TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI TRAO ĐỔI MỘT SỐ KỸ NĂNG HƯỚNG DẪN HỌC SINH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KỸ THUẬT • TS LA VIỆT HỒNG • Email: laviethong.sp2@gmail.com • Mobi: 0973.376.668 Vĩnh Yên, 9/2018 Các bước để tiến hành nghiên cứu khoa học NCKH điều tra hay khảo sát có hệ thống “Hệ thống” có nghĩa cơng trình nghiên cứu thực theo quy trình chuẩn Quy trình gồm bước: Công bố kết Phân tích liệu Thử nghiệm & thu thập liệu Đặt câu hỏi Diễn giải kết phân tích Đặt giả thuyết Tái kiểm định giả thuyết Thu thập thông tin hành Cách đặt câu hỏi nghiên cứu ? Nguồn gốc câu hỏi nghiên cứu: Đối với người nghiên cứu lâu năm câu hỏi nghiên cứu xuất trình nghiên cứu, ngồi đến từ đồng nghiệp Với người nghiên cứu câu hỏi nghiên cứu xuất phát từ:  Bài báo khoa học → “Đọc” kỹ cần thiết nhà khoa học Có thể đọc tổng quan (review), phân tích tổng hợp (meta-analysis)… Hồi nghi “đức tính” cần thiết nhà khoa học (Trích NV Tuấn, 2015)  Người hướng dẫn khoa học/cố vấn khoa học  Hội thảo, hội nghị quốc gia, quốc tế, phần thảo luận sau báo cáo (ý tưởng mới) nguồn cảm hứng cho nhiều ý tưởng (câu hỏi) có ích thú vị  Cần tưởng tượng Theo Anhxtanh "Logic đưa từ điểm A đến điểm B Trí tưởng tượng đưa tới nơi“  Giảng dạy nguồn cảm hứng tuyệt vời ý tưởng xuất trình soạn giảng, thảo luận với sinh viên ham học… Thu thập thông tin hành Đặt giả thuyết Nghiên cứu Nghiên cứu NC Nghiên cứu Nghiên cứu Nghiên cứu XEM XÉT CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ:  Chọn vấn đề/đề tài nghiên cứu (đặt giả thuyết) Thiết kế thí nghiệm & thu thập liệu  Yếu tố thí nghiệm (kí hiệu A, B, C…): Là yếu tố bên ngồi hay bên cần tìm hiểu nghiên cứu  Dựa vào số yếu tố thí nghiệm: + Thí nghiệm yếu tố: Ví dụ 1: Ảnh hưởng phân lân đến trình sinh trưởng, phát triển suất đậu tương + Thí nghiệm yếu tố: Ví dụ 2: Nghiên cứu hiệu lực phân lân tới suất hai giống đậu tương vụ đông vùng Ðồng Bằng sông Hồng + Thí nghiệm 3, 4… hay nhiều yếu tố:  Cơng thức/nghiệm thức: mức yếu tố thí nghiệm A1, A2, A3,…  Xác định số lượng công thức thí nghiệm: + Đối với thí nghiệm yếu tố: số lượng cơng thức thí nghiệm số mức độ yếu tố A + Đối với thí nghiệm yếu tố: yếu tố A có r mức, yếu tố B có k mức → Tổng thể số cơng thức thí nghiệm (kể đối chứng) T = r x k, với ví dụ 2, giả sử có A – Giống có mức, B – Phân lân có → Số cơng thức TN = 2x3=6  Xác định số lượng cơng thức thí nghiệm: + Đối với thí nghiệm yếu tố: số lượng cơng thức thí nghiệm số mức độ yếu tố A + Đối với thí nghiệm yếu tố: yếu tố A có r mức, yếu tố B có k mức → Tổng thể số cơng thức thí nghiệm (kể đối chứng) T = r x k Mức – B1 (100 kg/ha) Mức – B2 (200 kg/ha) Mức – B3 (300 kg/ha) DT 2008 - A1 A1B1 A1B2 A1B3 DT 84 - A2 A2B1 A2B2 A2B3 Phân lân (B) Giống (A) + Các cơng thức thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên vào (vị trí) khu thí nghiệm Có lặp lại  Thiết kế thí nghiệm + Theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên (Completely Randomized Design - CRD) + Theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (Randomized Complete Block Design - RCBD) + Theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (Completely Randomized Design - CRD): Ví dụ 1: Ảnh hưởng phân lân đến trình sinh trưởng, phát triển suất đậu tương Yếu tố thí nghiệm A: Phân lân gồm mức, tương ứng với công thức: A1, A2, A3 Ô1 Ô4 Ô7 A1 A2 A1 Ô2 Ô5 Ô8 A2 A1 A2 Ô3 Ô6 Ô9 A3 A3 A3 Khu thí nghiệm vườn thí nghiệm Phòng thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm & thu thập liệu (cont.) Hướng thay đổi yếu tố sinh thái + Theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (Randomized Complete Block Design - RCBD) So với công thức E - So sánh A với E: = 2127-1796 = 331ns - So sánh D với E: = 2128-1796 = 332ns - So sánh C với E: = 2552-1796 = 756* → Do đó, cơng thức B sai khác có ý nghĩa với với công thức E So với công thức A - So sánh D với A: = 2128-2127 = 1ns - So sánh C với A: = 2552-2127 = 425ns - So sánh B với A: = 2678-2127 = 551* So với công thức D - So sánh C với D: = 2552-2128 = 424ns - So sánh B với D: = 2678-2128 = 550* So với công thức C - So sánh B với C: = 2678-2552 = 126ns Bước Đặt chữ số sau giá trị trung bình để sai khác công thức có ý nghĩa thống kê - Viết cơng thức thí nghiệm theo chiều ngang G - F E A C B Gạch chân công thức sai khác ý nghĩa thống kê G - D F D E C A B Bỏ qua đường mà ranh giới nằm đường lại (đường số đường số bước trên) G F D E C A B Công thức - Ghi nhãn cho dòng, với chữ viết thường, bắt đầu chữ “a” G a - F D E C A B b Ghi chữ sau giá trị trung bình c d Trung bình G 1316 a F 1681 ab E 1796 b A 2127 bc D 2128 bc C 2552 cd Ví dụ 3: Tiến hành khảo sát suất giống lúa Người ta so sánh suất giống lúa có ký hiệu G1, G2, G3, G4 Thí nghiệm lặp lại lần Kết sau: Đơn vị: kg thóc/1 đơn vị diện tích G1 6 G2 10 G3 5 G4 5 Hãy cho biết suất giống lúa sai khác ngẫu nhiên hay phẩm giống chúng khác nhau, giống nên phổ biến rộng rãi cho sản xuất 5.2.2 Phân tích phương sai thí nghiệm hai nhân tố * Phương pháp phân tích: - Thiết kế thí nghiệm theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD-Complete Ramdom Design) khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD-Ramdom Complete Blocks Design) Mỗi công thức nhắc lại số lần - Mỗi Cơng thức thí nghiệm chịu ảnh hưởng đồng thời yếu tố A B - Đặt giả thuyết: + HOA: nhân tố A không ảnh hưởng cơng thức thí nghiệm + HOB: nhân tố B khơng ảnh hưởng cơng thức thí nghiệm - So sánh Fthực nghiệm với Flý thuyết (hoặc dựa vào P với 0,05) + FA dùng để kiểm tra giả thuyết HOA Nếu FA ≥ Fα,r-1,rs(n-1)thì bác bỏ HOA + FB dùng để kiểm tra giả thuyết HOB Nếu FB ≥ Fα,s-1,rs(n-1) bác bỏ HOB a Phân tích phương sai thí nghiệm hai nhân tố không lặp Kết khảo sát suất sản lượng giống lúa thiết kế thí nghiệm cach tác khu vực (5 lô đất khác nơng hố thổ nhưỡng) lặp lại theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ cho phần liệu bảng Bảng suất thí nghiệm loại lúa mạch Lô 32,3 34,0 34,3 35,0 36,5 33,3 30,0 36,3 36,8 34,5 30,8 34,3 35,3 32,3 35,8 29,3 26,0 29,8 28,8 28,8 Giống Hãy: Kiểm tra xem giống lúa có khác suất hay khơng (nhân tố A) ? Kiểm tra tính khối (5 lơ đất làm thí nghiệm có ảnh hưởng đến suất lúa hay khơng) ? b Phân tích phương sai thí nghiệm hai nhân tố lặp m lần * Phương pháp phân tích: - Thiết kế thí nghiệm theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên (CRD-Complete Ramdom Design) khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD-Ramdom Complete Blocks Design) Mỗi công thức nhắc lại số lần - Mỗi Cơng thức thí nghiệm chịu ảnh hưởng đồng thời yếu tố A B - Đặt giả thuyết: + HOA: nhân tố A không ảnh hưởng cơng thức thí nghiệm + HOB: nhân tố B khơng ảnh hưởng cơng thức thí nghiệm + HOAB: khơng có tương tác hai nhân tố A B đến thí nghiệm - So sánh Fthực nghiệm với Flý thuyết (hoặc dựa vào P với 0,05) + FA dùng để kiểm tra giả thuyết HOA Nếu FA ≥ Fα,r-1,rs(n-1)thì bác bỏ HOA + FB dùng để kiểm tra giả thuyết HOB Nếu FB ≥ Fα,s-1,rs(n-1) bác bỏ HOB + FAB dùng để kiểm tra giả thuyết HOAB Nếu FAB ≥ Fα,(r-1)(s-1),rs(n-1) bác bỏ HOAB Ví dụ: Có thí nghiệm nhân tố thiết kế kiểu RCB với tỷ lệ đạm, giống lúa với lần nhắc lại Năng suất trình bày bảng sau: Mức phân Giống lúa V1 V2 V3 N0 N1 N2 N3 N4 3.852 4.788 4.576 6.034 5.874 2.206 4.396 4.454 5.267 5.916 3.144 4.562 4.884 5.906 5.984 2.894 4.608 3.924 5.652 5.518 2.846 4.956 5.928 5.664 5.458 3.794 5.128 5.698 5.362 5.546 4.108 4.15 5.81 6.458 5.786 3.444 4.99 4.308 5.474 5.932 4.192 5.25 5.822 5.888 5.864 3.754 4.582 4.848 5.524 6.264 3.738 4.896 5.678 6.042 6.056 Hãy xác định giống lúa cho suất cao với mức phân lý 3.324 4.286 4.932bón hợp4.756 5.362 5.3 PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN, HỒI QUI 5.3.1 Phân tích tương quan * Phương pháp phân tích: - Trong cơng thức nghiên cứu, có nhiều tiêu xác định nhằm có kết tồn diện q trình sinh lý Giữa tiêu tồn mối quan hệ đó? Quan hệ chặt hay khơng? Để xác định tồn mối quan hệ này, sử dụng phân tích tương quan - Giả sử có biến ngẫu nhiên (hai tiêu sinh học): X, Y Với n cặp giá trị quan sát Hệ số tương quan mẫu tính n theo cơng thức:  (x -x)(y -y) i r= i i=1 Trong đó: n kích thước mẫu nghiên cứu, x, y trung bình mẫu hai biến ngẫu nhiên X Y, n.Sx Sy - Dựa hệ số tương quan r để kết luận tương quan: Giá trị r Ý nghĩa Giá trị r Ý nghĩa X Y không tương quan ± 0,3  ± 0,5 mối tương quan trung bình ± 0,01  ± 0,1 mối tương quan thấp, không đáng kể ± 0,6  ± 0,7 mối tương quan cao ± 0,2  ± 0,3 mối tương quan thấp ± 0,8 trở lên mối tương quan cao * Cách thực Excel 2010 - Nhập số liệu vào bảng tính (theo cột theo hàng) - Data analysis Correlation Khai báo (Input range: miền liệu vào gồm nhãn, Grouped by: theo hàng cột, Labels in the first line: khai báo nhãn, Output: vị trí hiển thị kết quả) * Ví dụ: Tiến hành gây hạn nhân tạo giống cà chua VL3000 giai đoạn hoa, xác định tiêu: hàm lượng prolin, diệp lục tổng số, F0, Fm Fv/m kết cho bảng sau: Prolin(µg/g) Chla(SPAD) F0 Fm Fv/m 4.3984 52.9 369 1292 0.734 4.4256 53.6 359 1232 0.735 4.2352 46.3 360 1290 0.72 1278 0.73 4.3576 48.8 365 Hãy phân tích tương quan tiêu Hướng dẫn: - Nhập số liệu vào bảng tính theo hàng cột - Data analysis  Correlation Khai báo - Kết quả: 5.3.2 Phân tích hồi qui * Phương pháp phân tích: - Phương trình tốn học biểu diễn mối tương quan hai đặc trưng sinh học X Y gọi phương trình hồi qui - Đơn giản phân tích hồi qui tuyến tính bậc nhất, nghĩa phụ thuộc biến X Y biểu diễn đường thẳng bậc có dạng y = ax + b * Cách thực Excel 2010 Cách 1: - Nhập số liệu vào bảng tính - Data analysis Regression Khai báo - Phân tích kết Cách 2: - Nhập số liệu vào bảng tính - Vẽ đồ thị dạng X Y Scatter (Add trendline: Display Equation Display R-Squared) * Ví dụ: Lập phương trình hồi qui xác định mối liên hệ đường kính tán cây(Y) với đường kính thân đến ngang ngực (X) 10 thơng đuôi ngựa tuổi vườn thực vật Quốc gia theo số liệu bảng sau: STT X (đường kính thân) Y (đường kính tán) 2.5 7.6 2.8 8.8 3.0 8.9 3.4 9.3 3.7 9.7 4.0 10.6 4.5 11.0 4.9 11.8 5.2 11.9 10 5.7 12.3 * Hướng dẫn Cách Bình phương hệ số tương quan R2 = 0,96 ~1 - Nhập liệu vào bảng tính Excel Đường kính thân đường kính tán có quan hệ chặt chẽ - Vào Dana analysis - Phương trình hồi qui tuyến tính: Y = aX + b (R2 = C) Đường kính thân = đường kính tán*0,67 – 2,94 (R2 = Hệ số b = -2,94 0,96) Hệ số a = 0,67 * Hướng dẫn tìm phương trình hồi qui Excel Cách Phương trình hồi qui: Đường kính thân = Đường kính tán*0,67 - 2,49 Xin trân trọng cảm ơn lắng nghe thầy cô! ... luận với sinh viên ham học Thu thập thông tin hành Đặt giả thuyết Nghiên cứu Nghiên cứu NC Nghiên cứu Nghiên cứu Nghiên cứu XEM XÉT CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ:  Chọn vấn đề/đề tài nghiên cứu (đặt... câu hỏi nghiên cứu ? Nguồn gốc câu hỏi nghiên cứu: Đối với người nghiên cứu lâu năm câu hỏi nghiên cứu xuất q trình nghiên cứu, ngồi đến từ đồng nghiệp Với người nghiên cứu câu hỏi nghiên cứu xuất... báo khoa học → “Đọc” kỹ cần thiết nhà khoa học Có thể đọc tổng quan (review), phân tích tổng hợp (meta-analysis)… Hồi nghi “đức tính” cần thiết nhà khoa học (Trích NV Tuấn, 2015)  Người hướng dẫn