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Introdução à Metodologia Científica. Instrutores. Renato M.E. Sabbatini, PhD Silvia Helena Cardoso, PhD Núcleo de Informática Biomédica UNICAMP. Aula I Ciência e o Método Científico. O que é ciência e como ela surgiu Tipos de conhecimento Formas de aquisição do conhecimento pela pesquisa - PowerPoint PPT Presentation
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Introdução à Metodologia Científica
Instrutores
Renato M.E. Sabbatini, PhDSilvia Helena Cardoso, PhDNúcleo de Informática Biomédica
UNICAMP
Aula ICiência e o Método Científico
• O que é ciência e como ela surgiu
• Tipos de conhecimento
• Formas de aquisição do conhecimento pela pesquisa
• Hipóteses, teses e teorias
• O que é o método científico
• Pesquisa e desenvolvimento, pesquisa pura e aplicada
Ciência e Civilização
“O progresso e os triunfos das civilizações modernas são, em grande parte, devidos ao desenvolvimento da
ciência objetiva e da aplicação do método científico ao processo de
descoberta e criação do conhecimento”
O Que é Ciência (1)
• É a aquisição sistemática do conhecimento sobre a natureza
• Utiliza métodos objetivos e confiáveis de se chegar à “verdade”
• A “verdade” em ciência nunca é absoluta ou final, pode sempre ser modificada ou substituída
• Descreve a natureza através de “modelos”, que podem ser quantitativos ou qualitativos
Dado, Informação e Conhecimento
DadoDado InformaçãoInformação ConhecimentoConhecimento
Glicemia = 140 mg/dlGlicemia = 140 mg/dl HiperglicemiaHiperglicemia Paciente diabéticoPaciente diabético
O Que é Ciência (2)
• Observação: forma de aquisição do conhecimento em que o pesquisador não interfere no objeto do estudo (exemplo: astronomia, comportamento animal).
• Experimentação: forma de aquisição de conhecimento em que o pesquisador fixa, manipula e introduz variáveis no objeto do estudo (exemplo: química, física, biologia)
Origens da Ciência Moderna
• Ciência antiga era baseada na autoridade (Ex. Aristóteles) e no uso da lógica
• Ciência moderna surgiu apenas no século 17, com a observação e a experimentação objetiva (física, astronomia e química)
• Princípios filosóficos básicos da ciência moderna se firmaram nos séculos 18 e 19. A lógica passa a ser associada ao método científico
O Que é o Método Científico
• É um conjunto de abordagens, técnicas e processos utilizado pela ciência para formular e resolver problemas de aquisição objetiva do conhecimento, de uma maneira sistemática
• Princípio da falsificabilidade: a ciência só pode estudar temas em que se possa provar que o acontecimento adquirido é possivelmente falso.
Ciência Pura e Aplicada
• Ciência pura consiste na aquisição do conhecimento sobre a natureza sem finalidades de utilização prática
• Ciência aplicada consiste na utilização dos conhecimentos da ciência pura e da tecnologia (instrumentos, meios e métodos) para se chegar à aplicações práticas
Exemplos de Ciência Pura e Aplicada
• Pura: Mecânica estática e cinemática, física dos materiais, química dos metaisAplicada: construção de uma ponte
• Pura: Biologia molecular, química orgânicaAplicada: Novos medicamentos contra doenças genéticas
• Pura: matemática dos sistemas simbólicosAplicada: programa de computador em Inteligência Artificial
Operações Lógicas no Conhecimento Científico
• Indução
Descoberta de princípios gerais a partir de conhecimentos particularesEx.: todos os metais se dilatam com o calor
• Dedução
Aplicação de princípios gerais a casos particularesEx: o ferro se dilata com o calor
Inferência
Hipóteses, Teses e Teorias
• Hipótese é uma afirmação ainda não comprovada sobre algum fenômeno
• Tese é uma afirmação comprovada sobre algum fenômeno
• Teoria é um conjunto de teses que explicam o fenômeno
• Modelo é uma descrição formal de um fenômeno, que pode ser utilizado para testar novas hipóteses e fazer predições
Como Funciona o Método Científico
O Método Científico
Hipótese(uma pressuposição sobre o conhecimento)
Hipótese(uma pressuposição sobre o conhecimento)
Tese(comprovação do conhecimento)
Tese(comprovação do conhecimento)
Observação/Experimentação(coleta de dados sobre o fenômeno)
Observação/Experimentação(coleta de dados sobre o fenômeno)
Modelo(representação do conhecimento)
Modelo(representação do conhecimento)
Predição(nova pressuposição sobre o conhecimento)
Predição(nova pressuposição sobre o conhecimento)
O Método Científico: Exemplo
Existe uma força regular e calculável de atração entre duas massas
Observação das órbitas de planetasExperimentação física com corpos
Dois corpos se atraem em proporção diretaàs suas massas e inversa à distância entre si
Lei da gravitação: F =g.m.n/d2
Predição da trajetória de um foguete à Lua
O Princípio das Aproximações Sucessivas
• A verdade sobre um conhecimento nunca é atingida integralmente, mas sim através de etapas sucessivamente mais próximas
• Um conhecimento é válido apenas até que novas observações ou experimentações o contradigam
Modelos em Ciência Pura e Aplicada
• Na ciência pura, os modelos anteriores são descartados em favor dos mais verdadeirosExemplo: teoria da relatividade de Einstein substituiu teoria da gravitação de Newton.
• Na ciência aplicada podem coexistir modelos com diferentes graus de aproximação, dependendo do objetivoExemplo: cálculo da trajetória de uma bala, de um foguete à Marte ou da luz de outra galáxia usam os modelos mais apropriados para cada caso
Pesquisa & Desenvolvimento
• A Informática tem aspectos de ciência pura (Ciência da Computação) e aplicada (tecnologia)
• Pesquisa é a descoberta de novos conhecimentos, desenvolvimento é a aplicação destes conhecimentos para chegar a resultados práticos
• Pesquisa metodológica é a descoberta de novos conhecimentos sobre os métodos ou tecnologias em si
P & D: Exemplo
• Desenvolvimento: revista Saúde & Vida On-Line (colocação de um recurso de informação utilizando tecnologia de redes, programação HTML, digitalização de imagens, hipertexto, etc.)
• Pesquisa: como a revista é acessada, utilizada, para que fins, como os usuários se diferenciam, opinião e impacto sobre os provedores de informação e o sistema de saúde
• Pesquisa metodológica: como poderia ser desenvolvido um método para divulgar as notícias da revista de acordo com o perfil de interesse
Parte IIMetodologia Científica
• Definição
• As etapas da investigação científica
• Características do método científico
• Divulgação do conhecimento
Ciência e Método
A Ciência só aceita como verdadeiro o que é
confirmável mediante comprovação compatível com o método científico
Metodologia Científca
Definição
Conjunto de etapas ordenadamente dispostas, a serem vencidas na investigação de um fenômeno
Etapas da Investigação Científica
• Escolha do tema
• Planejamento da investigação
• Desenvolvimento metodológico
• Coleta e armazenamento de informações (observação, experimentação)
• Análise dos resultados, elaboração das conclusões
• Divulgação dos resultados
Atribuições do Pesquisador
• Planejar, iniciar, conduzir e concluir a pesquisa
• Levantar e conhecer a literatura científica direcionada ao tópico
• Utilizar os conhecimentos e experiência adquiridos, durante a realização da pesquisa
• Contribuir ao enriquecimento do conhecimento no âmbito do assunto
Etapa 1 Levantamento do Tema
• Conhecimento anterior do tema
• Investigações realizadas anteriormente sobre o mesmo tema
• Literatura científica, pesquisa bibliográfica
• Idéias dadas pelo orientador ou colegas
• Idéias totalmente originais (insight)
• Pesquisas originais, de confirmação ou de replicação para aprendizado
Pesquisa Bibliográfica
• Levantamento de todos os trabalhos já realizados sobre o mesmo tema, num determinado período
• Levantamento dos métodos e técnicas a serem utilizadas na investigação
• Realizado com metodologia específica e utilizando publicações e bancos de dados especiais (índices)
Etapa 2Planejamento
• Materiais e métodos a serem utilizados
• Objetivos finais e parciais da pesquisa
• Cronograma de desenvolvimento
• Pesquisadores, técnicos e suas atribuições no projeto
• Como serão coletados, armazenados e analisados os dados
• etc.
Etapa 3Desenvolvimento dos Métodos
• Identificação e seleção de todos os métodos e técnicas (inclusive computacionais e estatísticas) a serem usadas na pesquisa e/ou:
• Desenvolvimento ou aperfeiçoamento de técnicas e métodos (pesquisa metodológica)
• Treinamento e validação da metodologia através de projeto piloto ou protótipo
• Não se deve iniciar a pesquisa principal sem estar terminada esta etapa
Etapa 4Coleta dos Dados
• Realização de estudos observacionais (aplicação de questionários, estudos de campo, registro de dados exploratórios, etc.)
• Realização de estudos experimentais (manipulação das variáveis de estudo, coleta de resultados)
• Mensuração e comparação de dados de desempenho, uso, impacto, etc. (quando for pesquisa metodológica)
Pesquisa Experimental (1)
• Variáveis independentes: são as variáveis, parâmetros ou condições manipuladas pelo pesquisador
• Variáveis dependentes: são as variáveis, parâmetros ou efeitos que são observados ou mensurados pelo pesquisador
• Variáveis de controle: são as variáveis, parâmetros ou condições que devem permanecer fixas ou controladas.
Pesquisa Experimental (2)
• Os sujeitos ou objetos a serem estudados no experimento são divididos em grupos controles e experimentais
• Os grupos controle não recebem a influência da variável independente
• Os grupos experimentais recebem a variável independente
• A relação causa-efeito é determinada pela comparação estatística entre os grupos
Pesquisa Experimental (3)
• Perigo do víes (bias): influência inconsciente ou consciente por parte dos sujeitos ou pesquisadores sobre o resultado da pesquisa
• Eliminação ou redução do viés:– Atribuição aleatória dos sujeitos aos grupos– Sujeitos ignoram a que grupo pertencem (estudo
cego)– Pesquisadores também ignoram (estudo duplo-
cego)
Pesquisa Experimental: Exemplo
• Objetivo: determinar se a sobrevida de pacientes com AIDS aumenta com AZT
• Grupo controle: aidéticos recebem um placebo
• Grupos experimentais 1 e 2: aidéticos recebem duas dosagens diferentes de AZT
• Variável independente: dosagem de AZT
• Variável dependente: tempo de sobrevida do paciente desde o início do tratamento
• Variáveis de controle: sexo, idade, tempo de duração e gravidade da doença, nível econômico, etc.
• Análise estatística: comparação entre os grupos usando análise de variância e curvas de sobrevivência
Pesquisa Experimental: Exemplo
Etapa 5Análise dos Dados
• Dois tipos de dados e análises:– Qualitativos
– Quantitativos
• Planejamento experimental: o tipo de análise estatística a ser usada depende dos tipos de variáveis, tamanho e numero de grupos, etc. e deve ser selecionado antes de iniciar a pesquisa.
• Dois tipos de análise quantitativa: exploratória de dados e estatística de diferenças
O Papel da Estatística
• Os resultados quase sempre são variáveis, principalmente em biologia e medicina
• É necessário descrever a variabilidade e as tendências centrais, para entender o fenômeno
• Para comprovar diferenças entre situações observacionais e experimentais, é necessário usar métodos estatísticos
Exemplo de estatísticaSaúde & Vida On-Line
• Hipótese: não existe diferença quanto à freqüência de acesso em relação ao sexo do leitor
• Método: questionários enviados para uma amostra de 300 leitores, com várias questões, inclusive o sexo do leitor e quantas vezes acessa a SVOL
• Resultados: Tabela com sexo do leitor versus freqüencia de acesso (diário, semanal, etc.)
• Estatística utilizada: qui-quadrado para tabela de contingência• Tese: Não existe diferença entre os sexos (probabilidade de
0.5 que seja devida ao acaso)
Etapa 6Divulgação dos Resultados
• Os resultados de uma pesquisa devem ser comunicados para atingirem seu objetivo
• Formas de comunicação:– Oral (palestras, seminários e congressos)– Escrita (relatórios, artigos, resumos, Internet,
etc.)
• Determinação da prioridade da pesquisa (quem publicou primeiro)
Publicações Científicas
• Publicações preliminares: resumos em congresso, preprints, notícias na imprensa (em geral não fixa a prioridade)
• Publicações primárias: revistas, anais completos de congresso com artigos completos (gold standard da pesquisa)
• Publicações secundárias: livros, revisões
• Publicações terciárias: índices e bases de dados bibliográficas