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
• 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
Dado
Informação
Conhecimento
Glicemia = 140 mg/dl
Hiperglicemia
Paciente 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 metais
Aplicada: construção de uma ponte
• Pura: Biologia molecular, química orgânica
Aplicada: Novos medicamentos contra
doenças genéticas
• Pura: matemática dos sistemas simbólicos
Aplicada: programa de computador em
Inteligência Artificial
Operações Lógicas no
Conhecimento Científico
Inferência
• Indução
Descoberta de princípios gerais a partir de
conhecimentos particulares
Ex.: todos os metais se dilatam com o calor
• Dedução
Aplicação de princípios gerais a casos particulares
Ex: o ferro se dilata com o calor
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)
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: Exemplo
Existe uma força regular e calculável
de atração entre duas massas
Observação das órbitas de planetas
Experimentação 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
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 verdadeiros
Exemplo: teoria da relatividade de Einstein substituiu
teoria da gravitação de Newton.
• Na ciência aplicada podem coexistir modelos com
diferentes graus de aproximação, dependendo do
objetivo
Exemplo: 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 II
Metodologia 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 2
Planejamento
•
•
•
•
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 3
Desenvolvimento 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 4
Coleta 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 duplocego)
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
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
Etapa 5
Análise 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 estatística
Saúde & 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 6
Divulgação 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