Introdução à Metodologia Científica

1. Introdução à Metodologia Científica

2. Instrutores Renato M.E. Sabbatini, PhDSilvia Helena Cardoso, PhD Núcleo de Informática BiomédicaUNICAMP

3. 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

4. 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”

5. 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

6. Informação Conhecimento Hiperglicemia Paciente diabético Dado, Informação e Conhecimento Dado Glicemia = 140 mg/dl

7. 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)

8. 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

9. 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.

10. 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

11. 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

12. Operações Lógicas no Conhecimento Científico Inferência • 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

13. 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

14. Como Funciona o Método Científico

15. Observação/Experimentação(coleta de dados sobre o fenômeno) Tese(comprovação do conhecimento) Modelo(representação do conhecimento) Predição(nova pressuposição sobre o conhecimento) O Método Científico Hipótese(uma pressuposição sobre o conhecimento)

16. 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 direta às suas massas e inversa à distância entre si Lei da gravitação: F =g.m.n/d2 Predição da trajetória de um foguete à Lua

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. Parte IIMetodologia Científica • Definição • As etapas da investigação científica • Características do método científico • Divulgação do conhecimento

22. Ciência e Método A Ciência só aceita como verdadeiro o que é confirmável mediante comprovação compatível com o método científico

23. Metodologia Científca Definição Conjunto de etapas ordenadamente dispostas, a serem vencidas na investigação de um fenômeno

24. 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

25. 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

26. Etapa 1Levantamento 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

27. 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)

28. 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.

29. 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

30. 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)

31. 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.

32. 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

33. 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)

34. 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

35. Pesquisa Experimental: Exemplo • 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

36. 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

37. 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

38. 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)

39. 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)

40. 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