Pesquisa com métodos quantitativos

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  • 1. Pesquisa com métodos quantitativos Prof. Dr. Ivan Luiz Marques Ricarte Outubro 2012IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 2. Pesquisa quantitativa Associada a princípios filosóficos pós-positivistas • Determinismo: questões e hipóteses de pesquisa serão respondidas pela análise de relação entre variáveis • Reducionismo: teoria pode ser testada pela observação de poucas variáveis • Objetivismo: dados podem ser obtidos por medidas ou observações empíricas • Interpretacionismo: instrumentos de medidas válidos e confiáveis levarão a interpretações significantes dos dadosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 3. Características da pesquisa quantitativa (1)Determinismo: questões e hipóteses de pesquisa serãorespondidas pela análise de relação entre variáveisCreswell trabalha com uma apresentação gradual, em etapas:• O problema de pesquisa• O propósito da pesquisa• Questões ou hipóteses da pesquisaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 4. Problema e propósitoProblema de pesquisa Propósito da pesquisa Identificar origem (qual a O propósito deste motivação) [experimento/levantamento] será verificar a teoria [...] que Estabelecer contexto relaciona [ Vi ] com [ Vd ] para (qual a teoria de base) [participantes] em [local]. A variável independente [Vi ] é Defender relevância da definida como [...]. A variável pesquisa (qual a dependente [ Vd ] é definida lacuna) como [...].IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 5. Questões ou hipóteses Pesquisa quantitativa é guiada por questões ou por hipóteses que relacionam as variáveis: • Questões de pesquisa quantitativa – São questões sobre o relacionamento entre variáveis • Hipóteses de pesquisa – São predições sobre o relacionamento entre variáveis, que poderão ser testadas com procedimentos estatísticosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 6. Tipos de hipóteses Hipótese nula • Predição de que não há relacionamento ou diferença entre grupos por conta da variável Hipótese alternativa • Direcional: prevê aumento (ou diminuição) de efeito associado à variável, com base em estudos anteriores • Não direcional: prevê diferença, sem estabelecer especificamente qual tipo de diferençaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 7. Características da pesquisa quantitativa (2) Reducionismo: teoria pode ser testada pela observação de poucas variáveis Estudos quantitativos partem da especificação das hipóteses de pesquisa envolvendo essas variáveis, com base nessa teoriaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 8. Variáveis Variável: algo que muda, que pode assumir diferentes valores Variáveis na pesquisa quantitativa podem ser representadas numericamente • Escala contínua ou categóricaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 9. Tipos de variáveis Principais tipos de variáveis • Variável independente: podemos alterar seu valor • Variável dependente: podemos medir seu valor Variáveis demográficas (idade, nível educacional, renda familiar) são, em geral, variáveis moderadoras do estudo e não devem (a não ser que o estudo seja sobre esses aspectos) serem usadas como variáveis independentes ou dependentesIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 10. Características da pesquisa quantitativa (3) Objetivismo: dados podem ser obtidos por medidas ou observações empíricas Métodos de coleta de dados na pesquisa quantitativa: • Levantamentos • ExperimentosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 11. Mecanismos de coleta de dados Levantamento (Survey) • Descrever numericamente tendências ou opiniões de uma amostra de uma população Experimental • Verificar o impacto de uma intervenção ou tratamento em um resultado observado, mantendo sob controle outros fatores que poderiam influenciar o desenlaceIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 12. Características da pesquisa quantitativa (4) Interpretacionismo: instrumentos de medidas válidos e confiáveis levarão a interpretações significantes dos dados Grande quantidade de dados coletados: • Permitir análises estatísticas • Permitir generalização das conclusões a partir do observado nas amostras • Forma de validação do estudoIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 13. Métodos da pesquisa quantitativa LevantamentosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 14. Justificativa para levantamento • Na proposta de pesquisa, é preciso justificar a escolha para realizar a coleta por meio de um levantamento – Qual é o objetivo do levantamento? – Por que levantamento é a forma recomendada de coleta nesse caso? – A coleta será transversal (num único momento) ou longitudinal (coleta ao longo do período)? – Qual será a forma de coleta?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 15. Formas de coleta • Questionários auto-administrados • Entrevistas • Revisão de registros estruturados para a coleta de dados • Observações estruturadasIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 16. População Qual a população que é alvo do estudo? • O conjunto universo do estudo Qual o tamanho da população? Como os indivíduos da população podem ser identificados?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 17. População e amostra Se o tamanho da população é tal que não permite que todos os seus indivíduos sejam medidos ou observados, o estudo deve ser realizado com um subconjunto da população – AmostraIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 18. Amostra • Como será selecionada a amostra: – Amostragem simples (diretamente de toda a população) ou a partir de grupos (clusters)? – Seleção aleatória ou por conveniência? – Amostra estratificada? Por quais características? – Qual o tamanho da amostra? Qual procedimento utilizado para selecionar esse tamanho?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 19. Tamanho da amostra • Afetada por – Intervalo de confiança • Qual a margem de erro dos resultados obtidos – Nível de confiança • Quão certo você pode estar de seus resultados Com esse tamanho de amostra, tenho [NivConf]% de segurança que o valor desta variável é X ± [IntConf]%IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 20. Tamanho da amostraImpacto do tamanho da população nesses valores:• Apenas se a população é pequena• Para populações acima de 50.000, o tamanho da amostra não impacta no nível e no intervalo de confiança – Desde que as amostras sejam aleatóriasIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 21. Tamanho da amostra • População “infinita” (maior que 50.000): 2 Z p 1 p SS 2 C onde SS Tamanho da amostra Z Valor Z para o nível de confiança desejado (tabelado) C Intervalo de confiança p Probabilidade da resposta (.5 no pior caso)IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 22. Tamanho da amostra • População finita (menor que 50.000): SS NSS SS 1 1 pop onde NSS Tamanho ajustado da amostra SS Tamanho da amostra para população infinita pop Tamanho da populaçãoIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 23. Valor Z Probabilidade de que uma amostra caia dentro de uma certa distribuição – Tabelada a partir da distribuição de probabilidade normal cumulativa – Valores típicos: Nível de confiança Valor Z 0,90 1,645 0,95 1,960 0,99 2,576IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 24. Exemplos • Nível de confiança 95%, margem de erro 4% – População  50.000: amostra de 600 participantes – População 10.000: 566 participantes – População 1.000: 376 participantes • Nível de confiança 99%, margem de erro 2% – População  50.000: 4.148 participantes – População 10.000: 2.932 participantes – População 1.000: 806 participantesIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 25. Instrumentação Proposta da pesquisa também deve incluir informação sobre o instrumento usado na coleta • O questionário foi desenvolvido para esta pesquisa ou foi adaptado de ou utilizado em outro estudo? • Se veio em parte ou integralmente de outro estudo: – Obteve autorização para usar neste estudo? – Houve validação do questionário? – Qual a confiabilidade relatada do questionário?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 26. Instrumentação Indique as seções que o questionário conterá • Dados demográficos, questões de comportamento, atitude, factuais Indique os tipos de escalas que serão utilizados • Contínuas (em quantos níveis), categóricas Indique os planos para testes piloto ou de campo • Número de participantes, como os seus comentários serão incorporadosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 27. Variáveis no estudo Como as variáveis do estudo (descritas na introdução e hipóteses da pesquisa) estão relacionadas a questões específicas do instrumento? • Relacionar variáveis com questões/hipóteses de pesquisa e com itens do levantamentoIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 28. Análise e interpretação dos dados Informe quantos participantes retornaram e quantos não retornaram o instrumento preenchido Discuta o método pelo qual o viés de resposta será determinado Efeito dos não respondentes Discuta o plano para a análise descritiva dos dados para todas variáveis independentes e dependentes Médias, desvios padrões e faixas de valoresIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 29. Análise e interpretação dos dados • Identifique que procedimentos e programas estatísticos serão usados para testar as principais hipóteses do estudo – Depende do número de variáveis, tipos de escalas para variáveis independentes e dependentes, distribuição de valores das variáveis • Discuta como serão apresentados os resultados – Tabelas, gráficos?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 30. Métodos da pesquisa quantitativa ExperimentosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 31. Objetivo de um estudo experimental Testar o impacto de uma intervenção (ou tratamento) em um desenlace, controlando todos os demais fatores que poderiam influenciar nesse desenlaceIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 32. Variáveis no estudo experimental • Identificar claramente as variáveis independentes – Pelo menos uma variável (associada à intervenção) – Outras variáveis que não são manipuladas no experimento • Identificar variáveis dependentes – Pelo menos uma variável (associada ao desenlace)IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 33. Componentes do método experimental • Participantes • Materiais • Procedimentos • Medidas – Descrições sobre esses quatro aspectos devem estar presentes no projeto de pesquisa experimentalIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 34. Participantes Quem são os participantes do estudo? Qual população eles representam? Como são selecionados? Como são alocados a grupos? Que características dos participantes podem influenciar no desenlace? Qual o número de participantes em cada grupo? Como esse número foi definido?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 35. Tamanho do grupo Depende de três fatores (análise de potência): • Nível de significância estatística (α) – Probabilidade de erro tipo 1 (falso positivo) • Potência desejada (π) – Probabilidade de não ocorrer erro tipo 2 (falso negativo, prob. β) • Magnitude do efeito – Diferença desejada entre valores médios dos dois grupos dividido pelo desvio padrão (d de Cohen)IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 36. Exemplo • Valor convencional é α=0,05 • Tamanho de cada grupo: π 0,25 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0,95 0,99 d 0,2 84 193 246 310 393 526 651 920 0,5 14 32 40 50 64 85 105 148 0,8 6 13 16 20 26 34 42 58IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 37. Instrumentos e materiais • Instrumentos – Usados para avaliações pré-teste e pós-teste – Como foram validados? Qual sua confiabilidade? Quem os desenvolveu? Tem autorização para utilizá-los? • Materiais – Usados na intervenção experimental – Foram testados em algum piloto? Treinamento para sua aplicação é necessário?IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 38. Tipos de procedimentos experimentais Pré-experimental: grupo analisado sem comparação com grupo de controle Experimento real: dois grupos (tratamento e controle) com participantes alocados aleatoriamente Quase experimento: dois grupos, mas participantes não aleatoriamente alocados aos grupos Sujeito único: observação de um único (ou poucos) sujeito de pesquisa ao longo do tempoIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 39. Medidas O que será medido para cada tipo de variável Variáveis independentes além da intervenção • Medidas, mas não manipuladas no experimento • Podem ser estatisticamente controladas (por exemplo, distribuição similar nos grupos) Variáveis dependentes • Medidas usuais incluem direção e/ou magnitude de mudançaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 40. Procedimentos: notação Símbolos ao longo de uma linha temporal (duração do experimento), da esquerda para a direita: • X: Exposição à intervenção • O: Observação do efeito (medida) • R: Atribuição aleatória • Linha horizontal entre linhas temporais: grupos não equalizados por alocação aleatóriaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 41. Representação de procedimentos pré-experimentais Exposição de um grupo a uma intervenção, seguida por uma medida (one-shot case study) Grupo A X------------------O Medida pré-teste, intervenção e medida pós-teste para um grupo (one-group pre-test-post-test design) Grupo A O1-------X-------O2IA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 42. Representação de procedimentos pré-experimentais Comparação entre grupos não equivalentes após intervenção Grupo A X------------------O Grupo B --------------------O Comparação de intervenções alternativas entre grupos não equivalentes Grupo A X1--------------O Grupo B X2--------------O * Grupos equivalentes: alocação aleatória dos membrosIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 43. Representação de procedimentos quase experimentais Comparação com grupo de controle não equivalente Grupo A O---------X--------O Grupo B O-------------------O Série temporal interrompida, único grupo Grupo A O---O---O---X---O---O---O Série temporal interrompida com grupo de controle (não alocado aleatoriamente) Grupo A O---O---O---X---O---O---O Grupo B O---O---O---O---O---O---OIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 44. Representação de procedimentos experimentais reais Pré-teste, pós-teste com grupo de controle Grupo A R-----O----X----O Grupo B R-----O----------O Apenas pós-teste com grupo de controle Grupo A R------X------O Grupo B R--------------OIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 45. Representação de procedimento experimental com único sujeito Desenho A-B-A • Múltiplas observações para um único indivíduo (baseline) • Aplicação da intervenção ou tratamento • Interrupção do tratamento seguida de novas observações O---O---O---O---X---X---X---O---O---O---O---OIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte
  • 46. Referências • Creswell, capítulos 7 e 8 • Livros de estatísticaIA364M – Métodos de pesquisa para engenharia de computação – Prof. Galvão &Ricarte