PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Nguyá»…n NhÆ° Phong

Kỹ thuật Hệ thống Công nghiệp

Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM

 

1.  LỊCH SỬ PHƯƠNG PHÁP

 

Má»™t nhà triết học vÄ© đại là Đức Phật, ngồi dÆ°á»›i gốc cây bồ đề ở Nepal vào năm 500 trÆ°á»›c Công nguyên để thuyết giảng cho các học trò làm sao tin má»™t sá»± việc đúng hay sai?. Theo kinh Kalama, Đức Phật dạy học trò rằng: “Chá»› có tin má»™t sá»± việc gì vì chỉ nghe nói, hay chỉ vì lời đồn đại. Chá»› có tin sá»± việc gì chỉ vì theo truyền thuyết, hay chỉ vì theo truyền thống. Chá»› có tin sá»± việc gì chỉ vì được kinh sách truyền tụng hay chỉ vì đó là ý kiến của những người có quyền hạn hay lá»›n tuổi. NhÆ°ng sau khi đã quan sát cẩn thận, phân tích nghiêm túc và tìm ra những bằng chứng đúng đắn, phù hợp và từ đó tạo ra những lợi ích thì tin tưởng và chấp nhận.”

Lời răn dạy này là phát biểu đầu tiên về quá trình NCPT. Trước hết, cần hiểu rõ vấn đề, tiếp theo là phân tích cẩn thận để tìm ra giải pháp và cuối cùng kiểm chứng dựa trên các bằng chứng và lợi ích mang lại.

Cách mạng khoa học bắt đầu từ đầu thế kỷ 18, Francis Bacon, người Anh, Galileo Galilei, người Ý, và René Descartes, người Pháp là những nhà khoa học đầu tiên đặt nền tảng cho phương pháp NCPT. Ba nhà khoa học này làm việc ở những nước khác nhau, đã nỗ lực hợp lý hóa cấu trúc và chức năng của khoa học, cùng lúc tiến đến cùng nhận định: Khoa học cần một phương pháp luận phù hợp và nghiêm túc, từ phân tích đến giả thiết đến tổng hợp và kiểm chứng.

Các thế ká»· sau, các nhà khoa học, tÆ° tưởng vÄ© đại ảnh hưởng đến phÆ°Æ¡ng pháp NCPT có thể liệt kê nhÆ° sau: Johannes Kepler (1571–1630), Joachim Jungius (1587–1657), Johann Baptista van Helmont (1579–1644), Marin Mersenne (1588–1648), David Hume (1711–1776), Johann Wolfgang von Goethe (1749–1832), Thomas Edison (1847–1931), Bertrand Russell (1872–1970), Karl Popper (1902–1994), Peter Medawar (1915–1987), and Thomas Kuhn (1922–).

Phương pháp NCPT hiện đại tập trung vào việc thiết lập các giả thiết ở dạng tường minh hay bằng thực nghiệm, các giả thiết này có thể bị bác bỏ. Theo Karl Popper và Peter Medawar không một giả thiết nào có thể chứng minh là hoàn toàn đúng đắn, có thể sai và bị bác bỏ, tuy nhiên các giả thiết này có thể chỉnh sửa để ngày một hoàn thiện và trở thành giả thiết đúng. Cũng theo Peter Medawar, nhà khoa học là nhà tìm kiếm chân lý nhưng không bao giờ tìm được chân lý toàn mỹ.

 

2.  PHƯƠNG PHÁP NCKH

 

Phương pháp NCPT là phương pháp khoa học ứng dụng cho NCPT bao gồm bốn bước Phân tích, Giả thiết, Tổng hợp, Kiểm chứng, được thực hiện lặp đi, lặp lại và một cách đệ quy nhằm đạt được mục tiêu nghiên cứu.

Bước phân tích có các mục đích hiểu rõ vấn đề hay công việc đang nghiên cứu, thiết lập tri thức nền tảng để thực hiện nghiên cứu, thiết lập mục tiêu nghiên cứu phù hợp với ràng buộc định bởi tri thức nền tảng. Bước phân tích bao gồm các bước con:

• Mô tả vấn đề.
• Thiết lập tiêu chuẩn.
• Khảo sát nghiên cứu liên quan.
• Thiết lập mục tiêu.

Khi mục tiêu nghiên cứu đã được thiết lập, bước giả thiết sẽ tiếp theo với các mục đích xác định các giải pháp giải quyết vấn đề một các chi tiết và toàn diện, xác định các mục đích kỳ vọng đạt được bởi các giải pháp và xác định các yếu tố cần thay đổi nhằm đánh giá mục đích đã đạt được như thế nào, dựa vào tập các thứơc đo hiệu quả quy định. Bước giả thiết bao gồm các bước:

• Xác định giải pháp
• Thiết lập mục đích
• Xác định yếu tố
• Quy định thÆ°á»›c Ä‘o hiệu quả.

Ở bước tổng hợp, các giải pháp nêu ở bước phân tích sẽ được thực hiện. Các giải pháp sẽ được kiểm tra bởi các thực nghiệm được thiết kế một cách nghiêm túc, tuân thủ các ràng buộc định bởi các mệnh đề nền tảng và các yếu tố nêu ở bước phân tích. Kết quả thực nghiệm sẽ được rút ra để tính toán các thước đo hiệu quả giải pháp. Bước tổng hợp bao gồm các bước con:

• Thá»±c hiện giải pháp.
• Thiết kế thá»±c nghiệm.
• Tiến hành thá»±c nghiệm.
• Rút ra kết quả.

Thực nghiệm là rất quan trọng và cần thiết ngay cả cho dự án nghiên cứu thuần túy nhằm kiểm chứng các kết quả nghiên cứu. Thiết kế và phân tích thực nghiệm sẽ được trình bày ở phần sau.

Ở bước kiểm chứng, hiệu quả giải pháp được tính toán từ kết quả thực nghiệm và các thước đo đã quy định ở bước giả thiết. Từ các giá trị hiệu quả tính được, ta rút ra kết luận rằng có đạt được mục tiêu hay không, đạt với mức độ nào. Ở bước kiểm chứng, việc tư liệu hóa toàn bộ các hoạt động của các công việc của dự án cũng được thực hiện, với kết quả là các tài liệu, văn bản hoàn chỉnh và thích hợp nhằm kiểm chứng từ bên ngoài. Bước kiểm chứng bao gồm các bước con:

• Tính toán chỉ số hiệu quả.
• Rút ra kết luận.
• Chuẩn bị tài liệu
• Kiểm chứng bên ngoài.

 

 

3.  TÍNH LẶP LẠI CỦA PHƯƠNG PHÁP NCKH

 

Các bước của phương pháp NCPT thường được lặp đi lặp lại cho đến khi hoàn thành hay không thể hoàn thành mục tiêu nghiên cứu.

Quyết định quay lại bước trước để chỉnh sửa hay thậm chí loại bỏ một công việc có thể thực hiện ở mọi bước con trong mọi bước của phương pháp NCPT. Ta thường quay lại khi đến cuối các bước tổng hợp mà kết quả cho thấy giải pháp là không thành công, hay khi đến cuối bước kiểm chứng mà kết luận là không đúng khi gởi đi kiểm chứng từ bên ngoài. Điểm quay lại có thể là trở lại bước con thiết kế thực nghiệm trong bước tổng hợp để thay đổi thiết kế thực nghiệm, trở lại bước con thiết lập mục tiêu của bước giả thiết để thay đổi giả thiết hay mục tiêu, trở lại bước con xác định giải pháp của bước giả thiết để thay đổi giải pháp, trở lại bước con thiết lập tiêu chuẩn của bước phân tích để thay đổi tiêu chuẩn đánh giá giải pháp.

Lặp sẽ gây tốn kém về thời gian và tiền bạc, để tránh tốn kém ta dùng các nghiên cứu thí điểm đơn giản để xem xét tính khả thi của giải pháp. Có thể dùng nghiên cứu thí điểm tại từng bước nghiên cứu và lưu ý rằng nghiên cứu thí điểm cũng phải được ghi chép cẩn thận. Khi nghiên cứu thí điểm thành công, nó phải được kiểm chứng bằng cách hoạch định và thực hiện bởi một nghiên cứu thực tế.

Tính lặp của nghiên cứu còn có thể hạn chế bởi hoạch định. Khi tăng thời gian hoạch định sẽ tiết kiệm thời gian nghiên cứu do tính lặp. Nghiên cứu để có hiệu quả cần được lên kế hoạch chặt chẽ. Một lỗi thường gặp là hoạch định sơ sài dẫn đến kéo dài thời gian khi triển khai thực hiện dự án.

 

4.  TÍNH ĐỆ QUY CỦA PHƯƠNG PHÁP NCKH

 

Mỗi dự án NCPT có thể chia thành nhiều lớp công việc phải thực hiện với cấu trúc cây dự án. Mỗi công việc trong cây dự án, bao gồm nhiều công việc con và có thể xem là một dự án con.

Để hoàn thành một công việc, cần hoàn thành các công việc con của nó qua áp dụng các bước NCPT để thực hiện công việc. Tính đệ quy của phương pháp NCPT thể hiện ở chỗ các bước của phương pháp NCPT, Phân tích - Giả thiết - Tổng hợp - Kiểm chứng có thể được áp dụng cho từ dự án đến từng công việc của tại mỗi lớp trong cấu trúc cây dự án.

 

TLTK

Nguyễn Như Phong. Nghiên cứu & thực nghiệm. 2011. NXBĐHQG. ISBN: 978-604-73-0553-7.