Đề cương ôn tập cho Sinh viên cuối học phần khoa học tự nhiên ( Mở rộng )| Đại học Sư Phạm Hà Nội

ĐỀ CƯƠNG NHẬP MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ
I.Sáu quy luật cơ bản của thế giới tự nhiên
- Quy luật là mối liên hệ bản chất, tất nhiên, phổ biến và lặp lại giữa các sự vật, hiện tượng
hay giữa các yếu tố cấu thành, các thuộc tính của sự vật, hiện tượng
- Quy luật có hai tính chất cơ bản:
+Tính khách quan: Mọi quy luật đều tồn tại khách quan, con người không thể sáng tạo ra
quy luật cũng không thể làm trái quy luật. Khả năng cơ bản của con người là nhận thức và
vận dụng quy luật (VD: Quy luật con người được sinh ra và mất đi).
+ Tính ổn định: Mọi quy luật đều phản ánh mối liên hệ lặp đi lặp lại giữa các yếu tố trong sự
vật, hiện tượng hoặc giữa các sự vật, hiện tượng với nhau. (VD: Quy luật di truyền Mendel).
- Quy luật của thế giới tự nhiên (hay gọi tắt là quy luật tự nhiên) là mối liên hệ bản chất, tất
nhiên, phổ biến và lặp lại giữa các sự vật, hiện tượng tự nhiên hay giữa các yếu tố cấu thành,
các thuộc tính của sự vật, hiện tượng tự nhiên.
Các quy luật tự nhiên phản ánh sự vận động và biến đổi của thế giới tự nhiên. Thế giới tự
nhiên có 6 qui luật cơ bản
1. Quy luật về sự đa dạng của Thế giới tự nhiên.
+ Định nghĩa “đa dạng” : Nhiều yếu tố hoặc bộ phận khác nhau
- Sự khác biệt hoặc khác biệt giữa con người, động vật hoặc sự vật, sự đa dạng, vô hạn hoặc
phong phú của những thứ khác nhau, không giống nhau, chênh lệch hoặc đa dạng
VD: Có vô số các hành tinh trong vũ trụ, Đa dân tộc, đa văn hóa
-Từ khái niệm “Thế giới tự nhiên bao gồm tất cả vật chất và năng lượng”.Vật chất gồm 2
loại: Chất và trường. Trong đó chất tạo nên các vật sống và vật không sống.
- Vật không sống. Nếu xét về sự đa dạng số lượng: Gồm đơn chất (hiện này có 118 đơn chất,
vẫn chưa phải là con số cuối) và hợp chất (vô cùng nhiều – không thể đếm được chính xác,
ví dụ các chất mới có nhiều tính chất mới liên tục được tổng hợp tại các phòng thí nghiệm
trên thế giới…). Nếu xét về sự đa dạng tính chất: Sẽ còn nhiều hơn (so với số lượng chất), ví
dụ cùng đơn chất cacbon nhưng ở các dạng khác nhau như kim cương (rất cứng, trong suốt,
không dẫn điện) hay than chì (mềm, màu đen, dẫn điện),…Nếu xét về sự đa dạng về thể:
Một số chất tồn tại ở nhiều thể khác nhau như rắn, lỏng, khí,…
- Với vật sống. Nếu xét về sự đa dạng số lượng: Có thể phân chia thành sinh vật đa bào
(động vật, thực vật, nấm) và sinh vật đơn bào (sinh vật nguyên sinh, vi khuẩn và vi khuẩn
cổ). Trong mỗi loài, chẳng hạn có bao nhiêu loại động vật từ khi hình thành Trái đất đến
nay?... Việt Nam là một trong 25 nước có mức độ đa dạng sinh học cao trên thế giới với dự
tính có thể có tới 20.000-30.000 loài thực vật
+Nếu xét về sự đa dạng môi trường sống: Có thể tìm thấy sự đa dạng về môi trường sống
của sinh vật như đất (bề mặt, đất chua, đất mặn,…), nước (ngọt, mặn, lợ, đáy biển…), khí
(…). Nếu xét về sự đa dạng thành phần: mỗi sinh vật khác nhau có thành phần (hóa học) khác nhau!
- Đa dạng sinh học: là sự khác nhau giữa các sinh vật sống ở tất cả mọi nơi và sự khác nhau
được thể hiện trong một loài, giữa các loài và giữa các hệ sinh thái với nhau (VD: trong
cùng 1 loài: mỗi khu vực sống hay các thời điểm khác nhau từ cùng 1 loài có những đặc
điểm khác nhau: voi châu á thấp, nhỏ hơn voi châu phi, voi ngày nay và voi ma mút thời cổ đại)
- Đa dạng về hệ sinh thái: hệ sinh thái trên cạn, dưới nước, không khí, đầm lầy…
-Sự đa dạng về số lượng: Trường điện, trường từ,…Sự đa dạng về tính chất (ví dụ như sự
điện phân- trường điện, nam châm hút/đẩy nhau – trường từ).
(ii). Năng lượng. Sự đa dạng về số lượng (chỉ xét các dạng có thể đo được): năng lượng (cơ,
nhiệt, điện, từ, hóa học, hạt nhân, sóng,…). Sự đa dạng về tính chất (…)
* Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học:
- Luôn luôn có sự nâng cao của những phát hiện mới so với cái đã tìm ra, từ đó quy luật đã
tạo động lực thúc đẩy và nghiên cứu.
- Số lượng, tính chất của các chất là vô cùng! Do vậy về mặt lý thuyết là có thể tồn tại
những chất có tính chất phù hợp với yêu cầu mong muốn của con người (chẳng hạn chất có
khả năng tiêu diệt tế bào ung thu, chất có tính chất tự làm lành vết rách,…).
- Mỗi sinh vật có thành phần hóa học khác nhau → Có thể nghiên cứu để khám phá ra
những chất quý báu (thậm chí ngày nay là cả mô, cơ,…) để cung cấp cho con người (làm
thuốc, thức ăn, chữa bệnh).
2. Quy luật về tính cấu trúc của Thế giới tự nhiên.
+ Định nghĩa “cấu trúc” : là sự sắp xếp và tổ chức các phần tử có liên quan lẫn nhau trong
một chất, một vật hoặc một hệ.
- VD: Kim cương và than chì có cấu trúc khác nhau.
-Phân tích quy luật qua ví dụ minh họa: Từ khái niệm “Thế giới tự nhiên bao gồm tất cả vật chất và năng lượng” - Cấu trúc của chất:
+ Nguyên tử có cấu trúc gồm phần lõi (hạt nhân) bao gồm các hạt p và n, và phần vỏ bao
gồm các e. Mỗi phần cũng đều có cấu trúc xác định. Phổ biến và được công nhận rộng rãi là
cấu trúc lớp vỏ nguyên tử: Gồm các lớp electron (tương ứng với kí hiệu K, L, M,… ứng với
các số lượng tử chính n = 1, 2, 3,…); mỗi lớp electron lại được tạo nên bởi các phân lớp (kí hiệu s, p, d,…).
+ Phân tử tạo nên bởi sự sắp xếp có trật tự (nghĩa là có tính cấu trúc) các nguyên tử: Ví dụ
phân tử rượu ethylic phải theo trật tự CH3-CH2-OH mà không phải là CH3-O-CH3, hai cấu
trúc khác nhau sẽ dẫn đến tính chất khác nhau.
- Cấu trúc của vật sống: (có thể xem vai trò của tế bào như nguyên tử trong chất)
+ Tế bào: Đơn vị nhỏ nhất của sự sống có các thành phần: màng tế bào (bao bọc tế bào),
khung tế bào (hệ thống mạng sợi và ống protein, cấu thành và duy trì hình dáng tế bào), tế
bào chất (không gian thực hiện chức năng tế bào), vật liệu di truyền (yếu tố duy trì thông tin
giữa các thế hệ, là các phân tử nucleic acid: DNA và RNA).
+ Sự thay đổi cấu trúc sinh vật. Xét theo khía cạnh số lượng tế bào: Nói chung, số lượng các
tế bào, ví dụ thần kinh, cơ, máu,…trong cơ mỗi người khác nhau (dù cùng cân nặng) là
khác nhau (khối lượng cơ bắp của cầu thủ C.Ronaldo cũng chiếm tới 50% khối lượng cơ thể,
cao hơn 4% so với mức trung bình của các cầu thủ chuyên nghiệp). Sự thay đổi bất thường
về số lượng một loại tế bào nào đó có thể là dấu hiệu của một loại bệnh tật nào đó.
- Cấu trúc của một hệ:
+ Hệ vi mô: Nguyên tử, phân tử,…
+ Hệ vĩ mô: Hệ Mặt trời,…
* Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học:
- Một số ý nghĩa thực tiễn rút ra từ quy luật trong nghiên cứu KHTN: Mỗi chất, sinh vật đều
có cấu trúc xác định và tương ứng là những tính chất và đặc điểm xác định.
- Mỗi chất, mỗi sinh vật sống đều có cấu trúc xác định: Do sự đa dạng về số lượng loại chất,
loài sinh vật → đa dạng về tính chất và đặc điểm → mối liên hệ giữa cấu trúc và (tính chất
của chất, thần kinh của con người – tư duy,…).
- Việc xác định được cấu trúc có ý nghĩa đặc biệt quan trọng: Giải thích và dự đoán được tính
chất và đặc điểm của chất cũng như sinh vật sống (VD: Phương pháp điều trị thay đổi cấu
trúc ADN có thể ngăn sự phát triển của gen gây bệnh, hoặc sửa chữa đột biến di truyền).
3. Quy luật về tính hệ thống của Thế giới tự nhiên
+ Định nghĩa “hệ thống”: Là tập hợp những phần tử có quan hệ hữu cơ với nhau, tác động
chi phối lẫn nhau theo các quy luật nhất định để thực hiện 1 chức năng nào đó
VD: Quần xã rừng mưa nhiệt đới gồm các quần thể cây, chim, thú khác nhau mang các đặc
điểm và chức năng khác nhau.
- Mỗi phần tử có hai đặc trưng sau: Mỗi phần tử phải có chức năng nhất định và mỗi phần tử
có tính độc lập tương đối của nó.
-Có 2 điều kiện để trở thành hệ thống: Tập hợp các phần tử và Những mối quan hệ và liên hệ
lẫn nhau giữa các phần tử đó (liên quan đến tính cấu trúc của hệ)
+ Vật chất - năng lượng với chức năng tạo nên hệ Thế giới tự nhiên: Có chức năng khác
nhau, độc lập với nhau nhưng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau (E = mc2), đây chính là mối
quan hệ hữu cơ giữa chúng. Mất đi một trong 2 thành phần này sẽ không còn hệ thống Thế giới tự nhiên.
+ Cái đèn cồn với chức năng cung cấp nhiệt trong phòng thí nghiệm là một hệ thống: Cồn
đốt, phao chứa cồn, bấc để hút/dẫn cồn. Mất đi chỉ cần 1 trong 3 yếu tố này sẽ không còn hệ
thống gọi là “đèn cồn”.
+ Hệ (thống) tiêu hóa với chức năng tiêu hóa và chế biến thức ăn gồm tuyến nước bọt, thực
quản, dạ dày, gan, túi mật, tuyến tụy, ruột, trực tràng và hậu môn.
*ý nghĩa thực tiễn trong nghiên cứu KHTN:
-Mỗi phần tử trong thế giới KHTN đều thuộc một (hoặc nhiều) hệ thống nào đó với chức năng xác định.
- Để nghiên cứu KHTN được tốt, trước tiên cần phải xác định xem phần tử nghiên cứu thuộc
(những) hệ thống nào, có chức năng ra sao, ảnh hưởng chi phối lẫn nhau giữa các phần tử
trong hệ thống đó là như thế nào → ảnh hưởng thế nào đến chức năng của toàn hệ thống →
biện pháp để nâng cao hiệu quả, chức năng của toàn hệ thống.
VD1: Nếu bấc đèn cồn làm bằng vật liệu kém xốp → hút cồn lên kém → cháy yếu.
VD2: Nếu sử dụng pin trong “hệ thống điện thoại” có điện trở lớn hơn → gây nóng nhanh
hơn → cháy nổ điện thoại.
4. Quy luật về tính tuần hoàn của Thế giới tự nhiên
+ Định nghĩa “tuần hoàn”: Trong thế giới tự nhiên, cấu trúc của các hệ thống hoặc vận động
và biến đổi của các hệ thống đều mang tính lặp đi lặp lại
-Một số ví dụ: Ngày và đêm, Sự tuần hoàn về tính chất của các đơn chất và hợp chất: Bảng
hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, Vòng tuần hoàn máu trong cơ thể người: Sự
chuyển vận của máu, đi từ trái tim đến khắp cơ thể rồi lại trở về tim,
* Phân tích vòng tuần hoàn của nước: Nước là hợp chất phổ biến nhất trên Trái Đất, và toàn
bộ sự sống trên hành tinh này dù nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào nó. Nước có vai trò quan
trọng trong cơ thể sinh vật (70% trọng lượng cơ thể chúng ta là nước). Bộ rễ thực vật nhờ có
nước mà hút được các chất khoáng hòa tan. Động vật nhờ nước trong các mô của phổi mà
hấp thụ được oxy từ không khí.
-Vòng tuần hoàn nước bắt nguồn chủ yếu từ nước trong các biển và đại dương, gồm các quá trình:
+Bốc thoát hơi: Dưới tác dụng của bức xạ Mặt trời, nước bốc hơi từ bề mặt đại dương, hồ
đầm, sông ngòi,… và cả từ bề mặt đất ẩm. Ngoài ra, sinh vật, đặc biệt là rừng cây cũng thoát
ra một lượng hơi nước lớn để điều hòa môi trường sống. Hơi nước tồn tại trong khí quyển
không nhiều lắm và tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ, có thể ở các dạng hơi, mây, sương mù, …
+Nước rơi: Khi nhiệt độ của không khí hạ thấp, hơi nước sẽ ngưng tụ thành hạt lớn và dưới
tác dụng của trọng lực sẽ rơi xuống mặt đất tạo thành nước rơi. Nước rơi có thể ở dạng lỏng
là mưa hay ở dạng xốp là tuyết và thậm chí cả ở dạng rắn: mưa đá
+Dòng chảy: Khi nước rơi tới bề mặt đất, đại bộ phận sẽ tham gia vào các quá trình bốc hơi. Phần nhỏ còn
lại sẽ tập trung tại các dải trũng và chảy thành dòng, đó là các dòng chảy. Phần lớn các dòng
chảy tồn tại ở dạng lỏng : đó là dòng sông, suối; một phần khác sẽ ở dạng rắn : đó là băng hà.
Hầu hết các dòng chảy đều đổ ra biển và đại dương.
+ Ngấm: Trên mặt đất ngoài một số ít nước chảy trên mặt, phần còn lại ngấm xuống đất
thành nước dưới đất tạo thành nước ngầm. Nước ngầm chảy theo đất dốc và cuối cùng lộ ra
bề mặt để cung cấp nước cho ngòi, dưới dạng suối
→Đến đây vòng tuần hoàn của nước lại được lặp đi lặp lại, từ đó vòng tuần hoàn của nước có ý nghĩa:
- Thúc đẩy quá trình trao đổi vật chất và năng lượng, góp phần duy trì và phát triển sự sống trên TĐ.
- Phân phối, điều hòa lại nguồn nhiệt ẩm giữa đại dương và lục địa, giữa các vùng ẩm ướt và các vùng khô hạn.
- Tác động sâu sắc đến khí hậu, chế độ thủy văn, làm thay đổi địa hình cảnh quan trên Trái Đất.
* Ý nghĩa thực tiễn rút ra từ quy luật trong nghiên cứu KHTN:
- Nếu biết được quy luật tuần hoàn và vị trí của đối tượng nghiên cứu trong quá trình tuần
hoàn, có thể dự đoán được những điều đã và sẽ xảy ra tiếp theo → phát triển những vấn đề
tích cực, hạn chế những vấn đề tiêu cực.
- Một trong những nhiệm vụ của nghiên cứu khoa học là tìm các quy luật tuần hoàn (nếu có)
của đối tượng nghiên cứu để đưa ra các dự đoán, dự báo giúp hoàn thiện hơn đối tượng
nghiên cứu (nhìn rộng, nhìn toàn diện vấn đề!).
+Ví dụ quy luật chính về vòng đời của túi gói hàng: được sản xuất ra → sử dụng để gói hàng
→ thùng rác. Nếu túi gói hàng làm bằng vật liệu như PE chẳng hạn, sẽ dẫn tới tác hại đến
môi trường → dùng vật liệu phân hủy sinh học (dù không làm thay đổi quy luật về vòng đời túi gói hàng).
5. Quy luật về sự vận động và biến đổi của Thế giới tự nhiên
+ Định nghĩa “vận động”: “Là một phạm trù triết học dùng để chỉ sự thay đổi của tất cả sự
vật, hiện tượng, của mọi quá trình diễn ra trong không gian, vũ trụ từ đơn giản tới phức tạp.
+ Định nghĩa “biến đổi”: Là sự thay đổi hoặc làm cho thay đổi thành khác trước.
Ví dụ 1: Ở 0K không tồn tại Thế giới tự nhiên vì ở nhiệt độ này các nguyên tử, phân tử không chuyển động. -Phân loại vận động:
+Cơ học: Sự di chuyển vị trí của các vật thể trong không gian _VD: Chạy,bắn bi,…
+Vật Lí: Sự vận động của các phân tử, điện tử, quá trình nhiệt, năng lượng,…_VD: Bay hơi,..
+Hóa học: Sự biến đổi các chất trong quá trình hóa hợp và phân giải, phản ứng hóa học,..
VD: Đốt cháy hợp chất hữu cơ sinh ra nước và khí cacbonic, bazo vào quỳ tìm chuyển xanh
+Sinh học: Sự trao đổi chất giữa cơ thể và cơ thể sống, môi trường_VD: Hô hấp, quang hợp
(Thức ăn đưa vào trong miệng được tiêu hóa và biến thành sản phẩm cuối cùng cung cấp
năng lượng và hoạt động của con người)
+Xã hội: Sự thay đổi cảu các quá trình xã hội
VD:Công xã nguyên thủy => Chiếm hữu nô lệ => Phong kiến =>Chủ nghĩa tư bản=>Cộng sản chủ nghĩa
Chú ý: Các hình thức vận động trên được sắp xếp từ thấp đến cao; Các hình thức vận động
cao xuất hiện trên cơ sở hình thức vận động thấp bao hàm trong nó tất cả các hình thức vận
động thấp hơn; Các hình thức vận động thấp không có khả năng bao hàm các hình thức vận động cao
VD: Trong Vật Lí bao gồm Cơ học, trong Hóa học bao gồm Vật Lí,…
* Ý nghĩa thực tiễn rút ra từ quy luật trong nghiên cứu KHTN:
- Mọi sự vật luôn vận động và biến đổi (nhiều cấp độ, entropy của vũ trụ luôn tăng).
- Nghiên cứu các điều kiện để xác định sự thay đổi cấp độ vận động (VD: hỗn hợp N2, H2
chỉ có chuyển động phân tử, nhưng khi tăng nhiệt độ sẽ dẫn đến phản ứng tạo NH3).
6. Quy luật về sự tương tác của Thế giới tự nhiên
+ Định nghĩa “Tương tác”: Là sự tác động qua lại lẫn nhau.
-Đối với thế giới sống, sự tương tác các sinh vật sống và môi trường được thể hiện ở các cấp
độ khác nhau : Tương tác xảy ra trong cơ thể sinh vật và giữa các sinh vật với môi trường
-Tương tác trong hệ sinh thái thể hiện ở ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến đời sống
sinh vật, quan hệ giữa sinh vật – môi trường, quan hệ giữa sinh vật – sinh vật trong quần thể và trong quần xã
-Tương tác trong tự nhiên có sự tương tác giữa các đối tượng tương tác giữa vật chất và năng
lượng = > Thể hiện theo sự chuyển hóa vật chất và năng lượng
-Con người biết đến 4 loại tương tác : Hấp dẫn, điện từ, tương tác mạnh, tương tác yếu
VD: Tương tác giữa TĐ và vật có khối lượng là tương tác hấp dẫn : Lực hấp dẫn; Tương tác
điện thuộc tương tác điện từ: Lực tĩnh điện.
* Ý nghĩa thực tiễn rút ra từ quy luật trong nghiên cứu KHTN:
- Các tương tác vật lí là nguồn gốc của sự vận động và biến đổi (vật chất) của Thế giới.
- Biết được bản chất của tương tác (vi mô, vĩ mô, nghĩa hẹp, nghĩa rộng) là đặc biệt quan trọng.
II. Đạo đức khoa học
1. Phân tích những nguyên tắc cơ bản của đạo đức khoa học
-Đạo đức khoa học là một vấn đề quan trọng và cơ bản trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học,
thu hút sự quan tâm, chú ý không chỉ của giới khoa học mà của toàn xã hội.
* Nguyên tắc 1: Trung thực và khách quan trong khoa học
-Tri thức khoa học dựa vào sự thật, mà sự thật đó phải được quan sát hay thu thập bằng
những phương pháp khách quan. Khoa học dựa vào những sự thật có thể nhìn thấy, có thể
nghe thấy, có thể sờ được, chứ không dựa vào kinh nghiệm cá nhân hay suy luận theo cảm
tính. Do đó, khoa học đặt sự thật khách quan trên hết và trước hết. Không có sự khách quan
và không có sự thành thật thì khoa học không có ý nghĩa gì cả. Nhà khoa học phải khách quan và thành thật.
-Nguyên tắc thành thật tri thức được xem là một cột trụ cơ bản nhất trong các nguyên tắc về
đạo đức khoa học. Theo đó, nhà khoa học phải tuyệt đối thành thật với những gì mình quan sát hay nhận xét.
* Nguyên tắc 2: Cẩn trọng trong phân tích kết quả khoa học để tránh sai sót
-Nhà khoa học phải phấn đấu hết mình để tránh các nhầm lẫn và sai sót trong tất cả các hoạt
động khoa học. Họ có nghĩa vụ phải báo cáo đầy đủ, chi tiết những kết quả đạt được trong
quá trình nghiên cứu để các nhà khoa học khác có thể thẩm định hay xác nhận (nếu cần
thiết). Bất cứ một thay đổi về số liệu, dữ liệu thu thập được đều phải có chú thích rõ ràng
(chẳng hạn như ghi rõ ngày tháng sửa, ai là người chịu trách nhiệm và tại sao thay đổi). Khi
làm việc như thế, việc sử dụng các phương pháp phi chính thống hay phương pháp phân tích
và cách diễn dịch có thể dẫn đến những tiến bộ khoa học. Tuy nhiên, nếu cách làm việc này
chỉ nhằm vào mục đích đạt được kết luận mà nhà khoa học muốn có thì rất dễ dẫn tới vi
phạm đạo đức khoa học.
*Nguyên tắc 3: Phân tích và giải thích các kết quả một cách độc lập
Khoa học không bao giờ dừng lại trong hành trình đi tìm sự thật, vì đây là một hành trình
liên tục. Nhà khoa học cần được tạo điều kiện để theo đuổi những ý tưởng mới và phê phán
những ý tưởng cũ. Họ cũng có quyền thực hiện những nghiên cứu mà họ cảm thấy thú vị và
đem lại phúc lợi cho xã hội.
* Nguyên tắc 4: Cởi mở và công khai
-Nhà khoa học có trách nhiệm chia sẻ dữ liệu, kết quả và phương pháp nghiên cứu, lý thuyết,
thiết bị… với đồng nghiệp, cho họ tiếp cận dữ liệu của mình, nếu cần thiết.
-Những thói ganh tị, thành kiến hay mâu thuẫn cá nhân có thể làm cho hệ thống nghiên cứu
khoa học bị thất bại. Do đó, khi phê bình một nghiên cứu của đồng nghiệp, nhà khoa học nên
tập trung vào tính hợp lý khoa học và logic của nghiên cứu, chứ không nên dựa vào những cảm nhận cá nhân.
* Nguyên tắc 5: Xác nhận đầy đủ kết quả và trích dẫn chuẩn xác nguồn thông tin, dữ liệu và ý tưởng
-Tri thức khoa học mang tính tích lũy và được xây dựng dựa vào những đóng góp của nhiều
nhà khoa học trong quá khứ và hiện tại. Ghi nhận công trạng của họ là một quy ước về đạo
đức khoa học, và hình thức ghi nhận có thể được thể hiện qua tài liệu tham khảo, lời cảm tạ,
hay cho họ cơ hội đứng tên đồng tác giả. Sử dụng công trình hay ý tưởng của đồng nghiệp
mà không ghi nhận là một vi phạm đạo đức khoa học.
-Theo quy ước chung, nhà khoa học có tư cách đứng tên tác giả nếu hội đủ tất cả 3 tiêu
chuẩn: Một là đã có đóng góp quan trọng trong việc hình thành ý tưởng và phương pháp
nghiên cứu, hay thu thập, phân tích và diễn dịch dữ kiện; hai là đã soạn thảo bài báo hay
kiểm tra nội dung tri thức của bài báo một cách nghiêm túc; ba là phê chuẩn bản thảo sau
cùng để gửi cho tạp chí.
* Nguyên tắc 6: Có trọng trách đạo đức đối với xã hội
-Phần lớn hoạt động khoa học là do tài trợ từ đóng góp của người dân; do đó, nhà khoa học
phải có nghĩa vụ công bố những gì mình đạt được cho công chúng biết.
-Tất cả các cơ sở vật chất sử dụng cho nghiên cứu, kể cả thiết bị, hóa chất, tài chính… là tài
sản chung của xã hội; do đó, chúng cần được sử dụng sao cho đem lại lợi ích cao nhất cho xã
hội. Các động vật và bệnh nhân tham gia vào nghiên cứu được xem là “vốn xã hội” và cần
phải được tuyệt đối tôn trọng.
⇒ Nói chung, vì mang tính xã hội, nên các quy tắc chuẩn mực về đạo đức khoa học phải là
một “thể chế” của bất cứ trung tâm khoa học nào, và phải được xem như là quy ước ứng xử
và là một mục tiêu của khoa học.
2. Những nhiệm vụ của sinh viên trong đảm bảo đạo đức khoa học
-Trung thực và khách quan trong khoa học,sinh viên phải tuyệt đối thành thật với những gì
mình quan sát hay nhận xét, không được gian lận trong nghiên cứu, không giả tạo dữ liệu,
không thay đổi dữ liệu, và không lừa gạt đồng nghiệp.
-Cẩn trọng trong phân tích kết quả khoa học để tránh sai sót
-Chịu trách nhiệm khi thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học dành cho sinh viên;
-Phân tích và giải thích các kết quả một cách độc lập, sinh viên phải phân tích và giải thích
các kết quả một cách độc lập dựa trên dữ liệu và không dựa trên ảnh hưởng của các nguồn bên ngoài.
-Cởi mở và công khai, sinh viên có trách nhiệm chia sẻ dữ liệu, kết quả và phương pháp
nghiên cứu, lý thuyết, thiết bị, v.v… với đồng nghiệp, đặc biệt chia sẻ công khai phương
pháp, số liệu và diễn giải thông qua việc công bố và trình bày.
-Xác nhận đầy đủ kết quả và trích dẫn chuẩn xác nguồn thông tin, dữ liệu và ý tưởng
-Không lừa bịp, sao chép, ăn cắp trùng lặp với các nghiên cứu khác.
-Tuân thủ các quy định của pháp luật về sở hữu trí tuệ, hoạt động khoa học và công nghệ và
các quy định khác của pháp luật hiện hành.
-Có trọng trách đạo đức đối với xã hội
-Trách nhiệm trước công chúng
→Sinh viên và các nghiên cứu sinh từ các trường đại học là những người sẽ chiếm giữ các vị
trí quan trọng trong xã hội như nhà lãnh đạo, nhà khoa học và giáo sư tương lai, và việc đảm
bảo sự hiểu biết về được các tiêu chuẩn đạo đức khoa học là một biện pháp để đảm bảo sự ổn
định của xã hội cho các thế hệ tiếp nối.
III. Bốn cuộc cách mạng công nghiệp
1. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ I
a) Bối cảnh ra đời
- Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất diễn ra từ thế kỷ XVIII đến XIX ở châu Âu và Mỹ.
Đó là thời kỳ mà hầu hết nông nghiệp, xã hội nông thôn đã trở thành công nghiệp và đô thị.
Ngành công nghiệp sắt và dệt, cùng với sự phát triển của động cơ hơi nước, đóng vai trò
trung tâm trong Cách mạng Công nghiệp. b) Thành tựu cơ bản
- Ngành dệt may: Lúc bấy giờ, các nhà máy dệt đều phải đặt gần sông để lợi dụng sức nước
chảy. Năm 1784, James Watt phụ tá thí nghiệm của một trường đại học đã phát minh ra máy
hơi nước. Nhờ phát minh này, nhà máy dệt có thể đặt bất cứ nơi nào. Năm 1785, linh mục
Edmund Cartwright cho ra đời một phát minh quan trọng trong ngành dệt là máy dệt vải.
Máy này đã tăng năng suất dệt lên tới 40 lần.
- Ngành luyện kim: Năm 1784, Henry Cort đã tìm ra cách luyện sắt “puddling”. Mặc dù
phương pháp của Henry Cort đã luyện được sắt có chất lượng hơn nhưng vẫn chưa đáp ứng
được yêu cầu về độ bền của máy móc. Năm 1885, Henry Bessemer đã phát minh ra lò cao có
khả năng luyện gang lỏng thành thép, khắc phục được những nhược điểm của chiếc máy trước đó.
- Ngành giao thông vận tải: Chiếc đầu máy xe lửa đầu tiên chạy bằng hơi nước vào năm
1804. Đến năm 1829, vận tốc xe lửa đã lên tới 14 dặm/giờ. Thành công này đã làm bùng nổ
hệ thống đường sắt ở Châu Âu và Mỹ. Năm 1807, Robert Fulton đã chế ra tàu thủy chạy
bằng hơi nước thay thế cho những mái chèo hay những cánh buồm. c) Tác động xã hội
- Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử nhân loại
– kỷ nguyên sản xuất cơ khí, cơ giới hóa. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất đã thay
thế hệ thống kỹ thuật cũ có tính truyền thống của thời đại nông nghiệp (kéo dài 17 thế kỷ),
chủ yếu dựa vào gỗ, sức mạnh cơ bắp (lao động thủ công), sức nước, sức gió và sức kéo
động vật bằng một hệ thống kỹ thuật mới với nguồn động lực là máy hơi nước và nguồn
nguyên, nhiên vật liệu và năng lượng mới là sắt và than đá. Nó khiến lực lượng sản xuất
được thúc đẩy phát triển mạnh mẽ, tạo nên tình thế phát triển vượt bậc của nền công nghiệp
và nền kinh tế. Đây là giai đoạn quá độ từ nền sản xuất nông nghiệp sang nền sản xuất cơ
giới trên cơ sở khoa học. Tiền đề kinh tế chính của bước quá độ này là sự chiến thắng của
các quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa, còn tiền đề khoa học là việc tạo ra nền khoa học mới,
có tính thực nghiệm nhờ cuộc cách mạng trong khoa học vào thế kỷ XVII. d) Phát minh
- Đầu thế kỷ 19, cuộc cách mạng mở ra với sự cơ giới hóa ngành dệt may, James Watt-phụ tá
thí nghiệm của một trường đại học đã phát minh ra máy hơi nước giúp các nhà máy dệt có
thể đặt bất kỳ nơi nào (vào thời điểm đó máy dệt phải chạy nhờ vào sức nước).
2. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ II
a) Bối cảnh ra đời
- Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 diễn ra từ khoảng năm 1870 đến khi Thế Chiến I nổ
ra. Đặc trưng của cuộc cách mạng công nghiệp lần này là việc sử dụng năng lượng điện và
sự ra đời của các dây chuyền sản xuất hàng loạt trên quy mô lớn. Cuộc cách mạng công
nghiệp lần thứ hai diễn ra khi có sự phát triển của ngành điện, vận tải, hóa học, sản xuất thép,
và (đặc biệt) là sản xuất và tiêu dùng hàng loạt. Cuộc cách mạng công nghiệp 2.0 đã tạo nên
những tiền đề mới và cơ sở vững chắc để phát triển nền công nghiệp ở mức cao hơn nữa. b) Thành tựu cơ bản
-Nhiều sáng chế được ra đời trong thời kỳ này, nhưng đỉnh cao nhất thì phải nhắc đến truyền thông và động cơ: *Truyền thông:
-Phát minh cốt yếu nhất trong lĩnh vực truyền thông đầu tiên là kỹ thuật in ấn tang quay dẫn
động bằng năng lượng hơi nước. Tiếp của sự thành công máy sản xuất giấy cuộn dựa trên kỹ thuật in ấn mà ra đời.
-Quy trình làm giấy từ những nguồn hạn chế như bông, lanh được thay thế bằng bột gỗ. Năm
1870 với sự truyền bá kiến thức của nước Anh thuế giấy bị xóa bỏ kích thích sự phát triển
của báo chí và tạp chí.
-Thời gian này máy công cụ có khả năng chế tạo các thiết bị chính xác trong máy khác tại
Mỹ có sự tăng trưởng. Dây chuyền sản xuất hàng tiêu dùng ra đời. *Động cơ:
-Ở cuộc cách mạng này, động cơ đốt phát triển ở một số cường quốc lớn, họ cùng nhau trao
đổi ý tưởng và sáng chế được nhiều phát minh mới.
-Động cơ đốt trong chạy trên khí than đá đầu tiên đã được phát triển do Etienne Lenoir ở
Pháp, nơi mà nó đã có một số thành công hạn chế như là một động cơ nhỏ trong công nghiệp nhẹ.
-Năm 1860 động cơ đốt đầu tiên ra đời, được thử nghiệm làm động lực cho ô tô sơ khai ở
những năm 1870. Gottlieb Daimler người nước Đức đã sử dụng dầu mỏ làm nhiên liệu của
xe ô tô thay cho khí than. Sau đó Henry Ford đã chế tạo ra ô tô hoạt động với động cơ đốt trong.
-Động cơ xăng hai kỳ cũng được phát minh trở thành nguồn năng lượng của người nghèo, là
nguồn năng lượng tin cậy của các cơ sở sản xuất trong thời điểm này. c) Tác động xã hội
-Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 ra đời đã mở ra kỷ nguyên của sản xuất hàng loạt,
thúc đẩy bởi sự ra đời của điện và dây chuyền lắp ráp. Công nghiệp hóa được lan rộng ra
nhiều nước như Nhật Bản, Nga,… Cuộc cách mạng đã tạo ra những tiền đề thắng lợi cho chủ
nghĩa xã hội có quy mô thế giới. d) Phát minh * Ô tô
-Năm 1885, Motorwagen của Karl Benz, chạy bằng động cơ đốt trong là chiếc ô tô được phát minh đầu tiên.
Hiệu quả của chiếc xe là rất lớn trong nhân dân và mọi người bắt đầu mua nó. Ngoài ra,
ngành công nghiệp ô tô đóng góp đáng kể vào sự tăng trưởng kinh tế của đất nước mà nó được phát minh.
Model T là một chiếc xe được chế tạo vào năm 1908, bởi Ford Motor Company. Chiếc xe rất
phổ biến trong thời gian đó và giá cả phải chăng cho tầng lớp trung lưu.
-Sự đổi mới của dây chuyền lắp ráp của công ty Ford đã khiến chiếc xe trở nên rất phổ biến đối với người Mỹ. * Máy bay
-Loài người luôn mơ ước được bay trên bầu trời với những cảm hứng từ cỗ máy bay của
Leonardo da Vinci và đôi cánh sáp huyền thoại của Daedalus và Icarus.
-Năm 1903, hai anh em người Mỹ, Wilbur và Orville Wright đã biến giấc mơ của loài người
thành hiện thực bằng cách chế tạo cỗ máy bay thực sự đầu tiên có tên là "máy bay".
-Phát minh của ông là một sự trợ giúp tuyệt vời cho mọi người và thế kỷ XX đã chứng kiến
sự tăng trưởng có ảnh hưởng nhất trong giao thông vận tải toàn cầu. * Điện thoại
-Năm 1876, Alexander Graham Bell, đã phát minh ra một thiết bị gọi là "điện thoại". Những
thí nghiệm của ông với âm thanh, để làm cho người điếc giao tiếp, dẫn đến việc phát minh ra điện thoại.
-Cho đến ngày nay, ngành công nghiệp điện thoại sống trong kỷ nguyên của điện thoại di
động, một cuộc cách mạng trong hệ thống truyền thông quốc tế.
-Nhưng, Graham Bell, cũng như các nhà phát minh khác của các thiết bị tương tự như điện
thoại, là những người tiên phong về sự thay đổi của loài người theo cách không thể tưởng
tượng được vào thế kỷ 19.. * Bóng đèn sợi đốt
-Cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc sử dụng năng lượng điện được đặt ra bởi nhà khoa học
và nhà thực nghiệm Michael Faraday.
-Thông qua nghiên cứu về từ trường xung quanh một dây dẫn mang dòng điện trực tiếp,
Faraday đã thiết lập cơ sở cho khái niệm trường điện từ trong vật lý.
-Những phát minh của ông về các thiết bị điện từ xoay là cơ sở cho việc sử dụng điện thực tế trong công nghệ.
-Năm 1881, Sir Joseph Swan, người phát minh ra bóng đèn sợi đốt đầu tiên, đã cung cấp gần
1200 bóng đèn sợi đốt Swan cho Nhà hát Savoy ở thành phố Westminster, London, là nhà
hát đầu tiên và là tòa nhà công cộng đầu tiên trên thế giới được chiếu sáng đầy đủ. cho điện. * Tua bin hơi
-Tua bin hơi được Sir Charles Parsons phát triển vào năm 1884. Mô hình đầu tiên của nó
được kết nối với một máy phát điện tạo ra 7,5 kW (10 hp) điện.
-Việc phát minh ra tuabin hơi Parsons đã tạo ra nguồn điện rẻ và dồi dào và cách mạng hóa
vận chuyển và chiến tranh hải quân.
-Vào thời điểm Parsons qua đời, tuabin của ông đã được tất cả các nhà máy điện lớn trên thế giới chấp nhận.
3. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ III (Cách mạng kỹ thuật số)
a) Bối cảnh ra đời
-Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 được bắt đầu với sự ra đời và phát triển lan tỏa công
nghệ thông tin, điện tử, tự động hóa sản xuất. Cuộc cách mạng này còn được gọi là cuộc
cách mạng máy tính hay là cuộc cách mạng số diễn ra từ những năm 1950 đến cuối những năm 1970.
-Điểm xuất phát của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba là Chiến tranh thế giới thứ hai,
trong đó các bên tham chiến đã từng nghiên cứu chế tạo thành công các hệ thống vũ khí và
trang bị dựa trên nguyên lý hoạt động hoàn toàn mới như bom nguyên tử máy bay phản lực,
dàn tên lửa bắn loạt, tên lửa chiến thuật đầu tiên v.v. Đây là thành quả hoạt động nghiên cứu
phát triển của rất nhiều viện nghiên cứu và văn phòng thiết kế quân sự bí mật Ngay sau đó
các thành tựu khoa học – kỹ thuật quân sự được áp dụng vào sản xuất, tạo tiền đề cho cách
mạng công nghiệp lần thứ ba, diễn ra trong nhiều lĩnh vực, tác động đến tất cả các hoạt động
kinh tế, chính trị, tư tưởng đời sống, văn hóa, của con người. b) Thành tựu cơ bản
-Thiết lập nên những tiến bộ vượt bậc trong xã hội như máy tính cá nhân, internet và mạng
xã hội đã tạo diện mạo vượt trội thay đổi kinh tế và các mối quan hệ trên toàn cầu.
-Những thành tựu khoa học công nghệ cơ bản hoàn thành trong cuối thế kỷ 20. Thành tử nổi
trội để lại mà ngày nay chúng ta vẫn đang thụ thưởng từ công nghệ 3.0 chính là vệ tinh, máy
bay, máy tính, điện thoại, internet, …
-Cách mạng công nghiệp lần thứ ba trải qua hai giai đoạn. Giai đoạn một từ giữa những năm
40 đến những năm 60 của thế kỷ XX. Giai đoạn hai bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ XX
đến đầu thế kỷ XXI. Trong ranh giới giữa hai giai đoạn này là thành tựu khoa học đột phá
trong lĩnh vực sáng chế và áp dụng máy tính điện tử trong nền kinh tế quốc dân, tạo động lực
để hoàn thiện quá trình tự động hóa có tính hệ thống và đưa tất cả các lĩnh vực trong nền
kinh tế chuyển sang một trạng thái công nghệ hoàn toàn mới.
-Giai đoạn một chứng kiến sự ra đời vô tuyến truyền hình, công nghệ đèn bán dẫn, máy tính
điện tử, ra-đa, tên lửa, bom nguyên tử, sợi tổng hợp, thuốc kháng sinh pê-nê-xi-lin, bom
nguyên tử, vệ tinh nhân tạo, máy bay chở khách phản lực, nhà máy điện nguyên tử, máy
công cụ điều khiển bằng chương trình, la-ze, vi mạch tổng hợp, vệ tinh truyền thông, tàu cao
tốc. Giai đoạn hai chứng kiến sự ra đời công nghệ vi xử lý, kỹ thuật truyền tin bằng cáp
quang, rô-bốt công nghiệp, công nghệ sinh học vi mạch tổng hợp thể khối có mật độ linh
kiện siêu lớn, vật liệu siêu cứng, máy tính thế hệ thứ 5, công nghệ di truyền, công nghệ năng lượng nguyên tử. c) Tác động xã hội
-Cuộc cách mạng này đã tạo điều kiện tiết kiệm các tài nguyên thiên nhiên và các nguồn lực
xã hội, cho phép chi phí tương đối ít hơn các phương tiện sản xuất để tạo ra cùng một khối
lượng hàng hóa tiêu dùng. Kết quả, đã kéo theo sự thay đổi cơ cấu của nền sản xuất xã hội
cũng như những mối tương quan giữa các khu vực I (nông – lâm – thủy sản), II (công nghiệp
và xây dựng) và III (dịch vụ) của nền sản xuất xã hội. Làm thay đổi tận gốc các lực lượng sản xuất.
-Cơ sở hạ tầng điện tử tiến bộ, phát triển về công nghệ kỹ thuật số với nhiều phát minh được
ra đời như: vệ tinh, máy bay, máy tính, điện thoại,…
-Cuộc cách mạng truyền thông và tiếp thị với nhiều cuộc cải cách của cách mạng kỹ thuật số
đối với ngành truyền thông, tiếp thị: Internet bùng nổ, tập dữ liệu lớn – Big Data được phát
minh. Các công ty, doanh nghiệp cũng chuyển hướng kinh doanh. Xu hướng SMAC (Social,
Mobile, Analytics, Cloud) ra đời: Chuyển đổi công nghệ analog sang kỹ thuật số.
-Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 đã mang lại nhiều thay đổi đặc biệt về công nghệ kỹ
thuật số. Mang đến nhiều phát minh vĩ đại thay đổi nền kinh tế lúc bấy giờ. Từ đó cuộc cách
mạng công nghiệp lần thứ 4 ra đời d) Phát minh *Thập niên 70:
-Vào những năm 1970 nhiều thiết bị hiện đại được ra đời như: máy tính gia đình, máy tính
chia sẻ thời gian, máy trò chơi điện tử,…, đây cũng là thời kỳ hoàng kim của trò chơi điện tử arcade.
-Công nghệ kỹ thuật số bắt đầu chuyển đổi từ lưu trữ analog sang lưu trữ kỹ thuật số. Tạo
thêm việc làm mới cho người dân là nhân viên nhập liệu.
-Một phát triển công nghệ quan trọng ở thập niên này là công nghệ nén dữ liệu kỹ thuật số –
biến đổi cosine rời rạc (DCT). *Thập niên 80:
- Ở thập niên này, máy tính đã du nhập vào các nước phát triển, xuất hiện nhiều ở trường
học, hộ gia đình, doanh nghiệp,…
- Mãi đến năm 1983, chiếc điện thoại đầu tiên đã ra đời với sáng chế của Motorola DynaTac.
Đến năm 1991, mạng 2G được sử dụng khiến những chiếc điện thoại được phổ biến hơn.
- Từ đó nhiều thiết bị công nghệ hiện đại cũng lần lượt được ra đời: máy ảnh kỹ thuật số,
máy ảnh phim truyền thống, mực kỹ thuật số, … Và sáng chế quan trọng nhất ở thời bấy giờ
chính là World Wide Web – Một không gian thông tin toàn cầu. *Thập niên 90:
-Năm 1990 World Cup diễn ra đã lần đầu tiên được chiếu trên HDTV ở Tây Ban Nha và Ý.
Tuy nhiên phải đến giữa năm 2000, HDTV mới trở thành chuẩn mực tại Nhật Bản.
-Sau sự ra đời của World Wide Web đã làm tiền đề cho các trình duyệt web thay đổi và phát
triển nên nhiều trình duyệt mới như: Mosaic, Netscape Navigator và Internet Explorer.
-Đến năm 1996, Internet được mở rộng trở thành nền văn hóa đại chúng. *Thập niên 20:
-Ở đầu thập niên này, điện thoại đã trở nên phổ biến hơn, tính năng soạn và gửi tin nhắn văn bản cũng xuất hiện.