... 13 37. Sử dụng sự nở nhiệt : ....................................................................................................... 13 38. Sử dụng các chất ôxy hóa mạnh : .................................................................................... 13 39. Thay đổi độ trơ : ............................................................................................................... 14 40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) : .................................................................. 14 Ƣu điểm của các thủ thuật: .................................................................................................. 15 Nhƣợc điểm của các thủ thuật ............................................................................................. 15 PHẦN II ......................................................................................................................................... 16 ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH .................................................................................................................... 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 22 Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 3 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học LỜI MỞ ĐẦU “Phƣơng pháp luận sáng tạo” l bộ m n khoa học c mục đ ch trang b cho ngƣ i học hệ thống các phƣơng pháp các k năng thực h nh về suy ngh để giải quyết các vấn đề v ra quyết đ nh một cách sáng tạo về l u d i tiến t i điều khiển đƣợc tƣ duy Hoạt động sáng tạo gắn liền v i l ch sử tồn tại và phát triển của xã hội lo i ngƣ i. Từ việc tìm ra lửa, chế tạo công cụ bằng đá th sơ đến việc sử dụng năng lƣợng nguyên tử, chinh phục vũ trụ..., hoạt động sáng tạo của lo i ngƣ i không ngừng đƣợc thúc đẩy. Sáng tạo không thể tách r i khỏi tƣ duy - hoạt động bộ não của con ngƣ i Ch nh quá trình tƣ duy sáng tạo v i chủ thể l con ngƣ i đã tạo các giá tr vật chất, tinh thần, các thành tựu v đại về mọi mặt trong cuộc sống và tạo ra nền văn minh nh n loại. Trong phạm vi của bài thu hoạch này, em sẽ trình bày những hiểu biết, tìm hiểu của em sau khi học môn học này.Qua đ y em cũng xin đƣợc gửi l i cảm ơn đến Giáo sƣ - Tiến s Khoa Học Ho ng Văn Kiếm ngƣ i đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phƣơng pháp nhiên cứu khoa học trong tin học” Bài thu hoạch của em gồm 2 phần: Tổng quan về 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản. Ứng dụng các nguyên lý sáng tạo tìm hiểu về quá trình hình thành và phát triển của chuột máy tính. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 4 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học PHẦN I CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO CƠ BẢN Ðể khắc phục những nhƣợc điểm của phƣơng pháp thử v sai ở th i kỳ phát triển ban đầu của khoa học sáng tạo ngƣ i ta cố gắng sƣu tầm thu thập kinh nghiệm riêng các mẹo vặt gọi chung l các thủ thuật suy ngh nhằm mục đ ch giảm số lƣợng v rút ngắn th i gian lựa chọn các phƣơng án thử 1. Nguyên tắc phân nhỏ:  Chia đối tƣợng thành các phần độc lập.  L m đối tƣợng trở nên tháo lắp đƣợc.  Tăng mức độ phân nhỏ đối tƣợng.  Ví dụ: giƣ ng ngủ kệ sách b n học đều c thể tháo lắp đƣợc để tăng t nh linh động trong việc sử dụng vận chuyển 2. Nguyên tắc “tách khỏi” :  Tách phần g y “phiền phức hay ngƣợc lại tách phần duy nhất “cần thiết” ra khỏi đối tƣợng.  Ví dụ: Các thƣ viện l n c nhiều sách việc tìm sách trực tiếp gặp nhiều kh khăn Ngƣ i ta tách những th ng tin ch nh về quyển sách th nh thƣ mục thuận tiện cho bạn đọc 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ :  Chuyển đối tƣợng (hay m i trƣ ng bên ngo i tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất th nh kh ng đồng nhất.  Các phần khác nhau của đối tƣợng phải có các chức năng khác nhau  Mỗi phần của đối tƣợng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối v i công việc. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 5 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học  Ví dụ: Để bảo vệ sách tốt bìa thƣ ng đƣợc l m d y hơn nhiều so v i trang sách Cẩn thận hơn nữa bề mặt của bìa còn đƣợc phủ một l p nhựa trong suốt để bảo vệ 4. Nguyên tắc phản đối xứng :  Chuyển đối tƣợng có hình dạng đối xứng th ng kh ng đối xứng (nói chung giảm bậc đối xứng).  Ví dụ: Các xe t du l ch loại nhỏ c cửa mở ở cả hai ph a nhƣng các xe l n ( t buýt chẳng hạn) chỉ mở ph a tay phải sát v i lề đƣ ng 5. Nguyên tắc kết hợp :  Kết hợp các đối tƣợng đồng nhất hoặc các đối tƣợng dùng cho các hoạt động kế cận.  Kết hợp về mặt th i gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận.  Ví dụ: yếu tố hoạt động của một máy xúc quay c những cái vòi hơi đặc biệt để l m tan v l m mềm đất đ ng cứng. 6. Nguyên tắc vạn năng :  Đối tƣợng thực hiện một số chức năng khác nhau do đ kh ng cần sự tham gia của các đối tƣợng khác.  Ví dụ: ghế sofa c chức năng của một cái giƣ ng. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 6 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học 7. Nguyên tắc “chứa trong” :  M t đối tƣợng đƣợc đặt bên trong đối tƣợng khác và bản th n n lại chứa đối tƣợng thứ ba…  Một đối tƣợng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tƣợng khác.  Ví dụ: Bút chì v i những mẩu chì dự trữ để bên trong. 8. Nguyên tắc phản trọng lượng :  Bù trừ trọng lƣợng của đối tƣợng bằng cách gắn nó v i các đối tƣợng khác, có lực nâng.  Bù trừ trọng lƣợng của đối tƣợng bằng cách tƣơng tác v i m i trƣ ng nhƣ sử dụng các lực thủy động kh động …  Ví dụ: Khi ăn các m n ngấy nhƣ bánh chƣng thì khi ăn kèm v i rau sống sẽ giảm độ ngấy của bánh chƣng 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ :  Gây ứng suất trƣ c đối v i đối tƣợng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tƣợng làm việc (hoặc gây ứng sú t trƣ c để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngƣợc lại).  Ví dụ: gia cố cột hoặc nền m ng. 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ :  Thực hiên trƣ c sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối v i đối tƣợng.  Cần sắp xếp đối tƣợng trƣ c, sao cho chúng có thể hoạt động từ v trí thuận lợi nhất, không mất th i gian d ch chuyển.  Ví dụ: loại sổ lò xo c tạo các lỗ trƣ c để khi xé ra dễ d ng . 11. Nguyên tắc dự phòng :  Bù đắp độ tin cậy không l n của đối tƣợng bằng cách chuẩn b trƣ c các phƣơng tiện báo động, ứng cứu, an toàn.  Ví dụ: các bình cứu hỏa lu n c trong các nh chung cƣ để phòng cháy. 12. Nguyên tắc đẳng thế :  Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tƣợng. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 7 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học  Ví dụ: va li du l ch c bánh xe để di chuyển dễ d ng khi đồ đạc quá nhiều. 13. Nguyên tắc đảo ngược :  Thay vì h nh động nhƣ yêu cầu b i toán h nh động ngƣợc lại (ví dụ : không làm nóng mà làm lạnh đối tƣợng).  Làm phần chuyển động của đối tƣợng (hay m i trƣ ng bên ngo i) th nh đứng yên và ngƣợc lại phần đứng yên thành chuyển động.  Ví dụ: khi m i vật thể thì di chuyển vật m i chứ kh ng di chuyển b n chải nhƣ thế b n chải sẽ đỡ b mòn hơn. 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá :  Chuyển những phần thẳng của đối tƣợng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu.  Sử dụng các con lăn viên bi vòng xoắn.  Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm.  Ví dụ: máy t nh sử dụng con chuột c cấu trúc tròn th nh chuyển động hai chiều trên màn hình. 15. Nguyên tắc linh động :  Cần thay đổi các đặc trƣng của đối tƣợng hay m i trƣ ng bên ngoài sao cho chúng tối ƣu trong từng giai đoạn làm việc.  Ph n chia đối tƣợng thành từng phần, có khả năng d ch chuyển v i nhau.  Ví dụ: ghế xoay c các bánh c thể di chuyển dễ d ng v n c thể xoay 360 độ rất linh hoạt v bộ phận c thể dễ d ng điều chỉnh độ cao của ghế phù hợp v i ngƣ i dùng. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 8 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học 16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” : Nếu nhƣ kh nhận đƣợc 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận t hơn hoặc nhiều hơn “một chút” Lúc đ b i toán c thể trở nên đơn giản hơn v dễ giải hơn 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác :  Những kh khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tƣợng theo đƣ ng (một chiều) sẽ đƣợc khắc phục nếu cho đối tƣợng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều), tƣơng tự những b i toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tƣợng trên mặt phẳng sẽ đƣợc đơn giản hóa khi chuyển sang không gian (ba chiều).  Chuyển các đối tƣợng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng.  Đặt đối tƣợng nằm nghiêng.  Sử dụng mặt sau của diện t ch cho trƣ c.  Sử dụng các luồng ánh sáng t i diện tích bên cạnh hoặc t i mặt sau của diện tích cho trƣ c. 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học :  L m đối tƣợng dao động.  Nếu đã c dao động tăng tần số dao động.  Sử dụng tần số cộng hƣởng.  Thay vì dùng các bộ rung cơ học. dùng các bộ rung áp điện.  Sử dụng siêu âm kết hợp v i trƣ ng điện từ.  Ví dụ: bỏ khu n đúc ra khỏi vật thể m kh ng hại đến bề mặt vật thể cƣa tay th ng thƣ ng đƣợc thay bằng dao rung động. 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ :  Chuyển tác động liên tục th nh tác động theo chu kỳ (xung).  Nếu đã c tác động theo chu ký hãy thay đổi chu kỳ.  Sử dụng các khoảng th i gian giữa các xung để thực hiên tác động khác. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 9 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học  Ví dụ: đèn báo nháy sáng c tác dụng thu hút chú ý hơn đèn phát sáng liên tục. 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích :  Thực hiên công viêc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tƣợnng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải).  Khắc phục vận hành không tải và trung gian.  Chuyển chuyển động t nh tiến qua lại thành chuyển động quay.  Ví dụ: chìa kh a c răng ở cả 2 cạnh. 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” :  Vƣợt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm v i vận tốc l n.  Vƣợt nhanh để c đƣợc hiệu ứng cần thiết.  Ví dụ: máy cắt ống kim loại mỏng c thể tránh cho ống kh ng b biến dạng trong quá trình cắt khi cắt v i tốc độ nhanh. 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi :  Sử dụng những tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại của m i trƣ ng) để thu đƣợc hiệu ứng có lợi.  Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó v i tác nhân có hại khác.  Tăng cƣ ng tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa.  Ví dụ: Tiêm vắc xin v o cơ thể. 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi :  Thiết lập quan hệ phản hồi.  Nếu đã c quan hệ phản hồi hãy thay đổi nó.  Ví dụ: l m b i nhận xét phản hồi về một ai đ . Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 10 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian :  Sử dụng đối tƣợng trung gian, chuyển tiếp.  Ví dụ: để l m giảm năng lƣợng mất mát khi đặt một dòng điện v o một kim loại n ng chảy ngƣ i ta dùng các điện cực đƣợc l m nguội v các kim loại n ng chảy trung gian c nhiệt độ n ng chảy thấp hơn. 25. Nguyên tắc tự phục vụ :  Đối tƣợng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa.  Sử dụng phế liệu, chất thải năng lƣơng dƣ  Ví dụ: chiếc máy tập thể hình total gym dùng ch nh cơ thể ngƣ i l m đối trọng. 26. Nguyên tắc sao chép (copy) :  Thay vì sử dụng những cái kh ng đƣợc phép, phức tạp đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao.  Thay thế đối tƣợng hay hệ các đối tƣợng bằng bản sao quang học(ảnh, hình vẽ v i các tỷ lệ cần thiết.  Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy đƣợc bằng mắt thƣ ng), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 11 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học  Ví dụ: chiều cao hoặc chiều d i của vật thể c thể đƣợc xác đ nh bằng cách đo b ng của chúng. 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” :  Thay đối tƣợng đắt tiền bằng bộ các đối tƣợng rẻ có chất lƣợng kém hơn (v dụ nhƣ tuổi thọ).  Ví dụ: giấy vệ sinh dùng một lần. 28. Thay thế sơ đồ cơ học :  Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi v .  Sử dụng diện trƣ ng, từ trừơng v điện từ trƣ ng trong tƣơng tác v i đối tƣợng.  Chuyển các trƣ ng đứng yên sang chuyển động các trƣ ng cố đ nh sang thay đổi theo th i gian các trƣ ng đồng nhất sang có cấu trúc nhất đ nh.  Sử dụng các trƣ ng kết hợp v i các hạt sắt từ.  Ví dụ: để tăng cặn của h a c ng nghiệp một cái ống hình xoáy ốc v i các vòi đƣợc dùng Khi những luồng kh ng kh đi qua các vòi cái ống đ sẽ tạo ra một bức tƣ ng kiểu kh l m giảm vật cản. 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng : Thay cho các phần của đối tƣợng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng; nạp khí, nạp chất lỏng đệm không khí, thủy t nh thủy phản lực. 30. Sử dụng vỏ dẽo và màng mỏng :  Sử dụng các vỏ dẽo và mành mỏng thay cho các kết cấu khối.  Cách ly đối tƣợng v i môi trƣ ng bên ngoài bằng các vỏ dẽo và màng mỏng.  Ví dụ: để tránh hơi nƣ c bốc bay ra khỏi lá c y ngƣ i ta tƣ i một l p nhựa tổng hợp Sau một th i gian l p nhựa đ cứng lại v c y phát triển tốt hơn vì m ng nhựa cho phép xi lƣu th ng qua t t hơn hơi nƣ c. 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ :  L m đối tƣợng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ …)  Nếu đối tƣợng đã c nhiều lỗ sơ bộ tẩm nó bằng chất n o đ  Ví dụ: để tránh bơm chất lỏng l m nguội v o máy một số bộ phận của máy đƣợc nhét đầy các vật liệu xốp thấm hết các chất lỏng đ Hơi l m nguội khi máy l m việc l m cho máy nguội đồng nhất trong th i hạn ngắn. 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc :  Thay đổi màu sắc của đối tƣợng hay m i trƣ ng bên ngoài.  Thay đổi độ trong suốt của đối tƣợng hay mội trƣ ng bên ngoài.  Để có thể quan sát đƣợc những đối tƣợng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang.  Nếu các chất phụ gia đ đã đƣợc sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. Lê Thị Ngọc Hạnh _ Khoa học máy tính Page 12 Bài thu hoạch môn phương pháp nghiên cứu khoa học  Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp.  Ví dụ: một miếng gạc trong suốt c thể cho phép theo dõi vết thƣơng m kh ng cần tháo ra. 33. Nguyên tắc đồng nhất :  Những đối tƣợng tƣơng tác v i đối tƣợng cho trƣ c, phải đƣợc làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệ